DE69308879T2

DE69308879T2 - Methode zur behandlung von abfallverbrennungsrückständen und deren verwendung als adsorptionsmittel

Info

Publication number: DE69308879T2
Application number: DE69308879T
Authority: DE
Inventors: Jacob Jacobus Nl-7421 Ad Deventer Steketee; Leonardus Gerardus Catherina Mathias Nl-3871 Tb Hoevelaken Urlings
Original assignee: Tauw Milieu BV
Current assignee: Tauw Milieu BV
Priority date: 1992-11-23
Filing date: 1993-11-23
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2013-11-24
Also published as: DK0669900T3; NL9202033A; JPH08502472A; WO1994012444A1; PL172708B1; EP0669900A1; DE69308879D1; US5928128A; CA2150031C; EP0669900B1; PL309030A1; CA2150031A1; JP2603450B2; AU5718994A

Description

Methode zur Behandlung von Abfallverbrennungsrückständen und deren Verwendung als Adsordtionsmittel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsrückständen.
Es ist bekannt, daß Schlacken, die bei der Abfallverbrennung freigesetzt werden, insbesondere von Hausmüll und dazu vergleichbaren Abfällen, als Fundamentmaterial und Dammmaterial im Straßenbau und als Kiesersatz in Beton geeignet sind (C.R.O.W. (1988): Residues are (no longer) waste - WIP slags. Publication 15, Stichting C.R.O.W., Herausgeber [1]: Leenders, P. (1984): Management of Solid Waste Incinerator Residues in The Netherlands. In: K.J. Thomé-Kozmiensky (Herausgeber) : Recycling International, Band 2, Seiten 1420-1441. EF-Verlag, Berlin [2]).
Dieses abgekürzt WIP-Schlacken genannte Material unterliegt der Erfüllung bestimmter ingenieurtechnischer und umwelthygienischer Qualitätsanforderungen in Abhängigkeit vom Anwendungsgebiet. Die umwelthygienischen Qualitätsanforderungen können hinsichtlich der Zusammensetzung und den Erfordernissen in bezug auf die Auslaugbarkeit des Produkts unterteilt werden. Das Territorium der Niederlande betreffend sind diese umwelthygienischen Qualitätsanforderungen in der sogenannten Baumaterialverordnung, einer allgemeinen Verordnung im Rat (AMVB) innerhalb des Rahmens des Bodenschutzgesetzes dargelegt. In dem AMVB, dessen Entwurf veröffentlicht wurde, werden die Qualitätserfordernisse bezüglich Auslaugung besonders hervorgehoben. Innerhalb dieses Rahmens sind von den ingenieurtechnischen Qualitäts anforderungen, die Anwendungen als Fundamentmaterial [1] auferlegt werden, insbesondere die Anforderungen, die nicht verbranntem und zersetzungsfähigem Material auferlegt werden, relevant. Für Anwendungen als Zuschlagstoffzusatz in Beton ist der pH-Wert ebenfalls von Bedeutung.
Um den Erfordernissen der Baumaterialverordnung zu genügen, ist es erforderlich, das Auslaugen von Schwermetallen aus WIP-Schlacken zu unterbinden. Derartige Verfahren, allgemein als Immobilisierungsverfahren bezeichnet, sind im allgemeinen bekannt und werden in physiko-chemische und thermische Verfahren unterteilt. Die Aufgabe der physiko-chemischen Verfahren ist die Herstellung einer harten, gering porösen und dauerhaften Matrix unter Verwendung von Bindemitteln und weiteren Zuschlagstoffen und gleichzeitig Fixieren von Verunreinigungen in Form schwer löslicher Verbindungen.
Die Bildung einer harten Matrix gemäß bekannter Verfahren, wobei beispielsweise ein Bindemittel zum Einsatz kommt, ist im allgemeinen unproblematisch. Gemäß den Auslaugungstests tritt jedoch in vielen Fällen keine chemische Bindung der Verunreinigungen auf. Nach Reduktion der Matrix ist die Auslaugung häufig wiederum auf dem Niveau des Ausgangsmaterials. Ein weiterer Schwachpunkt der vorliegenden physikochemischen Immobilisierungsverfahren ist die Verwendung relativ hoher Mengen (im allgemeinen 10-50 Gew.-%) kostspieliger Zuschlagstoffe, wie Zement.
Aufgabe der thermischen Verfahren ist die Einarbeitung der Verunreinigungen in eine Silicatmatrix durch Sintern oder Schmelzen des Materials. Durch Tests wurde gefunden, daß die Verunreinigungen häufig sehr gut fixiert sind. Ein Nachteil des Verfahrens sind die beträchtlichen Kosten infolge der hohen Investition und des beträchtlichen Energieverbrauchs.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Immobilisierung von Schwermetallen und/oder Metalbiden in Abfallverbrennungsrückständen durch Behandeln der Rückstände mit Gas, das 0,1 bis 100 Vol.-% CO&sub2; enthält, bei einer Temperatur von Umgebungstemperatur bis 200ºC unter einem Druck von Atmosphärendruck bis 10 Bar Überdruck, wobei während der Behandlung der pH-Wert der als Ausgangsmaterial verwendeten Abfallverbrennungsrückstände erniedrigt wird und wobei die Rückstände als solche und nicht über Aufschlämmen im Wasser behandelt werden. Der Anteil an CO&sub2; ist höher als der Anteil in der Atmosphäre.
Das Verfahren kann unter Umgebungstemperatur (etwa 0- 30ºC) und Atmosphärendruck (etwa 1 Bar) ausgeführt werden.
Steigender Druck und steigende Temperatur führen jedoch zu einer Reaktionsbeschleunigung.
Gute Ergebnisse wurden mit einem Gas mit CO&sub2;-Anteilen von mindestens 1, beispielsweise etwa 5-20, insbesondere etwa 8 Vol.-%, einer Temperatur von höchstens 100ºC, beispielsweise etwa 20-70ºC, bevorzugter etwa 20-50&sup0;c und einem Überdruck von höchstens 1 atm erhalten.
Das vorliegende Verfahren ähnelt bekannten physikochemischen Immobilisierungsverfahren, weicht jedoch davon ab, indem keine harte Matrix gebildet wird. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß auch Gebrauch von mikrobiologischen Reaktionen gemacht wird. Das Verfahren soll daher als chemisches Immobilisierungsverfahren beschrieben werden, dessen Wirkungsgrad durch mikrobiologische Umwandlungen erhöht wird.
Die bestehenden Immobilisierungsverfahren sind durch eine unzureichende Fixierung von Verunreinigungen und/oder durch einen relativ hohen Kostenanteil gekennzeichnet, wodurch die Behandlung von Rückständen, die in Mengen anfallen, tatsächlich undurchführbar wird.
Die Umsetzung von CO&sub2; mit der basischen WIP-Schlacke führt zur Bildung von Carbonaten und ein (Re)carbonisierungsverfahren ist daher mit einbezogen. Jedoch ist nicht nur die Bildung von Carbonaten für die Fixierung von Schwermetallen und Metalloiden von Bedeutung, es ist auch von Bedeutung, daß der pH-Wert des Materials in einer Weise modifiziert wird, daß die Löslichkeit der betreffenden Komponenten gering wird. Diese pH-Steuerung ist darüberhinaus für die Optimierung von mikrobiologischen Reaktionen von Bedeutung. Die meisten Mikroorganismen (insbesondere Bakterien) können nicht bei stark basischem pH-Wert, den die unbehandelten WIP- Schlacken aufweisen können, wachsen. Eine Senkung des pH- Werts auf schwach basische Werte, beispielsweise 7-8,5, erhöht nicht nur die Nutzbarkeit der Schlacken als Zuschlagstoffe für Beton usw., sondern auch die Möglichkeit des Wachstums von Mikroorganismen zu einem beträchtlichen Ausmaß. Zusätzlich kann die Aktivität der Mikroorganismen durch Zugabe von Nährstoffen und durch Beimpfen mit Mikroorganismen (wie Bakterien und Schimmelkulturen) verbessert werden. Die günstige Wirkung der Mikroorganismen beruht auf dem Abbau von unverbranntem organischem Material und Stickstoff, beispielsweise Materialien, die Ammoniumgruppen enthalten. Neben dem Beitrag dieser Stoffe als solches zum Auslaugen spielen sie auch eine Rolle beim Auslaugen von Metallen. Sowohl organische Stoffe (Säuren, Huminsäuren und dergleichen) als auch Ammoniumgruppen können Metallkomplexe bilden.
Eine bedeutende Wirkung der Behandlung besteht darin, daß die ingenieurtechnische Qualität der Schlacke ebenfalls beträchtlich verbessert wird. Durch Senken des pH-Werts wird die Gefahr einer zerstörenden Ausdehnung wie bei der Umwandlung von Metallstücken aus Aluminium zu Aluminiumhydroxid beträchtlich geringer. Außerdem wird das Material zur Verwendung als Kiesersatz in Beton geeigneter.
Es werden keine besonderen Erfordernisse an das zu verwendende CO&sub2; und das CO&sub2;-enthaltende Gas gestellt, ausgenommen, daß das Gasgemisch vorzugsweise Sauerstoff enthält und mit Wasser gesättigt ist. Der Sauerstoff ist für den Verlauf der mikrobiologischen Reaktionen erforderlich. Die Verwendung von Wasserdampf dient zur Verhinderung des Austrocknens der Schlacke. Die Mikroorganismen können aufgrund fehlenden Wassers inhibiert werden oder gar absterben.
Das CO&sub2; kann beispielsweise von einem Versorger erhalten werden und mit Luft verdünnt werden. Ein (gereinigtes) Verbrennungsabgas oder Abgas (Off-Gas) aus biologischen Verfahren ist jedoch ebenfalls als CO&sub2;-Quelle geeignet. Eine Anforderung, die an diese Gasgemische gestellt werden muß, ist, daß die Reinheit, die in dem Gas vorliegt, nicht derart sein darf, daß die Qualität der Schlacke durch Adsorptionsverfahren signifikant sinkt.
Wenn Abgase (Off-Gase) als CO&sub2;-Quelle verwendet werden, trägt die Behandlung direkt zur Verminderung der CO&sub2;- Emission bei. Bei dieser Variante wird das Verfahren daher als CO&sub2;-Entfernungsverfahren angesehen. Die WIP-Schlacken können in diesem Fall als Adsorptionsmittel angesehen werden, was eine neue Anwendung für dieses Material ist.
Die Zeit, für die die Schlacken mit CO&sub2;-reichem Gas behandelt werden müssen, hängt von den Verfahrensbedingungen, die angewendet werden (Druck, Temperatur, CO&sub2;-Gehalt) ab. Diese Zeit schwankt von einer Stunde (bei erhöhtem Druck und Temperatur) zu etwa 8 Wochen. Unter einem Druck von etwa 1 atm und bei einer Temperatur von etwa 20ºC ist eine Standzeit von zwei bis vier Wochen im allgemeinen hinreichend.
Wie ausgewiesen, schwankt der Druck im allgemeinen zwischen Atmosphärendruck und 10 Bar Überdruck. In einer typischen Ausführungsform des Verfahrens, bei dem Mikroorganismen verwendet werden, wird ein Überdruck von 0,01-0,1 Bar verwendet.
Eine mögliche Vorrichtung, worin das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, ist in Figur 1 schematisch dargestellt. In dieser Figur ist:
1 die Speiseleitung für das CO&sub2;-reiche Gas;
2 sind durchbrochene Rohre;
3 ist eine Schicht von Kies und grobem Sand oder vergleichbarem Material, worin die durchbrochenen Rohre eingebettet sind;
4 ist ein mit Fahrzeugen befahrbarer durchbrochener Boden;
5 ist eine Schicht mit WIP-Schlacke mit einer Dicke von 0,5-5 m;
6 ist ein Betontank, der zuoberst beispielsweise mit einer Persenning verschlossen werden kann.
Das CO&sub2;-reiche Gas strömt durch die Schlackeschicht über das durch 2 und 3 gebildete Verteilungssystem. Es tritt zuoberst der Schlackeschicht aus und in Abhängigkeit von der Zusammensetzung wird es dann zurückgeführt, direkt abgelassen, über ein Filter abgelassen oder als Verbrennungsluft für einen Ofen verwendet.
In Abhängigkeit von dem Ausmaß des zu behandelnden Schlackestroms sollte der Betonbehälter in Bereiche eingeteilt werden. Für halbkontinuierlichen Betrieb sollte immer ein Minimum von zwei Abschnitten vorliegen und alternativ wird Material in einem Abschnitt behandelt oder der Abschnitt wird entleert, während der andere Abschnitt gefüllt wird.
Während des Füllens der Abschnitte und während der Behandlung können gegebenenfalls Impfmaterial und Nährstoffe zugegeben werden.
Ein kontinuierlicher Betrieb ist möglich, wenn horizontal angeordnete Trommeln, mit denen die Schlacke mit Hilfe der Rotationsbewegung transportiert wird, eingesetzt werden. Das CO&sub2;-reiche Gas wird durch die Trommel geblasen. Eine Alternative ist die Verwendung eines vertikal angeordneten Silos, das von oben gefüllt wird und am Boden entleert wird. Das CO&sub2;-reiche Gas wird aufwärts durch das Silo geblasen.
Da die Verwendung hoher Volumina an CO&sub2;-reichem Gas für das Verfahren charakteristisch ist, werden geeignete Gasströme in Figuren 2 und 3 genauer erläutert.
Ein hinreichend gereinigtes Abgas, beispielsweise Abgas, das den Erfordernissen der holländischen "Verbrennungsdirektive 1989" entspricht, kann als CO&sub2;-Quelle verwendet werden. In Figur 2 wird dieser Gasstrom mit 7 ausgewiesen. In Figur 2 bedeuten die Bezugsziffern außerdem:
8 - ein Verdichter;
9 - ein Wärmetauscher (wahlweise, nur erforderlich, wenn die Temperatur des Abgases zu hoch ist);
10 - die Schlackenbehandlungsanlage (gemäß Figur 1);
11 - ein Strom zur Rückführung in den Kreislauf;
12 - der Rückstrom des verwendeten Abgases;
13 - eine Alternative für 12, in der der verwendete Gasstrom als Verbrennungsgas zu Ofen 14 gespeist wird;
15 - ein Kessel;
16 - ein Abgasreinigungssystem;
16a - ein Kamin.
Der relative Nutzen der Entfernung des Gases über 12 oder 13 ist hauptsächlich eine technisch/wirtschaftliche Frage und kann sich für jede Anlage ändern. Wenn unerlaubte Mengen an flüchtigen Bestandteilen aus den Schlacken freizusetzen wären, würde Entfernung über 13 erforderlich werden.
In beiden Fällen kann der Gasstrom der Schlackenbehandlungseinheit vollständig in den Gasstrom durch die WIP integriert sein.
Wenn die Qualität des durch die WIP erzeugten Abgases unzureichend ist und kein weiterer sauberer CO&sub2;-reicher Abgasstrom verfügbar ist, kann ein CO&sub2;-reicher Gasstrom durch Mischen von CO&sub2; (technische Qualität) mit Luft hergestellt werden. Es ist auch möglich, 100 Vol.-% CO&sub2; als Gasstrom zu verwenden. Das CO&sub2; kann von einem Gasversorger erhalten werden oder an einer Stelle aus dem Abgas abgetrennt werden.
Die Alternative, bei der reines CO&sub2; verwendet wird, ist schematisch in Figur 3 dargestellt. Hierin ist:
17 das CO&sub2; enthaltende Beschickungsgefäß;
18 eine Gasmischanlage, worin CO&sub2; und Luft vermischt werden;
19 eine Beschickungsleitung für CO&sub2;-reiches Gas;
10 die Schlackenbehandlungseinheit (gemäß Figur 1);
13 der Auslaß für Gas zu Ofen 14.
Der Auslaß wäre nur erforderlich, wenn unannehmbare Mengen an flüchtigen Bestandteilen aus der Schlacke freizusetzen wären. Ansonsten ist direktes Ablassen des Abgases (falls erforderlich über einen einfachen Biofilter) möglich.
Zusätzlich zu der in Figur 4 gezeigten Anordnung zur chargenweisen Ausführung des Verfahrens kann das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durch Inkontaktbringen des zu behandelnden Rückstandes mit CO&sub2;-reichem Gas in einer Mischtrommel, einem Silo oder einer geeigneten Verarbeitungsvorrichtung, ausgeführt werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß das Verfahren entweder mit oder ohne zugegebene Mikroorganismen verwendet werden kann. Bei der typischen Ausführungsform des Verfahrens werden jedoch Mikroorganismen eingesetzt. Es wird darauf hingewiesen, daß Mikroorganismen bereits natürlich in dem zu behandelnden Material vorliegen können. Es ist natürlich auch möglich, das zu behandelnde Material mit einem Material, das bereits Behandlung unterzogen wurde und welches Mikroorganismen enthält, zu "beimpfen". Diese Mikroorganismen verbrauchen im allgemeinen Sauerstoff.
Ob Mikroorganismen verwendet werden oder nicht oder vorliegen, ist für die auszuwählenden Bedingungen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entscheidend. Die Anwesenheit von Wasser ist wesentlich, wenn Mikroorganismen verwendet werden und ein Wasserdampf enthaltendes Gas wird vorzugsweise verwendet, vorzugsweise ein Gas, das nicht nur Kohlendioxid in den vorstehend genannten Mengen enthält, sondern das auch mit Wasserdampf gesättigt ist. Wenn Mikroorganismen verwendet werden, wird die Temperatur im allgemeinen nicht höher als etwa 70ºC sein. Es wird unter vorstehend genanntem leichtem Überdruck von nicht mehr als 1 Bar gearbeitet.
Wenn ohne Verwendung von Mikroorganismen gearbeitet wird, kann die Temperatur jedoch 200ºC oder höher sein, beispielsweise 300ºC oder 400ºC, wobei letzteres jedoch aus praktischen Gründen abzulehnen ist. Die Anwesenheit von Wasserdampf kann vorteilhaft sein, ist jedoch nicht erforderlich. Es gilt auch für den Druck, daß extreme Bedingungen verwendet werden können und ein Druck von 3 bis 4 Bar kann erwünscht sein, jedoch können auch Drücke von 10, 20 oder 50 Bar verwendet werden, gleichzeitig sind aber höhere Drücke häufig aus praktischen Erwägungen unerwünscht.
Es ist selbstverständlich, daß Verbrennungsrückstände, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden können, vorzugsweise in fein verteilter Form vorliegen, beispielsweise in Form von Teilchen mit einer Größe im Bereich von 0-4 cm.
Wie bereits vorstehend ausgewiesen, können Verbrennungsrückstände auch zur Entfernung von CO&sub2; aus CO&sub2;-reichen Abgasen (Off-Gasen) verwendet werden. Die Erfindung betrifft daher auch die Verwendung von Verbrennungsrückständen als Absorptionsmaterial zur Entfernung von CO&sub2; aus CO&sub2;-reichen Abgasen, wie Abgasen, Biogas, Deponiegas und Abgasen (Off-Gasen) aus Kompostanlagen, wobei die Rückstände als solche verwendet werden und nicht in Form einer wässerigen Aufschlämmung vorliegen.
Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis beruht, daß durch Verbrennungsrückstände vorteilhaft CO&sub2;-Absorption stattfindet. Sowohl das vorstehend beschriebene Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsrückständen als auch die Verwendung von unbehandelten Rückständen zu Absorptionszwecken erfüllen daher das Wesen der Erfindung.
Innerhalb des Bereichs der vorstehenden Beschreibung werden Verbrennungsrückstände als feste Rückstände aufgefaßt, die bei der Verbrennung von Abfallstoffen in Öfen gebildet werden. In diesem Zusammenhang wird ein Unterschied zwischen Schlacken, relativ groben Bestandteilen, die im Ofen verbleiben und Flugaschen, feinen Bestandteilen, die mit den Abgasen austreten und in elektrostatischen Filtern gesammelt werden, gemacht. Nach Löschen unterliegen Schlacken häufig einer Endverarbeitung in Form der Entfernung von Eisen und Zerkleinern und/oder Entfernen durch Sieben grober Bestandteile. Dies führt zu einer Körnung von beispielsweise 0-4 cm.

Beispiel 1

Eine Testanordnung im Labormaßstab wurde verwendet. Eine Menge von WIP-Schlacken, etwa 1 kg, war in einer Säule mit einer Höhe von 0,5 m enthalten. Luft (Referenz) oder CO&sub2;- reiche Luft (etwa 8 Vol.-%) strömten durch diese Säule aufwärts. Die Gasfließgeschwindigkeit wurde mit 5 l/Stunde eingestellt, die Temperatur war etwa 25ºc und der Überdruck etwa 0,1 Bar. Die Behandlung wurde 10 Wochen fortgesetzt. Das Auslaugen der Schlacke wurde vor und nach der Behandlung mit einem Schütteltest bestimmt. Das Material wurde 23 Stunden mit entmineralisiertem Wasser geschüttelt (Ansäuern mit Salpetersäure auf einen pH-Wert von 4), bei einem Flüssig/Feststoff/Verhältnis (L/S) von 10 (Verfahren gemäß NEN 7343).
Aus Tabelle 1 wird deutlich, daß die Auslaugungskonzentrationen der meisten wichtigen Schwermetalle unter beide Bedingungen fallen, jedoch die Wirkung durch Zugabe von CO&sub2; deutlich erhöht ist. Somit gilt für Kupfer eine Abnahme von 84% bei steigender CO&sub2;-Konzentration, verglichen mit 58%, wenn Luft durchgeleitet wird. Die Abnahme bei Molybdänauslaugung steigt von 57% auf 81%. Ohne CO&sub2;-Zugabe steigt die Aluminiumauslaugung etwas (+ 6%), jedoch mit CO&sub2; fällt die Aluminiumauslaugung um 95%. Die Behandlung ist für Antimon und Zink nicht effizient. Der Anstieg der Zinkkonzentration ist jedoch nicht besorgniserregend.
Es ist auch ersichtlich, daß der pH-Wert deutlich fällt (auf etwa 8) und dies ist für ingenieurtechnische Qualität vorteilhaft.

Beispiel 2

Am Ende des in Beispiel 1 beschriebenen Versuchs wurden die Bakterien und Schimmelzahlen des Materials bestimmt. Für diesen Zweck wurden Verdünnungsreihen der Schüttellösung, die durch Schütteln für 23 Stunden mit L/S 10 erhalten wurden, hergestellt. Diese Verdünnungen wurden auf PCA-Platten und Maltose-Agar-Platten aufgegeben. Die Zahl der Kolonien dieser Platten wurde nach 2 (PCA) oder 3 (Maltose-Agar) Tagen gezählt. Aus den Ergebnissen (siehe Tabelle 2) wird deutlich, daß eine vorteilhafte Umgebung für die Bakterien im Ergebnis der Behandlung mit CO&sub2; hergestellt würde. In der Referenzsäule wurden keine Bakterien nachgewiesen. Eine weit vielfachere Mikroflora ist für den Abbau von Rückständen (unverbrannter) organischer Masse vorteilhaft. Die Entwicklung einer Bakterienpopulation steht im Einklang mit der beobachteten größeren Abnahme beim COD-Auslaugen (siehe Tabelle 1) des Materials, das mit zusätzlichem CO&sub2; behandelt wurde.

Beispiel 3

Dieser Versuch wurde gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ausgeführt. Weil von der Säule alle zwei Wochen Proben gezogen wurden, wurde von der Anderung mit der Zeit ein Bild erhalten. Diese Änderung ist in Figur 4 dargestellt. Daraus wird ersichtlich, daß die stärkste Abnahme bei Kupfer- und Molybdänauslaugung aus WIP-Schlacke innerhalb einer Behandlungszeit von zwei Wochen erreicht wird. In Abhängigkeit von der anfänglichen Qualität der Schlacke (Art der Verunreinigung und Konzentrationen) und des erforderlichen letztlichen Qualitätsmaßes ist eine Standzeit von zwei Wochen oder möglicherweise kürzer hinreichend. In einigen Situationen sind längere Standzeiten erforderlich.

Beispiel 4

Bei diesem Versuch wurden Schlacken 1 Stunde mit einem CO&sub2;/Luftgemisch bei einem erhöhten Druck (3,5 Bar) und bei einer Temperatur von 150ºC behandelt. Zu Beginn des Tests enthielt das Gasgemisch etwa 30 Vol.-% CO&sub2;. Die Qualität der Schlacke vor und nach dem Versuch wurde durch den in Beispiel 1 beschriebenen Auslaugungstest bestimmt. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Tabelle 3 dargestellt. Aus dieser Tabelle wird ersichtlich, daß die vorstehend genannte Behandlung zu einer deutlichen Verminderung (in einer Größenordnung von 50% oder mehr) beim Auslaugen von Kupfer, Blei und Aluminium führt. Das Auslaugen der wichtigen Komponente Molybdän (in diesem Beispiel) steigt. Dieses Behandlungsverfahren ist daher nur für Schlacken geeignet, bei denen Molybdänauslaugung nicht von wesentlicher Bedeutung ist. Tabelle 1: Wirkung der Behandlung von CO&sub2;-reichem Gas auf die Auslaugung von WIP-Schlacken. Auslaugungskonzentrationen nach 23 Stunden Schütteln mit entmineralisiertem Wasser bei einem Flüssig/Feststoff/Verhältnis von 10 (Verfahren gemäß NEN 7343)
(1) Referenz: Behandlung für 10 Wochen;
(2) Behandlung für 10 Wochen. Tabelle 2: Bakterien- und Schimmelzahlen nach Behandlung mit Luft und Luft + CO&sub2; für 10 Wochen Tabelle 3: Wirkung der Behandlung von CO&sub2;-reichem Gas bei 3,5 Bar/150ºC auf das Auslaugen von WIP-Schlacken. Auslaugungskonzentrationen nach 23 Stunden Schütteln mit entmineralisiertem Wasser beim Flüssig/Feststoff/Verhältnis von 10 (Verfahren gemäß NEN 7343)

Claims

1. Verfahren zur Immobilisierung von Schwermetallen und/oder Metalloiden in Abfallverbrennungsrückständen durch Behandeln der Rückstände mit Gas, das 0,1 bis 100 Vol.-% CO&sub2; enthält, bei einer Temperatur von Umgebungstemperatur bis 200ºC unter einem Druck von Atmosphärendruck bis 10 Bar Überdruck, wobei während der Behandlung der pH-Wert der als Ausgangsmaterial verwendeten Abfallverbrennungsrückstände erniedrigt wird und wobei die Rückstände als solche und nicht über Aufschlämmen im Wasser behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren mit 5-20 Vol.-% CO&sub2;-enthaltendem Gas bei einer Temperatur von nicht mehr als 100ºC und einem Überdruck von nicht mehr als 1 atm ausgeführt wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während oder vor der Behandlung mit CO&sub2; Mikroorganismen zugegeben werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn oder während der Behandlung mit CO&sub2; Nährstoffe zugegeben werden, um das Wachstum der Mikroorganismen anzuregen.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das erforderliche CO&sub2; vollständig oder teilweise in Form von Abgasen oder anderen CO&sub2;- reichen Abgasströmen (Off-Gas) zugespeist wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Abgase, die aus der Abfallverbrennungsanlage stammen, verwendet werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das erforderliche CO&sub2; aus Biogas, Abgasen oder anderen CO&sub2;-reichen Gasen abgetrennt und dann mit Luft zu der erforderlichen Zusammensetzung vermischt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserdampf enthaltendes Gas verwendet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren chargenweise durch Leiten des CO&sub2;-reichen Gases durch den zu behandelnden Rückstand in einem verschlossenen Raum ausgeführt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren kontinuierlich durch Inkontaktbringen des zu behandelnden Rückstands mit dem CO&sub2;-reichen Gas in einer Mischtrommel, einem Silo oder einer vergleichbaren Verarbeitungsanlage ausgeführt wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Verbrennungsrückstände durch Behandlung mit CO&sub2;-enthaltendem Gas auf 7-8,5 eingestellt wird.

12. Verwendung von Abfallverbrennungsrückständen als Absorptionsmaterial zur Entfernung von CO&sub2; aus CO&sub2;-reichen Abgasen (Off-Gas), wie Verbrennungsabgasen, Biogas, Gas vom Entsorgungort oder Abgas aus Kompostanlagen, wobei die Rückstände als solche und nicht in einer wässerigen Aufschlämmung verwendet werden.