DE69911481T2

DE69911481T2 - Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen

Info

Publication number: DE69911481T2
Application number: DE69911481T
Authority: DE
Inventors: Masatake Kawashima; Takashi Ogawa; Kazuhiro Terada; Hiroyuki Okayama; Katsushi Sugiyama; Kazuo Hosoda; Masafumi Moriya
Original assignee: Miyoshi Yushi KK
Current assignee: Miyoshi Yushi KK
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1999-02-06
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2019-02-07
Also published as: ATE250443T1; EP0937483B1; KR19990072523A; US6137027A; TW399001B; DE69911481D1; EP0937483A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen, durch welches schädliche Metalle und organische Chlorverbindungen, wie Dioxine und Polychlorbiphenyl (PCB), die in festen Abfällen, wie Verbrennungsasche, Rauchstaub, Schlacke, Schlamm, Verschmutzungen oder Schredderstaub enthalten sind, unschädlich gemacht werden können, um die Handhabung in nachfolgenden Behandlungsschritten der festen Abfälle zu erleichtern.
Beschreibung des Standes der Technik:
In festen Abfällen, wie in einem Müllverbrennungsuntergrund erzeugtem Rauchstaub, aus einer Mine ausgebrachtem Schlamm, bei Abwasserbehandlung eingesetztem aktiviertem Schlamm oder kontaminierten Verschmutzungen sind verschiedenste Metallelemente enthalten, wobei Schwermetallelemente, wie Quecksilber, Cadmium, Zink, Kupfer und Chrom, die für den menschlichen Körper schädlich sind, in vielen Fällen in Massen enthalten sein können. Wenn diese Metalle aus den festen Abfällen herausgelöst werden, besteht die Möglichkeit, daß Grundwasser, Flüsse, Meerwasser und ähnliches kontaminiert werden.
Es ist von daher bislang ein Verfahren herangezogen worden, bei dem feste Abfälle einzementiert und dann im Boden vergraben werden. Dieses Verfahren birgt jedoch die Möglichkeit, daß Metalle im Meerwasser oder Regenwasser durch eine Zementwand hindurch herausgelöst werden, wenn die einzementierten festen Abfälle mit dem Meerwasser oder Regenwasser in Kontakt kommen und kann somit nicht immer als sicheres Behandlungsverfahren bezeichnet werden. Es wird auch ein Behandlungsverfahren angewandt, bei dem ein Metallreinigungsmittel dem festen Abfall zugefügt wird, um die Metalle zu immobilisieren, wobei der feste Abfall dann mit Zement oder ähnlichem gebunden wird.
Das Verfahren des Immobilisierens der Metalle in festem Abfall mittels des Metallreinigungsmittels hat jedoch das Problem hervorgerufen, daß aufgrund der geringen Penetrationskraft des Metallreinigungsmittels in dem festen Abfall die Reaktivität des Metallreinigungsmittels gegenüber den Metallen im festen Abfall nicht immer ausreichend ist, so daß die im festen Abfall enthaltenen Metalle in einigen Fällen nicht ausreichend immobilisiert werden. Da es ferner für das Metallreinigungsmittel schwierig ist, in festem Abfall enthaltenes Calcium zu immobilisieren und nicht immobilisiertes Calcium leicht aus dem festen Abfall in Wasser herausgelöst wird, besteht die Möglichkeit, daß sogar wenn der mit dem Metallreinigungsmittel behandelte feste Abfall darüber hinaus mit Zement oder ähnlichem gebunden wird, um ihn endgültig zu entsorgen, nicht immobilisiertes Calcium im festen Abfall und Calcium in der Zementwand leicht herausgelöst werden können, wenn sie Regen oder ähnlichem ausgesetzt sind und nicht nur die Zementwand leicht zusammenbrechen kann, wenn das Calcium herausgelöst wird, sondern auch andere durch das Metallreinigungsmittel immobilisierte Metalle im festen Abfall leicht isoliert werden können. Darüber hinaus war es bislang notwendig, den festen Abfall mit einer großen Menge an Zement oder ähnlichem für die Behandlung zu binden, was für nachfolgende Behandlungen und Transfers ein Problem darstellt, da das Volumen des festen Abfalls nach Bindung mit Zement oder ähnlichem größer wird, als es die Behandlung erfordert.
In den letzten Jahren ist die Erzeugung von Dioxinen bei der Müllverbrennung zu einem schwerwiegenden gesellschaftlichen Problem geworden und es besteht auch die Möglichkeit, daß organische Chlorverbindungen, wie Dioxine, in bei der Müllverbrennung gebildetem Rauchstaub enthalten sein können. Mittels der herkömmlichen Verfahren ist es jedoch schwierig gewesen, die organischen Chlorverbindungen im Rauchstaub, wie etwa Dioxine, unschädlich zu machen. Das vielfältig als Wärmeübertragungsmedium oder ähnliches verwendete PCB wurde darüber hinaus in den letzten Jahren nicht mehr verwendet, da es für den menschlichen Körper schädlich ist. In einigen Fällen können jedoch Verschmutzungen oder dergleichen möglicherweise mit ausrangiertem PCB kontaminiert sein. Es wurde allerdings als schwierig angesehen, mit PCB kontaminierte Verschmutzungen oder dergleichen zu behandeln, da PCB eine thermisch und chemisch sehr stabile Verbindung ist.
Zur Behandlung der organischen Chlorverbindungen, wie Dioxine, wurde bislang ein Verfahren zur Behandlung derselben bei einer hohen Temperatur von mindestens 600°C oder ein Verfahren zur Hitzebehandlung derselben bei 400°C oder höher in einer Sauerstoff in niedriger Konzentration enthaltenden Atmosphäre angewandt. Diese Verfahren haben jedoch das Problem hervorgerufen, daß eine Behandlungsvorrichtung mit exzellenter Hitzebeständigkeit oder eine spezielle Behandlungsvorrichtung benötigt wird, die in der Lage ist, die Atmosphäre mit einer niedrigen Sauerstoffkonzentration aufrechtzuerhalten, so daß Anlagen- und Ausrüstungsinvestitionen kostspielig sind.
Aus der US-A-5,162,600 ist ein Verfahren zur Behandlung von mit Blei kontaminierten Verschmutzungen bekannt, um die Menge an in den Verschmutzungen enthaltenem mobilen Blei zu reduzieren. Zu diesem Zweck wird ein Mittel verwendet, welches anorganische Phosphitverbindungen enthält und wird mit den Verschmutzungen in Kontakt gebracht, um den gewünschten Effekt der Verringerung der Menge an mobilem Blei in den Verschmutzungen hervorzurufen.
Die US-A-4,618,686 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von umweltschädlichen aromatischen und Alpha-ar-aliphatischen Haliden, z. B. PCB und Dioxinen. Das bei diesem Verfahren eingesetzte Behandlungsmittel besteht aus einem Hypophosphitsalz und die Reaktion wird zwischen 0°C und dem Siedepunkt des Reaktionsmediums, d. h. maximal 100°C durchgeführt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorangestellten Umstände vollendet und weist als ihren Gegenstand die Schaffung eines Verfahrens zu Behandlung fester Abfälle auf, durch welches in den festen Abfällen enthaltene Metalle und feste Abfälle enthaltend organische Chlorverbindungen, wie Dioxine und PCB, mit Zuverlässigkeit unschädlich gemacht werden können.
Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren zur Behandlung fester Abfälle vorgeschlagen, welches das Hinzufügen eines Behandlungsmittels für die festen Abfälle, enthaltend phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben zu den festen Abfällen umfaßt, um die festen Abfälle unschädlich zu machen, wobei die festen Abfälle auf eine Temperatur im Bereich von 100 bis 1.000°C erwärmt werden, um sie zu behandeln.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Behandlung fester Abfälle vorgeschlagen, bei dem das Behandlungsmittel für die festen Abfälle phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben und ein Aluminiumcompound und/oder ein Titancompound enthält.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zur Behandlung fester Abfälle vorgeschlagen, bei dem das Behandlungsmittel für die festen Abfälle phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben, ein Aluminiumcompound und/oder ein Titancompound und von einem Siliciumcompound, einem Vanadiumcompound, einem Molybdäncompound, einem Wolframcompound und einem Cermetallcompound mindestens eines enthält.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält das Behandlungsmittel für die festen Abfälle Titanoxid und phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben, wobei das Titanoxid mit phosphoriger Säure oder einem Derivat derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder dem Derivat derselben vermischt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält das Behandlungsmittel für die festen Abfälle Titanoxid und phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben, wobei phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben auf Titanoxid abgelagert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält das Behandlungsmittel für die festen Abfälle Titanoxid, ein Aluminiumcompound und phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben, wobei Titanoxid mit phosphoriger Säure oder dem Derivat derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder dem Derivat derselben vermischt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält das Behandlungsmittel für die festen Abfälle Titanoxid, ein Aluminiumcompound und phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben, wobei phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben auf Titanoxid abgelagert ist.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Behandlungsmittel für die festen Abfälle können darüber hinaus von Wasserglas, gelöschtem Kalk, Zement, einem anorganischen Absorbiermittel, einem Neutralisiermittel, einem Metallreinigungsmittel und Phosphorsäure oder einem Derivat derselben mindestens eines enthalten.
Wenn das Mittel enthaltend Titanoxid und phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben, oder enthaltend Titanoxid, ein Aluminiumcompound und phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben als Behandlungsmittel für die festen Abfälle verwendet wird, um die festen Abfälle unter Bestrahlung durch Strahlen zu behandeln, kann die Behandlung sogar bei einer relativ niedrigen Temperatur zwischen Raumtemperatur und 600°C wirkungsvoll durchgeführt werden. Wenn die Behandlung der festen Abfälle unter der Bestrahlung mit Strahlen durchgeführt wird, können die abgestrahlten Strahlen solche mit einer Wellenlänge von 450 nm oder kürzer oder Strahlen sein, die Strahlen mit einer Wellenlänge von 450 nm oder kürzer enthalten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der vorliegenden Erfindung wird ein Salz der phosphorigen Säure als das Derivat phosphoriger Säure verwendet. Beispiele des Salzes der phosphorigen Säure beinhalten Natriumphosphit, Kaliumphosphit, Calciumphosphit, Magnesiumphosphit, Ammoniumphosphit, Natriumhydrogenphosphit, Kaliumhydrogenphosphit, Calciumhydrogenphosphit und Magnesiumhydrogenphosphit. Von der phosphorigen Säure und diesen Phosphiten sind phosphorige Säure, Natriumphosphit und Calciumphosphit bevorzugt. Diese Verbindungen können entweder einzeln oder in jeglicher Kombination derselben verwendet werden.
Ein Salz der hypophosphorigen Säure wird als Derivat der hypophosphorigen Säure verwendet. Beispiele des Salzes der hypophosphorigen Säure beinhalten Natcumhypophosphit, Kaliumhypophosphit, Calciumhypophosphit, Magnesiumhypophosphit und Ammoniumhypophosphit. Von der hypophosphorigen Säure und diesen Hypophosphiten werden die hypophosphorige Säure, Natcumhypophosphit und Calciumhypophosphit bevorzugt. Diese Verbindungen können entweder einzeln oder in jeglicher Kombination derselben verwendet werden. Phosphorige Säure oder das Derivat derselben und hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben können entweder einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden. Als phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben kann eine Lösung eingesetzt werden, die im wesentlichen aus einer Abfalllösung aus einer stromlosen Nickelplattierung zusammengesetzt ist. Die Abfalllösung aus einer stromlosen Nickelplattierung kann entweder phosphorige Säure oder das Derivat derselben und hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben nur einzeln oder beide enthalten.
Die Behandlungsmittel für die festen Abfälle können ein Aluminiumcompound und/oder ein Titancompound zusammen mit phosphoriger Säure oder dem Derivat derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder dem Derivat derselben enthalten. Beispiele des Aluminiumcompounds beinhalten Aluminiumsulfat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumphosphat, Aluminiumnitrat und Aluminiumsilikatgel. Beispiele des Titancompounds beinhalten Titanoxid, Titannitrit und Titansulfat. Von diesen Compounds sind Aluminiumphosphat, Aluminiumsulfat und Titanoxid besonders bevorzugt.
Das Mischungsverhältnis der phosphorigen Säure oder des Derivats derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder des Derivats derselben gegenüber dem Aluminiumcompound und/oder dem Titancompound liegt bevorzugt in einem Bereich von 99,99 : 0,01 bis 60 : 40, bezogen auf das Gewichtsverhältnis der phosphorigen Säure oder des Derivats derselben und/oder hypophosphorigen Säure oder des Derivats derselben zum Aluminiumcompound und/oder dem Titancompound. Die kombinierte Verwendung von phosphoriger Säure oder des Derivats derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder des Derivats derselben mit dem Aluminiumcompound und/oder dem Titancompound kann die Wirkung des Unschädlichmachens der Dioxine weiter steigern. Wenn phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben in Kombination mit dem Aluminiumcompound und/oder dem Titancompound verwendet werden, kann der obige Effekt noch weiter gesteigert werden, wenn darüber hinaus von einem Siliciumcompound, einem Vanadiumcompound, einem Molybdäncompound, einem Wolframcompound und einem Cermetallcompound zumindest eines in Kombination verwendet wird.
Beispiele des Siliciumcompounds beinhalten Kieselsäure, Calciumsilikat, Natriumsilikat, Kaliumsilikat, Natriummethasilikat, Kieselwolframsäure und Natriumdisilikat. Beispiele des Vanadiumcompounds beinhalten Vanadiumoxid und Vanadiumoxysulfat. Beispiele des Molybdäncompounds beinhalten Molybdänoxid, Calciummolybdat, Natriummolybdat, Bariummolybdat, Phosphormolybdänsäure und Natriumphosphomolybdat. Beispiele des Wolframcompounds beinhalten Wolframoxid, Calciumwolframat, Natriumwolframat, Phosphorwolframsäure und Natriumphosphorwolframat. Beispiele des Cermetallcompounds beinhalten Ceriumoxid, Ceriumnitrat, Ceriumcarbonat, Ceriumsulfat und Ceriumphosphat. In dem Fall, daß zumindest eine dieser Verbindungen in Kombination mit phosphoriger Säure oder dem Derivat derselben und/oder hypophosphorigen Säure oder dem Derivat derselben und dem Aluminiumcompound und/oder dem Titancompound zusätzlich verwendet wird, beträgt die Menge dieser verwendeten Verbindungen vorzugsweise 0,01 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile phosphoriger Säure oder dem Derivat derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder dem Derivat derselben.
Die Behandlungsmittel für die festen Abfälle können in Kombination mit zumindest einer Sekundärkomponente, wie Wasserglas, gelöschtem Kalk und Zement verwendet werden. Die Sekundärkomponenten werden vorzugsweise in Kombination in einem Verhältnis von 5 bis 100 Gew.-% basierend auf dem Gewicht des erfindungsgemäßen Behandlungsmittels für die festen Abfälle verwendet. Neben Wasserglas, gelöschtem Kalk und Zement kann auch ein anorganisches Absorbiermittel, ein Neutralisiermittel, ein Metallreinigungsmittel und Phosphorsäure oder ein Derivat derselben als Sekundärkomponente verwendet werden.
Beispiele des anorganischen Absorbiermittels beinhalten Zeolith, Bentonit, aktivierten Ton und Kaolin. Beispiele des Neutralisiermittels beinhalten Schwefelsäure und Eisenchlorid. Als das Metallreinigungsmittel kann jegliches herkömmliches Metallreinigungsmittel mit einer funktionalen Gruppe von z. B. dem Dithiocarbamatsäuretyp oder Thiourethantyp sein. Beispiele des Derivats der Phosphorsäure beinhalten Natriumphosphat, Kaliumphosphat, Calciumphosphat und Ammoniumphosphat.
Wenn diese Sekundärkomponenten in Kombination verwendet werden, kann aufgrund der Immobilisierung von Metallen in den festen Abfällen die Wirkung des Unschädlichmachens der festen Abfälle weiter gesteigert werden. Das Neutralisiermittel ist bei der Behandlung von alkalischen festen Abfällen wirksam.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Temperatur, bei welcher das Behandlungsmittel den festen Abfällen zugefügt wird, um diese zu behandeln, innerhalb eines Bereiches von 100 bis 1.000°C, insbesondere von 150 bis 900°C. Wenn das Behandlungsmittel gemäß der Erfindung den festen Abfällen zwecks Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 100 bis 1.000°C hinzugefügt wird, werden schädliche Metalle in den festen Abfällen metallisiert und das Herauslösen wird erschwert. Zusätzlich wird die Zersetzung von organischen Chlorverbindungen, wie Dioxinen, erleichtert und so wird die Wirkung des Unschädlichmachens der festen Abfälle gesteigert. Es ist von daher bevorzugt, die festen Abfälle mittels eines solchen Behandlungsverfahrens zu behandeln. In dem Fall, in welchem die schädlichen Metalle metallisiert werden und das Herauslösen erschwert wird, ist es bevorzugt, daß die Behandlungstemperatur so hoch wie möglich liegt. Wenn die Behandlung bei einer 600°C überschreitenden hohen Temperatur durchgeführt wird, wird jedoch hohe Hitzewiderstandsfähigkeit einer verwendeten Behandlungsvorrichtung benötigt, so daß die Anlagen und Ausrüstungsinvestitionen in der Behandlungsvorrichtung kostspielig werden. Um dieses Problem zu lösen, wird das Behandlungsmittel für die festen Abfälle enthaltend phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben und Titanoxid oder enthaltend phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben, Titanoxid und das Aluminiumcompound dazu verwendet, die festen Abfälle unter Bestrahlung durch Strahlen zu behandeln. Nach einem solchen Behandlungsverfahren kann die Behandlung sogar bei einer relativ niedrigen Temperatur zwischen Raumtemperatur bis 600°C effektiv durchgeführt werden. Auch in diesem Falle ist eine effektivere Behandlung erzielbar, wenn die festen Abfälle bei 600 bis 1.000°C, vorzugsweise 600 bis 900°C behandelt werden, falls eine hochtemperaturbeständige Behandlungsvorrichtung installiert ist.
Falls das Behandlungsmittel für die festen Abfälle enthaltend phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben und Titanoxid oder enthaltend phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben, Titanoxid und das Aluminiumcompound als Behandlungsmittel für die festen Abfälle eingesetzt wird, können die phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben entweder mit dem Titanoxid vermischt oder auf dem Titanoxid abgelagert werden. In dem Fall, in welchem solch ein Behandlungsmittel für feste Abfälle verwendet wird, liegt das Verhältnis der phosphorigen Säure oder des Derivats derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder des Derivats derselben zu Titanoxid vorzugsweise in einem Bereich von 5 : 95 bis 95 : 5, insbesondere von 15 : 85 bis 85 : 15, ausgedrückt im Gewichtsverhältnis der phosphorigen Säure oder des Derivats derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder des Derivats derselben zu Titanoxid.
In dem Fall, in welchem die festen Abfälle mit dem Behandlungsmittel für die festen Abfälle enthaltend Titanoxid unter der Bestrahlung mit Strahlen behandelt wird, sind die Strahlen vorzugsweise ultraviolette Strahlen oder Strahlen enthaltend ultraviolette Strahlen. Die ultravioletten Strahlen können entweder natürliche ultraviolette Strahlen oder künstliche ultraviolette Strahlen sein. Sonnenstrahlen, die ultraviolette Strahlen in Massen enthalten, können verwendet werden. Ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von 450 nm oder kürzer oder Strahlen enthaltend ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von 450 nm oder kürzer sind jedoch besonders bevorzugt.
Die Menge des zu den festen Abfällen zugefügten Behandlungsmittels variiert in Abhängigkeit von der Menge an in den festen Abfällen enthaltenen Schwermetallen. In den meisten Fällen wird jedoch das Behandlungsmittel bevorzugt in einer solchen Weise hinzugefügt, daß die Menge der hinzugefügten phosphorigen Säure oder des Derivats derselben und/oder hypophosphorigen Säure oder des Derivats derselben (oder in dem Fall, in welchem phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben in Kombination mit dem Aluminiumcompound und/oder dem Titancompound verwendet wird, die Menge der hinzugefügten Mischung) sich auf 0,01 bis 50 Gew.-% des festen Abfalls beläuft.
Beispiele der mit den erfindungsgemäßen Behandlungsmitteln zu behandelnden festen Abfälle beinhalten Verbrennungsasche und Rauchstaub, wie sie in Müllverbrennungsuntergründen erzeugt werden, Schlacke, Schlamm, Verschmutzungen oder Schredderstaub. Da das erfindungsgemäße Verfahren das Hinzufügen des erfindungsgemäßen Behandlungsmittels zu diesen Arten von festen Abfällen und das Kneten derselben umfaßt, wodurch die festen Abfälle unschädlich gemacht werden, können schädliche in den festen Abfällen enthaltene Schwermetalle mittels Durchführung bloß einer einfachen Operation effektiv unschädlich gemacht werden. Mit Leichtigkeit können auch Rauchstaub enthaltend schädliche Dioxine, mit organischen Chlorverbindungen wie Dioxinen und PCB-kontaminierte Verschmutzungen und ähnliches unschädlich gemacht werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das Behandlungsmittel den festen Abfällen in einem in Wasser dispergierten oder aufgelösten Zustand wie benötigt hinzugefügt werden, um diese zu kneten, oder das Wasser kann den festen Abfällen gemeinsam mit dem Behandlungsmittel zugefügt werden. In dem Fall, in welchem Wasser in Kombination mit dem Behandlungsmittel verwendet wird, beläuft sich die Menge an hinzugefügtem Wasser vorzugsweise auf etwa 1 bis 500 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der phosphorigen Säure oder des Derivats derselben und/oder hypophosphorigen Säure oder des Derivats derselben.
Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelten festen Abfälle können so wie sie sind im Boden vergraben werden, um sie endgültig zu entsorgen, oder wie benötigt mit Zement gebunden werden, um sie endgültig zu entsorgen, da die hierin enthaltenen schädlichen Metalle an einem Herauslösen gehindert sind und die organischen Chlorverbindungen in vollständigstem Umfang unschädlich gemacht wurden. Nach der Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Behandlungsmittel können die festen Abfälle des weiteren endgültig entsorgt werden, indem ein bekanntes Schwermetallreinigungsmittel den festen Abfällen hinzugefügt wird, um sie im Boden zu vergraben, oder durch Binden der festen Abfälle mit Zement, um sie im Boden zu vergraben. In dem Fall, in welchem die endgültige Entsorgung durch z. B. Binden der festen Abfälle mit Zement oder ähnlichem durchgeführt wird, um diese im Boden zu vergraben, sind die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelten festen Abfälle kaum der Möglichkeit ausgesetzt, daß Metalle in den festen Abfällen wieder herausgelöst werden und eine Sekundärkontamination verursachen, sogar wenn im Vergleich mit den herkömmlichen Verfahren die Menge an eingesetztem Zement geringer ist.
Die Erfindung wird nachfolgend spezifischer mittels der folgenden Beispiele erläutert.
Beispiele 1 bis 10 und Vergleichsbeispiel 1:
Eine Behandlung von festen Abfällen wurde durch separates Hinzufügen von Behandlungsmitteln ihrer entsprechenden Zusammensetzung, die in Tabelle 1 gezeigt ist, in der Weise durchgeführt, daß die Menge an hinzugefügter phosphoriger Säure oder eines Derivats derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder eines Derivats derselben (oder einer Mischung von phosphoriger Säure oder eines Derivats derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder eines Derivats derselben mit einem Aluminiumcompound und/oder einem Titancompound) sich auf 10 g (bezogen auf das Gewicht eines Anhydrids) pro 100 g Rauchstaub enthaltend 0,8 g/kg Zink, 1,2 g/kg Blei, 0,05 g/kg Cadmium, 430 g/kg Calcium und 250 ng/g Dioxinen beläuft und jede Mischung bei 150°C für 2 Stunden in einer Rotationskiln gealtert wurde. Jeweils 50 g des mit dem Behandlungsmittel behandelten Rauchstaubs und unbehandelter Rauchstaub wurden bei Raumtemperatur für 6 Stunden in 500 ml gereinigtem Wasser eingetaucht, um den Rauchstaub dahingehend zu überprüfen, ob Metalle herausgelöst wurden oder nicht. Die Konzentrationen der herausgelösten Metalle im gereinigten Wasser wurden durch Atomabsorptionsspektrometrie gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt. Die Konzentrationen an Dioxinen im behandelten Rauchstaub und dem unbehandelten Rauchstaub wurden ebenfalls gemessen. Die Ergebnisse sind gemeinsam in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Beispiele 11 bis 20 und Vergleichsbeispiel 2:
Eine Behandlung fester Abfälle wurde durch separates Hinzufügen von Behandlungsmitteln ihrer entsprechenden in der Tabelle 2 dargestellten Zusammensetzungen in einem Verhältnis von 10 g pro 100 g an Verschmutzungen enthaltend 85 mg/kg Chrom, 16 mg/kg Kupfer, 37 mg/kg Cadmium, 54 mg/kg Zink, 109 mg/kg Blei und 330 ng/g Dioxinen durchgeführt, wobei jede Mischung bei 300°C während 40 Minuten in einer Rotationskiln gealtert und dann abgekühlt wurde. Jeweils 50 g der mit jedem Behandlungsmittel behandelten Verschmutzung und unbehandelte Verschmutzung wurden dazu verwendet, die Verschmutzung dahingehend in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 10 zu untersuchen, ob Metalle herausgelöst wurden oder nicht. Die Konzentrationen der herausgelösten Metalle wurden durch Atomabsorptionsspektrometrie gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die Konzentrationen von Dioxinen in den behandelten Verschmutzung und der unbehandelten Verschmutzung wurden ebenfalls gemessen. Die Ergebnisse sind gemeinsam in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Beispiele 21 bis 30 und Vergleichsbeispiel 3:
Eine Behandlung fester Abfälle wurde durch separates Hinzufügen von Behandlungsmitteln ihrer korrespondierenden in der Tabelle 3 dargestellten Zusammensetzung gemeinsam mit 10 g Wasser in der Weise durchgeführt, daß die Menge der Behandlungsmittel 10 g (bezogen auf das Gewicht des Anhydrids) pro 100 g Rauchstaub enthaltend 2.200 mg/kg Blei, 0,1 mg/kg Quecksilber, 50 mg/kg Cadmium und 3,7 ng/g Dioxinen betrug und jede Mischung für 2 Stunden bei 150°C in einer Rotationskiln gealtert wurde, die mit einer Vorrichtung ausgerüstet war, welche mit Strahlen einer Wellenlänge von 450 nm oder kürzer bestrahlen konnte. Jeweils 50 g des mit dem jeweiligen Behandlungsmittel behandelten Rauchstaubs und unbehandelter Rauchstaub wurden dazu verwendet, in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 10 den Rauchstaub dahingehend zu untersuchen, ob Metalle herausgelöst wurden oder nicht. Die Konzentrationen der im gereinigten Wasser herausgelösten Metalle wurden durch Atomabsorptionsspektrometrie gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Es wurden auch die Konzentrationen der Dioxine in dem behandelten Rauchstaub und dem unbehandelten Rauchstaub gemessen. Die Ergebnisse sind gemeinsam in Tabelle 3 dargestellt. Nebenbei bemerkt sind die in den Beispielen 21 bis 26 verwendeten Behandlungsmittel Mischungen von Titanoxid mit phosphoriger Säure oder einem Derivat derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder einem Derivat derselben, während die in den Beispielen 27 bis 30 verwendeten Behandlungsmittel solche sind, bei welchen phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben auf Titanoxid abgelagert sind.
Tabelle 3
Beispiele 31 bis 40 und Vergleichsbeispiel 4:
Eine Behandlung von festen Abfällen wurde durch separates Hinzufügen von Behandlungsmitteln ihrer korrespondierenden und in Tabelle 4 dargestellten Zusammensetzungen in einem Verhältnis von 10 g pro 100 g an Verschmutzungen enthaltend 1,5 mg/kg Chrom, 0,1 mg/kg Cadmium, 1,7 mg/kg Blei und 65 ng/g PCB durchgeführt, wobei jede Mischung bei 300°C während 40 Minuten in einer Rotationskiln gealtert und dann abgekühlt wurde. Jeweils 50 g der mit jedem Behandlungsmittel behandelten Verschmutzung und der unbehandelten Verschmutzung wurden dazu verwendet, in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 10 die Verschmutzung dahingehend zu überprüfen, ob Metalle herausgelöst wurden oder nicht. Die Konzentrationen der herausgelösten Metalle wurden durch Atomabsorptionsspektrometrie gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Die Konzentrationen von PCB in der behandelten Verschmutzung und der unbehandelten Verschmutzung wurden ebenfalls gemessen. Die Ergebnisse sind gemeinsam in Tabelle 4 dargestellt. Nebenbei bemerkt sind die in den Beispielen 31 bis 36 verwendeten Behandlungsmittel Mischungen von Titanoxid mit phosphoriger Säure oder einem Derivat derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder einem Derivat derselben, während die in den Beispielen 37 bis 40 verwendeten Behandlungsmittel solche sind, bei denen phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben auf Titanoxid abgelagert sind.
Tabelle 4
Wie oben beschrieben können die erfindungsgemäßen Behandlungsmittel für feste Abfälle schädliche Metalle und organische Chlorverbindungen, wie Dioxine und PCB, in festen Abfällen unschädlich machen. Wenn mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelte feste Abfälle durch Binden derselben mit Zement oder ähnlichem wie benötigt endgültig entsorgt werden, sind die festen Abfälle nicht der Möglichkeit ausgesetzt, daß Metalle in den festen Abfällen wieder herausgelöst werden können, um eine sekundäre Kontamination hervorzurufen, sogar wenn die Menge des verwendeten Zements verringert wird. Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelten festen Abfälle brauchen nicht mit Zement oder ähnlichem gebunden zu werden. Falls jedoch die festen Abfälle mit Zement oder ähnlichem gebunden werden, kann die Menge des Zements oder ähnlichem verringert werden. Von daher kann die Masse derselben im Vergleich mit den herkömmlichen Verfahren verringert werden, was solche Effekte hervorbringt, wie daß deren Transfer zu nachfolgenden Behandlungsschritten und Behandlungsoperationen sehr einfach wird. Wenn ein Verfahren verwendet wird, bei dem das Behandlungsmittel für die festen Abfälle enthaltend phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben und Titanoxid oder enthaltend phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben, Titanoxid und das Aluminiumcompound als Behandlungsmittel für die festen Abfälle verwendet wird, um die festen Abfälle unter Bestrahlung von Strahlen zu behandeln, können darüber hinaus die festen Abfälle wirkungsvoll im Vergleich mit den herkömmlichen Verfahren unschädlich gemacht werden, sogar wenn die Behandlung bei einer Temperatur durchgeführt wird, die so niedrig wie Raumtemperatur bis 600°C ist.

Claims

Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen, welches das Hinzufügen eines Behandlungsmittels für die festen Abfälle enthaltend phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben zu den festen Abfällen umfasst, um die festen Abfälle unschädlich zu machen, wobei das Behandlungsmittel für feste Abfälle den festen Abfällen hinzugefügt wird und die festen Abfälle auf eine Temperatur im Bereich von 100 bis 1.000°C erwärmt werden, um diese zu behandeln.
Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmittel für die festen Abfälle des weiteren ein Aluminiumcompound und/oder ein Titancompound enthält.
Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen nach Anspruch 2, wobei das Behandlungsmittel für feste Abfälle des weiteren von einem Siliciumcompound, einem Vanadiumcompound, einem Molybdäncompound, einem Wolframcompound und einem Cermetallcompound mindestens eines enthält.
Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmittel für feste Abfälle Titanoxid und phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben enthält, wobei das Titanoxid mit phosphoriger Säure oder dem Derivat derselben und/oder hypophosphoriger Säure oder dem Derivat derselben vermischt ist.
Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmittel für feste Abfälle Titanoxid und phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben enthält, wobei phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben auf Titanoxid abgelagert sind.
Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Behandlungsmittel für feste Abfälle des weiteren ein Aluminiumcompound umfaßt.
Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Behandlungsmittel für feste Abfälle des weiteren von Wasserglas, gelöschtem Kalk, Zement, einem anorganischen Absorbiermittel, einem Neutralisiermittel, einem Metallreinigungsmittel und Phosphorsäure oder einem Derivat derselben mindestens eines enthält.
Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen, welches das Hinzufügen eines Behandlungsmittels für feste Abfälle enthaltend phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben und Titanoxid, das mit der phosphorigen Säure oder dem Derivat derselben und/oder der hypophosphorigen Säure oder dem Derivat derselben gemischt ist, umfaßt, um die festen Abfälle unter Bestrahlung durch Strahlen zu behandeln, wodurch die festen Abfälle unschädlich gemacht werden.
Verfahren zur Behandlung von festen Abfällen, welches das Hinzufügen eines Behandlungsmittels für feste Abfälle, enthaltend Titanoxid und phosphorige Säure oder ein Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder ein Derivat derselben umfaßt, wobei phosphorige Säure oder das Derivat derselben und/oder hypophosphorige Säure oder das Derivat derselben auf Titanoxid abgelagert sind, um die festen Abfälle unter Bestrahlung durch Strahlen zu behandeln, wodurch die festen Abfälle unschädlich gemacht werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Behandlungsmittel für feste Abfälle des weiteren ein Aluminiumcompound enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die festen Abfälle unter Bestrahlung mit Strahlen einer Wellenlänge von 450 nm oder kürzer oder Strahlen enthaltend Strahlen mit einer Wellenlänge von 450 nm oder kürzer behandelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die festen Abfälle zwischen Raumtemperatur und 600°C behandelt werden.