CH649233A5

CH649233A5 - Verfahren zur ab- und endlagerung von abfallstoffen.

Info

Publication number: CH649233A5
Application number: CH653/80A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Frey; Peer-Ingo Dr Litschke
Original assignee: Vfi
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1980-01-28
Publication date: 1985-05-15
Also published as: US4432666A; DE2950462A1; FR2471265B1; IT1209802B; AT374380B; NL8000842A; ES8104118A1; IL61155A; SE8004477L; IT8067263A0; JPS5688006A; FR2471265A1; BE884292A; DK282280A; DD149136A5; ES493247A0; IL61155A0; MA18913A1; ATA37880A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ab- und Endlagerung von Abfallstoffen mit unter Umweltbedingungen eluierbaren und emittierenden Anteilen.

35 Verschiedene Faktoren, wie sprunghaft steigende Abfallmengen im kommerziellen und auch im privaten Bereich, knapper werdende Beseitigungsmöglichkeiten und Ausbildung eines «Umweltbewusstseins», haben in den letzten Jahren dazu beigetragen, dass immer strengere gesetzliche Be-40 Stimmungen zur Abfallbeseitigung erlassen wurden. Besonders strenge Massstäbe werden dabei an sogenannte Sonderabfälle gestellt, wobei es sich um Abfalle aus gewerblichen oder sonstigen wirtschaftlichen Unternehmen, die eine besondere Umweltgefährdung hervorrufen, handelt. So werden 45 nach dem neuen Abfallbeseitigungsgesetz an die Beseitigung von Abfällen aus gewerblichen oder sonstigen wirtschaftlichen Unternehmen, die nach Art, Beschaffenheit oder Menge in besonderem Masse gesundheits-, luft- oder wassergefährdend, explosiv oder brennbar sind oder Erreger über-50 tragbarer Krankheiten enthalten oder hervorbringen können, zusätzliche Anforderungen gestellt. Das bedeutet, dass sie in der Regel nicht zusammen mit Hausmüll beseitigt werden können. Wegen der durch sie hervorgerufenen besonderen Umweltgefährdung werden sie auch als «Sonderabfälle» 55 bezeichnet.

Insbesondere solche Sonderabfälle, die unter Umweltbedingungen eluierbare und/oder emittierende Anteile enthalten, werfen erhebliche Probleme auf. Beispielsweise entstehen bei der Ablagerung von Sonderabfallen mit wasserlösli-60 chen Anteilen von mehr als 10% in oberirdischen Sonderdeponien durch Auslaugung und Einsackungen Langzeitgefahren für die Umwelt. Durch Niederschläge werden in Deponien abgelagerte Sonderabfälle nach und nach eluiert. Im Sickerwasser reichern sich grosse Mengen an Salzen und 65 Schwermetallen an. Die giftigen Schwermetalle müssen durch eine kostenaufwendige Behandlung ausgefällt werden. Die gelösten Salze, deren Beseitigung nur durch sehr kostspielige Verdampfungs- oder Ionenaustauschvorgänge mög

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lieh wäre, durchlaufen in der Regel unverändert die biologischen Kläranlagen und führen zu einer Aufsalzung der entsprechenden Vorfluter und Flüsse.

Ein weiteres Problem in Sonderabfalldeponien besteht darin, dass häufig die abgelagerten Stoffe nicht stichfest sind. Eine ausreichende Stichfestigkeit ist jedoch erforderlich, damit sie eine genügende Festigkeit zur Befahrung und Tragung der Auflast aufweisen. Mit grossem Kostenaufwand müssen daher häufig schlammige oder pastose Sonderabfälle in eine stichfeste Konsistenz überführt werden. Hierzu werden Kalk, Sägemehl und sonstige Bindemittel verwendet.

Ein besonderes Problem werfen auch emittierende Sonderabfälle auf, die gasförmige, flüssige oder staubförmige Bestandteile an die Umwelt abgeben und somit häufig zu einer starken Gefährdung oder zumindest Belästigung führen. Das gilt insbesondere für Sonderabfalle toxischer Natur.

Mit Wasser reagierende Sonderabfälle, wie Magnesiumkrätze und Säurechloride, dürfen nicht in offenen Sonderabfalldeponien gelagert werden. Bei derartigen Sonderabfällen ist daher eine aufwendige Beseitigung oder eine teure Lagerung in geschlossenen Räumen erforderlich. Daneben ist aus sicherheitstechnischen Gründen eine gemeinsame Ablagerung von sauren und alkalischen Abfallstoffen zu vermeiden, da diese anderenfalls heftig miteinander reagieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu verbessern, dass das abgelagerte Gut im wesentlichen keiner Elution unterliegt, die Emission von Schadstoffen vermieden wird, das abgelagerte Gut auch im Falle der Beseitigung von pastösen und schlammmi-gen Abfallen eine hohe Tragfähigkeit aufweist, Reaktionen der Abfallstoffe untereinander und mit der Umwelt ausgeschlossen werden und eine möglichst kompakte Lagerung des Abfalls gewährleistet ist, wobei die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ein besonderer Gesichtspunkt sein soll.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1, insbesondere dadurch gelöst, dass die Abfallstoffe a) mit einem wasserabweisenden, thermoplastischen, geschmolzenen Bindemittel oder b) mit einem durch chemische Umsetzung erhärtenden Bindemittel, das im umgesetzten Zustand wasserabweisend ist, in Gegenwart eines Härtungsmittels gemischt werden und die erhaltene Mischung in giess- bzw. fliessfähigem Zustand unmittelbar in einen Deponieraum eingebracht und dort zum Erstarren oder Aushärten gebracht wird oder zunächst in eine Form eingefüllt, darin zum Erstarren oder Aushärten gebracht und - gegebenenfalls nach Entschalen - anschliessend in einen Deponieraum eingebracht wird.

Die erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens gelingt mit überraschend geringen Bindemittelanteilen. Das Mengenverhältnis von Bindemittel zu Abfallstoff wird im Einzelfall unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten festgelegt. In der Regel entfallen auf 100 Gewichtsteile Abfallstoff (Trockensubstanz) grob etwa mindestens 3 Gewichtsteile Bindemittel. Um die gestellte Aufgabe, insbesondere unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten, zu lösen, liegt die maximale Menge an Bindemittel bei etwa 35 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Abfallstoff (T rockensubstanz).

Bei den gemäss Alternative a) verwendbaren Bindemitteln handelt es sich um bei gewöhnlicher Temperatur harte oder sogar spröde Kunststoffe oder bituminöse Stoffe, die bei Wärmezufuhr reversibel erweichen und bei höheren Temperaturen in eine viskose Flüssigkeit übergehen.

Unter bituminösen Stoffen versteht man insbesondere Stoffe, die Bitumen, Teer und/oder Pech in irgendeinem Prozentsatz enthalten. Ausserdem sollen unter diesen Begriff auch Asphalte fallen, d.h. Gemische aus Bitumen und Mineralstoffen. Ein derartiger bituminöser Stoff enthält beispielsweise 82% Kohlenstoff, 10% Wasserstoff, 6% Schwefel und 1 % Stickstoff. Zum Beispiel wird zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ein Asphaltmastix mit 60 bis 70% wasserfreiem Sonderabfall einer Korngrösse unter 100 [x gefüllt. Die Mischung wird durch Erhitzen des Asphalts auf etwa 150 bis 180°C und Einrühren des Sonderabfalls hergestellt.

Es können auch organische Bindemittel zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzt werden, die in Gegenwart eines zuzusetzenden Härtungsmittels, d.h. eines Vernetzungsmittels, das Aushärten der Mischung verursachen. Beispiele für derartige Bindemittel sind die Vorstufen von ausgehärteten Polyurethanen, Epoxiden und Polyesterharzen, z.B. in Form der sogenannten Giessharze.

Bei der Verwendung der oben genannten organischen Bindemittel ergibt sich nach dem Erstarren bzw. Aushärten eine geschlossene, wasserabweisende Oberfläche, so dass eine Elution der Abfallstoffe bzw. eine Emission verhindert wird.

Bei den gemäss der Alternative b) verwendbaren Bindemitteln handelt es sich insbesondere um Kalk in Form von Kalkhydrat, bei Wasserzusatz härtender Gips, insbesondere Abfallgips, sowie Zement bzw. zementartige Produkte.

Beim Einsatz von Kalkhydrat und Gips als Bindemittel entfallen davon in der Mehrzahl der praktischen Anwendungsfälle etwa 6 bis 35 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile Abfallstoff (Trockensubstanz). Bevorzugt wird der Bereich von etwa 8 bis 20 Gewichtsteilen. Auch hier richten sich jedoch die Optimalbereiche nach dem jeweiligen Anwendungsfall.

Im Falle von Zement bzw. zementartigen Produkten als Bindemittel werden davon etwa 3 und mehr Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Abfallstoff (Trockensubstanz) eingesetzt. Der Bereich von 5 bis 25 Gewichtsteilen gilt als bevorzugter Bereich. Ganz besonders bevorzugt wird der Bereich von 8 bis 15 Gewichtsteilen.

Vorzugsweise werden bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens als Bindemittel Zement bzw. zementartige Produkte verwendet, die zusammen mit der erforderlichen Menge an Wasser zum Abbinden eingesetzt werden. Es handelt sich dabei also um feingemahlene, hydraulische Bindemittel, d.h. solche, die unter Wasseraufnahme steinartig erhärten und nach dem Erhärten wasserbeständig sind. Es kommen sämtliche Zementarten in Frage, die zur Bildung eines betonartigen Verfahrensproduktes der nötigen Festigkeit und erforderlichen Beständigkeit gegen Elution und Emission führen. Bevorzugte Beispiele sind Port-land-Zement, insbesondere in Form des sogenannten «Abfallzements», sowie Hochofen- bzw. Hüttenzement. In Frage kommen jedoch auch sogenannte Tonerdezemente, die im Gegensatz zu den oben genannten Normzementen nicht aus Calciumsilikaten, sondern hauptsächlich aus Calciumalumi-naten bestehen. Der Ausdruck «Zement» soll hier weitestgehend verstanden werden. So sollen davon auch solche Bindemittel umfasst werden, die nicht als Zemente genormt sind, wie Suevit-Trasszement, Tonerdezement, Tiefbohrzement, Flugaschezement, Regulated Set Cement (Schnellzement), Quellzement und Sulfathüttenzement, d.h. Stoffe, deren Eigenschaften denen des Zements nahekommen.

Hochofen- bzw. Hüttenzemente werden für die Zwecke der Erfindung bevorzugt, da sie sich gegenüber Portland-Zement durch eine grössere Chemikalienbeständigkeit auszeichnen. Die jeweils besonders vorteilhafte Zementmenge hängt von der Art des Zements, der Art des zu beseitigenden Abfallstoffes, der gewünschten Härte des Endproduktes, der

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Art des Abbindewassers, den Härtungsbedingungen und dergleichen ab. Überraschenderweise werden bereits bei Zusatz relativ geringer Zementmengen, nämlich etwa 3 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Abfallstoff, oft Produkte erhalten, die sich durch eine aussergewöhnliche Festigkeit und gute Beständigkeit gegen Elution und Emission auszeichnen.

Bei Zement und zementartigen Produkten als Bindemittel stellt Abbindewasser das «Härtungsmittel» dar. Als Abbindewasser werden vorzugsweise kontaminierte Sickerwässer oder wasserhaltige Abfälle chemischer Umwandlungsund Syntheseprodukte verwendet. Dies hat den Vorteil, dass eine gleichzeitige dauerhafte Beseitigung dieser unerwünschten wässrigen Flüssigkeiten erreicht wird. Die Wassermenge richtet sich dabei ebenfalls nach der Art des Zements, der Beschaffenheit des Abfallstoffes, den Härtungsbedingungen und dergleichen.

In gewissen Anwendungsfallen des erfindungsgemässen Verfahrens kann es zweckmässig sein, dem Gemisch aus Abfallstoff und Bindemittel Hilfsmittel zuzusetzen, die die physikalischen Eigenschaften des ausgehärteten Verfahrensproduktes verbessern oder auch den Verfahrensablauf begünstigen. Beispiele dafür sind Hydrophobierungsmittel, Fliessmittel und Dichtungsmittel.

Zu den Hydrophobierungsmitteln zählen höhere Fettsäuren, wie Stearin- und Palmitinsäure, Alkylsulfate, Alkyl-arylsulfonate, Alkylsulfonate, Sulfobernsteinsäureester, Salze von Carbonsäuren, die eigentlichen Seifen, Sulfosuccin-amide, Äthersulfate, Nonylphenolpolyglykoläther, Fettalko-holpolyglykoläther sowie deren Sulfatierungsprodukte, bestimmte Silikate, wie Wasserglas, Paraffine, Wachse und dergleichen.

Die Fliess- und Dichtungsmittel kommen insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung von Zement und zementartigen Produkten in Frage. Beispiele für Fliessmittel, auch «Betonverflüssiger» genannt, sind Tenside, wie Lysin-sulfonat, Melaminharz-Massen und sulfonierte Naphtha-line. Geeignete Dichtungsmittel enthalten Porenbildner (fettsaure Verbindungen, wie Stearate und Oleate), quellfähige Substanzen in Form von Eiweissabbauprodukten sowie Hydrophobierungsmittel.

Ferner kann es von Vorteil sein, bei der Verwendung von Zement als Bindemittel Frostschutzmittel zuzusetzen, wenn die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bei Temperaturen unter 0 °C erforderlich bzw. beabsichtigt ist. Geeignete Frostschutzmittel bzw. Gefrierschutzmittel sind: Wasserlösliche organische Flüssigkeiten, wie Glykole, z. B. Äthylenglykol und Polyäthylenglykol, verschiedene Salze, wie •Magnesiumchlorid, Natriumchlorid und dergleichen.

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere für Sonderabfälle, die überwiegend mineralischen Ursprungs sind und aus denen durch Niederschlagswasser, Schwermetalle, auch toxischer Natur, eluiert werden können. Bei diesen Schwermetallen kann es sich z. B. um Quecksilber, Kupfer, Zinn, Blei, Nickel, Kobalt, Cadmium, Eisen, Zink, Mangan, Magnesium, Calcium und Strontium und dergleichen handeln.

Nachfolgend werden Beispiele für Abfallstoffe mit mineralischen Bestandteilen genannt, die mit besonderem Vorteil nach dem erfindungsgemässen Verfahren beseitigt werden können. Die des weiteren genannten wässrigen Flüssigkeiten können als Abbindewasser verwendet oder bei der Berechnung der erforderlichen Menge des Abbindewassers berücksichtigt werden. Hinter dem jeweils konkret genannten Abfallstoff wird seine Herkunft angegeben:

Hütten- und Giessereischutt (Metallerzeugung, Giesserei), SiOz-Tiegelbruch (Metallerzeugung, Giesserei),

Ofenausbruch aus metallurgischen Prozessen Offenausbruch aus nichtmetallurgischen Prozessen

Ausbruch aus Dampfkesselanlagen io Dolomit Chrommagnesit Ofenausbruch aus metallurgischen Prozessen mit produktionsspezifischen Bei-is mengungen

Ofenausbruch aus nichtme-tallurgischen Prozessen mit produktionsspezifischen Beimengungen 20 Kupolofenschlacke Schlacken aus Nichteisenmetallschmelzen Bleikrätze aluminiumhaltige Leicht-25 metallkrätze

Schlacken aus Schmelzelektrolysen gesintertes Eisenoxid 30 Eisensilikatschlacke

Zinkschlacke

35 aluminiumhaltige Salzschlacken Zinnaschen Bleiaschen Gichtgasstäube

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eisenmetallhaltige Filterstäube

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NE-metallhaltige Filterstäube

Elektroofenschlacken Hochofenschlacken so Konverterschlacken

Flugaschen und Flugstäube Flugasche-Koks Glimmrauchasche Kondensatrauchasche 55 Braunkohlenasche Holzasche Kesselschlacke Schlacken und Aschen aus Müllverbrennungsanlagen 60 Flugaschen und Stäube aus Müllverbrennungsanlagen

Schlacken und Aschen aus Sonderabfallverbrennungs-65 anlagen

Flugaschen und Stäube aus Sonderabfallverbrennungs-■ anlagen

(Metallerzeugung, Giesserei, Metallverarbeitung), (Verarbeitung von Steinen und Erden, Herstellung von keramischen Erzeugnissen, Herstellung und Verarbeitung von Glas),

(Dampfkessel),

(Öfen der Metallerzeugung), (Öfen der Metallerzeugug), (Metallerzeugung, Giesserei, Metallverarbeitung),

(Herstellung von keramischen Erzeugnissen, Herstellung und Verarbeitung von Glas),

(Eisen- und Tempergiesserei), (NE-Metallerzeugung, -Metall-giesserei),

(Bleigiesserei, Druckerei) (Aluminiumerzeugung, Alumi-niumgiesserei und Aluminiumschmelzwerke),

(Erzeugung von Leichtmetallen),

(Eisen- und Stahlerzeugung), (Eisen- und Stahlerzeugung, Eisen-, Stahl- und Tempergiesserei),

(Zinkerzeugung und Zinkgies-serei),

(Aluminiumschmelzwerke),

(Erzeugung von Zinn), (Erzeugung von Blei),

.(Eisen- und Stahlerzeugung, insbesondere Elektrostahler-zeugung, Eisen-, Stahl- und Tempergiesserei),

(Eisen- und Stahlerzeugung, Eisen-, Stahl- und Tempergiesserei),

(NE-Metallerzeugung und Me-tallgiesserei),

(Metallerzeugung),

(Eisen- und Stahlerzeugung), (Eisen- und Stahlerzeugung), (Feuerungsanlagen), (Kohlenstaubfeuerung), (Räucherei),

(Räucherei), (Braunkohlenfeuerung), (Holzfeuerung), (Feuerungsanlagen), (Müllverbrennungsanlagen und Sulfitablaugeverbrennung), (Müllverbrennungsanlagen und Sulfitablaugeverbrennung),

(Sonderabfallverbrennungsan-lagen),

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Giesserei-Altsand

Putzereisand und Strahlsand

Kalksteinsand

Keramikabfälle

Glasabfälle

Asbestzementabfalle und

Asbestzementstäube

Waschberge

Schamotte

Aktivkohleabfälle

Gesteinsstäube und Polierstäube

Feinstaub aus der Schlak-

kenaufbereitung

Kohlenstaub

Kiesabbrände

Formsand Kernsand verbrauchte Ölbinder Graphitabfälle, -staub und -schlämm

Glas- und Keramikabfalle mit produktionsspezifischen Beimengungen verbrauchte Filter- und Auf-saugmassen, wie Kieselgur, Aktiverden und Aktivkohle

Asbestabfälle und Asbeststaub

Gipsabfälle mineralische Schlämme, wie Rotschlamm

Emailleschlamm und Email-

leschlicker

Graphitschlamm

Schlamm aus Eisenhütten Schlamm aus Stahlwalzwerken

Schlamm aus Giessereien Glasschleifschlamm

Gipsschlämme mit produktionsspezifischen Beimengungen

Kalkschlämme mit produktionsspezifischen Beimengungen

Magnesiumoxidschlämme

(Eisen-, Stahl- und Tempergiesserei),

(Chemische Industrie, Erzeugung von Soda),

(Herstellung von keramischen Erzeugnissen),

(Herstellung und Verarbeitung von Glas, Abfüllbetriebe), (Herstellung und Verarbeitung von Asbestzement),

(Bergbau, Aufbereitung von Kohle und Erz),

(Herstellung und Verarbeitung von Schamotte),

(Chemische Industrie, Herstellung von Aktivkohle), (Bearbeitung von Natur- und Kunststeinen, Steinschleiferei), (Schlackenaufbereitung),

(Kohlenzerkleinerung und Kohlenstaubfeuerung), (Chemische Industrie, Herstellung von Schwefelsäure), (Giesserei),

(Giesserei),

(Ölunfalle),

(Metallerzeugung, chemische Industrie, Lichtbogenverfahren),

(Herstellung von keramischen Erzeugnissen, Herstellung und Verarbeitung von Glas, Glaszubereitung, Elektrotechnik, Herstellung von Leuchtröhren, Lampen, Bildröhren, chemische Industrie),

(Chemische Industrie, chemische Reinigung, adsorptive Gas- und Flüssigkeitsreinigung),

(Aufbereitung und Verarbeitung von Asbest),

(Herstellung von Gipserzeugnissen, Rauchgasentschwefelung),

(Aluminiumerzeugung, Aufbereitung von Tonerde), (Emaillierung),

(Herstellung und Verarbeitung von Graphit),

(Eisen- und Stahlerzeugung), (Warmwalzwerke),

(Giesserei),

(Veredelung von Glas, Glasschleiferei),

(Chemische Industrie, Neutralisation, Rauchgasentschwefe- ' lung),

(Chemische Industrie, Neutralisation),

(Verarbeitung von Magnesium),

Eisenoxidschlämme aus Reduktionen Schlämme aus der NE-Metallurgie 5 Aluminiumoxidschlämme

Nitrat-, nitrit- u. cyanid-haltiger Härtereischlamm Bariumcarbonatschlamm io Bariumsulfatschlämme

Quecksilberhaltiger Bariumsulfatschlamm Glasschleifschlämme mit 15 produktionsspezifischen Beimengungen Verunreinigte Borschlämme Phosphatierschlamm

2o Calciumsulfitschlamm Metallabfalle, wie eisenhaltiger Staub

25 bleihaltiger Staub

30 aluminiumhaltiger Staub berylliumhaltiger Staub

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magnesiumhaltiger Staub zinkhaltiger Staub NE-metallhaltige Stäube

Metallschlämme, wie Zink-45 schlämm Metallschleifschlamm Bleischlamm

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Zinnschlamm

Trowalschlamm Jarositschlamm Gasreinigungsmassen Feuerlöschpulverreste

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Skoroditschlamm Galvanikschlämme, wie Chrom (VI)-, Chrom (III)-, Kupfer-, Zink-, Cadmium-, 60 Nickel-, Kobalt- und/oder edelmetallhaltige Galvanikschlämme

Oxide und Hydroxide, wie 65 Zinkoxid Zinkhydroxid

(Chemische Industrie),

(NE-Metallerzeugung, -giesse-rei, -umschmelzwerke), (Aluminiumerzeugung- und -umschmelzwerke),

(Härterei),

(Chemische Industrie, Papier-u. Pappeerzeugung),

(Chemische Industrie, Erzeugung von Chlor),

(Veredelung von Glas, Glasschleiferei),

(Tiefbohrungen), (Oberflächenveredelung, Phosphatierung), (Rauchgasentschwefelung), (Eisen- und Stahlerzeugung, Eisen-, Stahl- und Tempergiesserei, Verarbeitung von Eisen und Stahl, Schleiferei), (Bleierzeugung, -giesserei, Druckerei, Elektrotechnik, Herstellung von Aakkumulato-ren und Kabeln, Bleiverarbeitung),

(Aluminiumerzeugung, -giesserei, -umschmelzwerke, -Verarbeitung),

(Berylliumverarbeitung, Herstellung von Navigationsinstrumenten),

(Magnesiumerzeugung, -giesserei, -umschmelzwerke und -Verarbeitung),

(Zinkerzeugung, -giesserei, Feuerverzinkung), NE-Metallerzeugung, -giesse-rei, -umschmelzwerke u. -Verarbeitung),

(Verzinkerei, Druckerei, Herstellung von Klischees), (Metallbearbeitung), (Bleierzeugung und -Verarbeitung, Elektrolysen), (Zinnerzeugung, Löterei, Herstellung von Kühlern), (Oberflächenbearbeitung), (NE-Netallerzeugung), (Kokereien, Gaswerke), (Herstellung von Feuerlöschmitteln, Anwendung), (NE-Metallerzeugung), (Galvanikbetriebe und galvanotechnische Teilbetriebe (wie z.B. des Maschinen- u. Fahrzeugbaus, der Elektrotechnik, Feinmechanik u. Optik, der Herstellung von Uhren, Eisen-, Blech- u. Metallwaren), (Zinkerzeugung, -giesserei, Feuerverzinkerei), (Galvanikbetriebe, Verzinkerei, Druckerei, Herstellung von Klischees, chemische Industrie),

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Braunstein, Manganoxide Aluminiumoxid

Eisenhydroxid

Salze, wie Arsenkalk Kesselstein metallsalzhaltige Spül- und Waschwässer Mineralölschlämme, wie Honschlamm udn Läppschlamm

ölhaltige Schleifschlämme Shreddserrückstände und Filterstäube aus Shreddern Flugstaub aus der Hartbleiarbeit flüssige Siedlungsabfälle, wie Deponiesickerwässer aus Hausmüll- und Sonderabfalldeponien sowie ölhaltiger Boden

Die oben aufgelisteten Sonderabfälle werden alleine oder im Gemisch untereinander oder mit anderen Sonderabfallstoffen eingesetzt. Abfalle bis zu einer Korngrösse von 50 mm können unzerkleinert eingesetzt werden, während gröberstückige Abfallstoffe unter Einsatz entsprechender Zerkleinerungsmaschinen auf eine Korngrösse unter 50 mm zerkleinert werden. In der Regel ist ein Bereich von 2 bis 50 mm geeignet. Bevorzugt wird der Bereich von 0,01 bis 10 mm, während der Bereich von 0,1 bis 2 mm besonders bevorzugt ist. Dabei handelt es sich also bereits um ein pulveriges Material.

Zur Herstellung der Mischung aus Bindemittel und Abfallstoff, gegebenenfalls unter Zugabe von Härtungsmitteln und weiteren Hilfsmitteln, kommen als Mischanlagen kontinuierlich arbeitende Vorrichtungen, wie Schneckenmischer und Doppelwellenmischer, sowie diskontinuierlich arbeitende Vorrichtungen, wie Betonmischanlagen, in Frage. Selbstverständlich kann die giess- bzw. fliessfähige Mischung aus den genannten Ausgangsstoffen in der Deponie auch über entsprechende Transportleitungen verteilt werden. Die Transportzeit hängt dabei natürlich von der Aushärtungsbzw. Erstarrungszeit ab.

Nachstehend soll das erfindungsgemässe Verfahren anhand der Beseitigung von Abfallstoffen überwiegend mineralischen Ursprungs und unter Verwendung von Hüttenzement als Bindemittel näher erläutert werden. Diese Ausführungen gelten selbstverständlich auch sinngemäss für andere Abfallstoffe und andere Bindemittel, insbesondere der vorgenannten Art.

Zunächst erfolgt die Herstellung einer Vormischung aus Hüttenzement und pulverigem bzw. feinkörnigem Abfallstoff. Nach dieser Vormischung erfolgt die Zugabe von Wasser, vorzugsweise in Form kontaminierten Sickerwassers, in Mengen von vorzugsweise 200 bis 400 Gewichtsteilen, insbesondere 250 bis 350 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Hüttenzement. Eine Mischzeit von 15 min hat sich als besonders geeignet erwiesen. Die erhaltene Mischung kann dann unmittelbar in einen Deponieraum eingeführt werden, wo sie alsbald erstarrt und aushärtet. Zum anderen kann sie aber auch in einen Deponieraum eingebracht werden, in dem sich bereits Fässer aus Kunststoff bzw. Metall, häufig mit einem

Fassungsvermögen von 200 Liter, finden, in denen bereits Sonderabfallstoffe eingelagert worden sind. Zum Einbetonieren von solchen Fässern werden in einem vorbereiteten Feld der Abmessungen von ca. 10 x 30 m die Fässer in re-s gelmässiger Anordnung aufgestellt, wobei sie sich jeweils berühren. Das Feld wird mit Schalplatten so versehen, dass die Schalung etwa 25 cm höher ist als die eingebrachten Fässer. Die vorbereitete Mischung in giessfahiger und fliessfähiger Form, die auch als eine Art «Abfallbeton» bezeichnet wer-io den können, wird in einer betonflüssigen Konsistenz mittels Transportbetonwagen und Betonpumpe angebracht und in das vorbereitete Feld gepumpt. Mittels Rüttelflasche wird der eingebrachte Abfallbeton verteilt und verdichtet. Bei Zusatz eines Fliessmitels kann das Vibrieren und Verdichten an 15 Ort und Stelle entfallen. Durch das Fliessmittel kann die Mischung so eingestellt werden, dass der vorbereitete, mit Fässern gefüllte Deponieraum ohne zusätzliche mechanische Vorkehrungen vollkommen dicht und homogen aufgefüllt wird. Das Fliessmittel wird im übrigen in einer Menge von 20 0,5 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Anteils an Hüttenzement, verwendet.

Durch die Tatsache, dass der Inhalt der Fässer nicht mehr mit dem Niederschlagswasser in Kontakt tritt, wird die Bildung von Sickerwasser mit hohem Salz- und Schwerme-25 tallgehalt vermindert. Das Sickerwasser einer derartigen Deponie kann demzufolge in der Regel in übliche Kläranlagen geführt werden. Durch das Einbetonieren wird auch eine Emission von gasförmigen und staubförmigen Bestandteilen verhindert. Beispiele für gasförmige Emissionsprodukte 30 sind: Mercaptane, Acrolein, Acrylsäure, Äthylester, Äthyl-amin, Äthylendiamin, Arsenwasserstoff, Ammoniak, Pyridin, Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid und dergleichen. Beispiele für besonders unerwünschte staubförmige Emissionsprodukte sind Bleistaub, Zinkstaub, Titandioxidstaub 35 und Asbeststaub.

Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich des weiteren durch folgende Vorteile aus: Es können auch mit Sonderabfällen gefüllte Fässer von geringer Druckfestigkeit eingelagert werden. Es gelingt die Beseitigung von Abfällen, de-40 ren Deponierung bisher aufgrund ihrer geringen Druckfestigkeit untersagt war. Ferner können auch toxische Sonderabfälle nach diesem Verfahren in Fässern gelagert werden, da eine Berührung mit der Umwelt nicht mehr möglich ist. Auch die Ablagerung von mit Wasser reagierenden Sonder-45 abfällen ist ohne weiteres möglich, da das Niederschlagswasser keinen Zutritt mehr zu den Abfallstoffen hat.

Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ent-hällt die bisher erforderliche Beseitigung von kontaminiertem Sickerwasser, was vorher einen Kostenaufwand von DM 20,- pro m3 erforderlich machte.

Die erfindungsgemäss abgelagerten Produkte zeichnen sich durch eine besondere physikalische Festigkeit sowie eine gehobene Beständigkeit gegen Elution und Emission aus, 55 was im einzelnen in den nachfolgenden Beispielen noch näher erläutert wird. Aufgrund der grossen Festigkeit der erfindungsgemäss erhältlichen Produkte ist es möglich, den in Sonderabfalldeponien gegebenen Raum optimal auszunutzen, da die Notwendigkeit von Zwischenabdeckungen mit 60 Ton oder Bodenaushub entfällt und ausserdem ein Stapeln der Verfahrensprodukte über das Erdniveau hinaus möglich ist. Ausserdem können die Zwischenräume von in Deponien aufgestellten Metall- oder Kunststoffässern, die Sonderabfalle enthalten, mit der erfindungsgemäss hergestellten Mi-65 schung ausgefüllt werden. Dadurch wird eine zusätzliche Stabilisierung der Fässer erreicht. Ausserdem wird ein Korrodieren der metallischen Fässer bzw. die Entleerung von bereits korrodierten Fässern verhindert.

(Herstellung von Batterien, chemische Industrie), (Aluminiumerzeugung, -umschmelzwerke, chemische Industrie),

(Oberflächenbehandlung von Eisen und Stahl, Beizerei, Ätzerei),

(NE-Metallerzeugung), (Entschlammung und Reinigung von Dampfkesseln,), (Oberflächenbehandlung und -Veredelung),

(Metalloberflächenbearbeitung),

(Metallbearbeitung), (Schrottverwertung, Shredder-anlagen),

(Bleiverhüttung)

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Bitumen B65 gemischt, um eine Asphaltmischung zu erhalten. Dabei wurde im einzelnen so verfahren, dass das Bitumenbindemittel B65 in einem beheizten Rührwerkkessel vorgelegt und langsam auf ca. 150 °C aufgewärmt wurde. Unter Rühren wurden die genannten Füllstoffe nach und nach zugegeben, wobei darauf geachtet wurde, dass die Temperatur nicht unter 120 °C sank. Die aufgeheizte fertige Mischung wurde in die Hohlräume von Fässern eines Volumens von 2001 eingefüllt und übergefüllt, d.h. 20 cm höher als die Fassoberkante. Die Druckfestigkeit der erkalteten und erstarrten Mischung entspricht der von Strassenbelag. Der Permeabilitätskoeffizient ist praktisch Null.

Beispiel 11

Als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Mischung wurden 20 Gewichtsteile Elektrofilterstaub aus einer Hausmüllverbrennungsanlage und Rauchgaswäsche, 20 Gewichtsteile Bypass-Staub, 45 Gewichtsteile bleihaltiger Elektrofilterstaub sowie 15 Gewichtsteile Bitumen B65 verwendet. Die Verarbeitung erfolgte entsprechend der im Beispiel 10 beschriebenen Verfahrensweise. Die Eigenschaften des Verfahrensproduktes waren mit denjenigen des Produktes des Beispiels 10 praktisch identisch. Der oben genannte Bypass-Staub entstand bei der Filterung der Abgase bei der Zementherstellung. Er bestand hauptsächlich aus Calciumoxid mit geringen Anteilen an Alkalisulfat und Alkalichlorid.

Beispiel 12

65 Gewichtsteile eines Galvanik-Filterkuchens (70% Trockensubstanz) wurden mit 35 Gewichtsteilen Hochofenschlacke einer Korngrösse von 0,5 bis 5 cm gemischt. Anschliessend wurden 12 Gewichtsteile Hochofenzement hinzugegeben. In einem Zwangsmischer wurde eine Homogenisierung während 5 min durchgeführt. Danach wurden 30 Gewichtsteile kontaminiertes Wasser hinzugegeben. Das Mischen wurde 5 min lang fortgeführt. Nach einer Abbindezeit von 14 Tagen wurde eine Festigkeit von 168 kg/cm2 erhalten. Der Betonblock zeigte hervorragende Festigkeit.

Beispiel 13

100 Gewichtsteile eines Galvanik-Filterkuchens wurden mit 16 Gewichtsteilen Zement während 5 min in einem Zwangsmischer gemischt. Dazu wurden 30 Gewichtsteile Wasser gegeben. Das Mischen wurde 5 min lang fortgeführt. Anschliessend wurden 3 Gewichtsteile einer 2prozentigen wässrigen Lösung von Hydroxypropylcellulose zugegeben. Es stellte sich die geforderte Festigkeit des Verfahrensproduktes ein.

Beispiel 14

100 Gewichtsteile Chromhydroxid-Filterkuchen, 14 Gewichtsteile Zement, 30 Gewichtsteile kontaminiertes Sickerwasser und 3 Gewichtsteile einer 50prozentigen wässrigen Dispersion von Polyacrylat wurden gemischt und aushärten gelassen. Dabei wurden nach 28 Tagen Trocknung die folgenden physikalischen Werte erhalten:

Nadelpenetration 0,1 mm

Druckfestigkeit 164 kg/cm2

Permeabilitätskoeffizient 8,4 x 10"11 cm/s

Das erhaltene Verfahrensprodukt zeichnet sich ersichtlich durch vorzügliche physikalische Eigenschaften aus.

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Beispiel 6

Als Sonderabfall wurde ein Elektrofilterstaub einer Hausmüllverbrennungsanlage aus 70% Si02, etwa 4% Schwermetalloxiden und etwa 26% Erdalkalioxiden eingesetzt. Die umweltrelevanten Inhaltsstoffe waren Blei, Zink und Cadmium. Die Korngrösse lag unter 40 \i, der Feststoffgehalt bei etwa 80% und die Dichte bei etwa 900 kg/m3.

100 kg des Flugstaubes wurden mit 10 kg Hüttenzement und 33 kg Wasser entsprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren vermischt und zur Ermittlung der entsprechenden physikalischen und chemischen Daten Probewürfel gegossen. Die ermittelten Daten werden nachfolgend angegeben:

Physikalische Daten des Probewürfels:

Tag 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetration (mm) 2 1 0,9 0,8 0,5 Druckfestigkeit 100 kg/cm2 Permeabilitätskoeffi- 0 cm/sec zient

Chemische Elutionswerte des Probewürfels: 0,1 mg/1 Blei <0,01 mg/1 Zink <0,01 mg/1 Cadmium

Beispiel 7

Als Sonderabfall wurden bleihaltige Gemengereste in Form verschmutzter Rohstoffe der Gemengeherstellung eines Glashüttenwerkes eingesetzt, deren Zusammensetzung wie folgt war: 30% Bleioxid und Bleidioxid, 15% Natrium-carbonat, 10% Kaliumcarbonat, 5% anhaftende Feuchtigkeit (Wasser) und 40% Quarzsand. Der umweltrelevante Inhaltsstoff war Bleioxid. Der Gemengerest war pulvrig mit Glasscherbenanteil. Der Feststoffgehalt betrug etwa 100% und die Dichte etwa 900 kg/m3.

Der Originalabfall wurde entsprechend dem im Beispiel 4 beschriebenen Elutionsverfahren untersucht und ein Elu-tionswert von < 3,5 mg/1 Blei ermittelt.

100 kg des bleihaltigen Gemengerestes, 10 kg Hüttenzement und 20 kg Wasser wurden entsprechend dem im Beispiel 1 beschriebenen Mischverfahren verarbeitet und zu den entsprechenden Probewürfeln gegossen. Die ermittelten Eigenschaften waren wie folgt.

Physikalische Daten des Probewürfels:

Tag 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetration (mm) 2 1 0,6 0,4 0,2 Druckfestigkeit 120 kg/cm2 Permeabilitätskoeffizient 1,2 x 10"8 cm/sec

Chemischer Elutionswert des Probewürfels: 0,11 mg/1 Blei

Beispiel 8

Als Sonderabfall wurde der Flugstaub aus Hartbleiarbeit bei der Nicht-Eisen-Metallerzeugung einer Zusammensetzung von etwa 25% Bleioxid, etwa 25% Antimonoxid, etwa 25% Arsenoxid, etwa 10% Zinkoxid, etwa 10% elementarem Kohlenstoff und etwa 5% Chloriden und Sulfaten eingesetzt. Die umweltrelevanten Inhaltsstoffe waren Blei,

Zink, Cadmium, Antimon und Arsen. Der Abfallstoff hatte eine Korngrösse von weniger als 40 (i, einen Feststoffgehalt von etwa 100% und eine Dichte von etwa 900 bis 1200 kg/ m3.

Entsprechend der in Beispiel 4 beschriebenen Verfahrensweise wurden folgende Elutionswerte ermittelt:

68,5 mg/1 Blei, 5,4 mg/1 Cadmium und 61,0 mg/1 Zink.

100 kg des Flugstaubes, 10 kg Hüttenzement und 10 kg Wasser wurden entsprechend der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise gemischt und zu Probewürfeln gegossen. Anhand dieser Probewürfel wurden die physikalischen und chemischen Daten ermittelt:

Physikalische Daten des Probewürfels:

Tag 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetration (mm) 2 1 0,8 0,4 <0,2 Druckfestigkeit 150 kg/cm2 Permeabilitätskoeffizient 0 cm/sec

Chemische Elutionswerte des Probewürfels:

< 0,05 mg/1 Blei 0,16 mg/1 Zink

< 0,01 mg/1 Cadmium

Beispiel 9

Von einem Ölunfall herstammender ölhaltiger Boden wurde als Abfallstoff verwendet. Er bestand zu 40% aus Mutterboden, 50% aus Sand und 10% aus Heizöl. Der Feststoffgehalt betrug etwa 40% und die Dichte etwa 1200 kg/ m3.

Entsprechend dem im Beispiel 4 beschriebenen Verfahren wurde für den ursprünglichen Abfallstoff ein Elutionswert von 220 mg/1 Petrolätherextrakt ermittelt.

Nach dem im Beispiel 1 genannten Mischverfahren wurden 100 kg ölhaltiger Boden, 10 kg Hüttenzement und 10 kg Wasser vermischt und zu Probewürfeln gegossen, die zur Ermittlung physikalischer und chemischer Daten herangezogen wurden:

Physikalische Daten des Probewürfels:

Tag 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetra-

tion(mm) 10 5 4 3 2

Druckfestigkeit 50 kg/cm2

Permeabilitätskoeffizient 0 cm/sec

Chemischer Elutionswert des Probewürfels:

< 20 mg/1 Petrolätherextrakt

Beispiel 10

Es wurde als Sonderabfallstoff der Bypass-Elektrofilter-staub einer Sondermüllverbrennungsanlage verwendet. Dieser Staub enthielt Nichtmetalle, Eisen, Blei, Zink, Aluminium und Sandstrahlrückstände. Als Bindemittel diente Asphalt, d.h. eine Mischung aus Bitumen, Quarzmehl, Quarzsand, Kreide, Bariumsulfat, Sand. Dieses Ausgangsgemisch hatte eine Korngrösse von 0 bis 2 mm.

25 Gewichtsteile des vorgenannten Elektrofilterstaubes einer Korngrösse von 0 bis 0,1 mm (aus der Metallherstellung) sowie 55 Gewichtsteile einer Sandstrahlschlacke einer Korngrösse von 0,1 bis 2 mm wurden mit 20 Gewichtsteilen s

io

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

649 233

8

Schliesslich wurde entsprechend der oben wiedergegebenen Verfahrensweise ein Probewürfel einer Kantenlänge von 2 cm hergestellt, der entsprechend dem deutschen Einheitsverfahren der Abwasser- und Schlammuntersuchung, Untergruppe S4 im Hinblick auf die Elution der umweltrelevanten Inhaltsstoffe, nämlich in diesem Fall Zinkoxid und Bleioxid, untersucht wurde. Dabei wurde ermittelt, dass lediglich 1,6 mg/1 Blei und 0,26 mg/1 Zink eluiert wurden. Diese Werte liegen deutlich unter denjenigen, die nach den strengen Umweltschutzbedingungen als Höchstwert festgesetzt sind.

Beispiel 2

Als Sonderabfallstoff wurden Kupferschlacken-Sandstrahl-Rückstände aus einer Sandstrahlanlage aus 99,6% Sand (Kieselsäure), ca. 0,4% Kupferoxid und Spuren Zinkoxid, Eisenoxid, Manganoxid und Chromoxid eingesetzt. Der Originalabfallstoff hatte eine Korngrösse von etwa 1 mm (feinsandig), einen Feststoffgehalt von etwa 100% und eine Dichte von etwa 1200 bis 1300 kg/m3.

100 kg des Sandstrahlrückstandes sowie 10 kg Zement und 17 kg Wasser wurden entsprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Mischverfahren verarbeitet und zu einem Probewürfel gegossen, dessen physikalische Daten wie folgt waren:

Tag 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetration

(mm) 5 3 2 1,5 0,1

Druckf.: 100 kg/cm2 u. Permeabilitätskoeff.: 2,3 x 10~8cm/ sec*) Entsprechend der Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde ein Probewürfel von 2 cm Kantenlänge untersucht und festgestellt, dass unter den umweltrelevanten Inhaltsstoffen lediglich 0,05 mg/1 Chrom eluiert wurden.*) (nach 28 Tagen)

Beispiel 3

Als Sonderabfall wurden pulverisierte Glasrückstände bzw. Fehlchargen aus der Glasproduktion einer Zusammensetzung von etwa 35% Sulfat, etwa 21 % Bleioxid, etwa 4% Silicium, etwa 20% Fluorid sowie etwa 20% anhaftende Feuchtigkeit (Wasser) eingesetzt, deren umweltrelevanter Inhaltsstoff Bleioxid war. Der Sonderabfall war pulvrig, hatte einen Feststoffgehalt von etwa 80% und eine Dichte von etwa 2800 kg/m3.

100 kg des obigen Sonderabfalls wurden entsprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren mit 10 kg Zement und 10 kg Wasser vermischt und ein Probewürfel zur Bestimmung physikalischer Eigenschaften hergestellt. Die physikalischen Daten des Probewürfels waren:

Tag 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetration (mm) 3 1 0,1 <0,1 <0,1 Druckfestigkeit 150 kg/cm2 Permeabilitätskoeffizient 6,7 x 10"6 cm/sec

Ferner wurde ein Elutionsversuch wie in Beispiel 1 durchgeführt und festgestellt, dass lediglich 1,7 mg/1 Blei eluiert wurden.

Beispiel 4

Als Sonderabfall wurde ein Galvanik-Filterkuchen verwendet, bei dem es sich um Kammerfilterpressenrückstände aus einer Wasseraufbereitungs- und Galvanikentgiftungsanlage handelte, der 50% Nickelhydroxid, 20% Eisenhydroxid, 20% Cadmiumhydroxid und insgesamt 10% Chromhydroxid, Kupferhydroxid und Zinkhydroxid enthielt. Aufgrund der Zusammensetzung waren Cadmiumhydroxid und Zinkhydroxid als umweltrelevante Inhaltsstoffe anzusehen. Die Korngrösse des Originalabfalls war als «brockig» zu bezeichnen. Der Feststoffgehalt lag bei etwa 60% und die Dichte bei etwa 1700 kg/m3. Entsprechend dem im Beispiel 1 genannten Einheitsverfahren der Abwasser- und Schlammuntersuchung, Untergruppe S4, wurden 100 g Abfallstoff auf 100 ml destilliertes Wasser gegeben, 24 h über Kopf geschüttelt und filtriert. Es wurden folgende Eluatwerte erhalten: Cadmium 47,0 mg/1 und Zink 145 mg/1.

100 kg des eingangs genannten Ausgangsmaterials wurden mit 10 kg Hüttenzement und 20 kg Wasser nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren gemischt.

Entsprechend dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden physikalische und chemische Daten gegossener Probewürfel ermittelt:

Physikalische Daten des Probewürfels:

Tag 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetration (mm) 5 3 2 1 0,1 Druckfestigkeit 60 kg/cm2 Permeabilitätskoeffizient 4,3 x 10"6 cm/sec

Chemische Daten des Probewürfels:

(Elutionswerte):

Cadmium <0,01 mg/1 Zink 0,07 mg/1

Beispiel 5

Es wurden Rückstände aus einer Neutralisation einer Klischeeanstalt in Form von Zinkhydroxid-Rückständen als Sonderabfall eingesetzt, die eine Zusammensetzung von etwa 40 bis 60% Zinkhydroxid und Zinkoxid aufwiesen, wobei anhaftende Feuchtigkeit (Wasser) etwa 40 bis 60% ausmachte. Die umweltrelevanten Inhaltsstoffe waren Zinkoxid und Zinkhydroxid. Die Korngrösse was als «brockig» anzugeben, der Feststoffgehalt betrug etwa 60 Gewichtsprozent und die Dichte etwa 1200 kg/m3. Es wurde ein Elutionsversuch entsprechend der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise durchgeführt, wobei ein Elutionswert von 2,61 mg/1 Zink ermittelt wurde.

Die Zinkhydroxid-Rückstände wurden zunächst zerkleinert und dann entsprechend der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise verarbeitet, wobei insgesamt 100 kg Zinkhydroxid-Rückstände mit 10 kg Hüttenzement und 30 kg Wasser vermischt wurden.

Die physikalischen Daten des Probewürfels betrugen:

Tag 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetration (mm) >50 30 25 22 10 Druckfestigkeit 50 kg/cm2 Permeabilitätskoeffizient 0 cm/sec

Die chemischen Elutionsdaten des Probewürfels betrugen:

0,36 mg/1 Zink.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

649 233

Wie bereits gesagt, liegt ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens in dem bereits genannten Volumengewinn. Durch Ausfüllung der Fasszwischenräume in einer Deponie von Abfallfassern ergibt sich dadurch ein zusätzliches ausgenutztes Volumen von etwa 30%. Dadurch, dass eine Zwischenabdeckung in einer Schichthöhe von 50 cm aus Ton oder Bodenaushub überflüssig wird, ergeben sich also zusätzliche Einsparungen bezüglich des Volumens wie auch der Kosten. Ferner sind auch die bisher erforderlichen Zwischendämme, um saure, alkalische und neutrale Bestandteile voneinander zu trennen, nicht mehr erforderlich. Dies bedeutet einen weiteren Volumen-Gewinn von etwa 10%.

Während bisher Sonderabfälle nur bis zur Erdoberkante oder 2 bis 4 m unter der Erdoberkante eingelagert werden durften, ist es durch das erfindungsgemässe Verfahren möglich, die Sonderabfalle über das Erdniveau hinaus bis zu einer Höhe von 10 bis 15 m aufzuschichten. Daraus ergibt sich ein erneuter erheblicher Volumengewinn von ca. 40%.

Bezüglich der Volumenersparnis lässt sich zusammenfassend sagen, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren eine lOOprozentige Ausnutzung des im Deponiegelände vorhandenen Volumens für die Einlagerung von Abfallstoffen gegeben ist, während bisher nur eine etwa 40prozentige Volumennutzung möglich war.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist auch darin zu sehen, dass die jeweilige Ausgangsmischung zunächst in eine Form, z.B. eine Würfelform einer Kantenlänge von 1 m, gegossen und darin zum Erstarren gebracht wird. Anschliessend kann die gefüllte Form oder besser der erstarrte Inhalt nach Entschalen direkt in eine Hausmüll- oder auch Sondermülldeponie eingebracht werden. Die Würfelform hat deswegen einen Vorteil, weil ein raumsparendes Stapeln in den Deponien möglich ist.

Da der nach dem erfindungsgemässen Verfahren gebundene Abfallstoff keine organischen oder anorganischen Schadstoffe mehr freisetzen kann, ist es also möglich, das Verfahrensprodukt auf üblichen Hausmülldeponien zu lagern.

Nachfolgend sollen bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert werden, bei dem Zement oder zementartige Bindemittel zum Einsatz kommen. So hat es sich gezeigt, dass bei dem alleinigen Vorliegen von pulverisiertem Sonderabfall der Korngrösse < 1 mm gelegentlich die Festigkeitseigenschaften des Verfahrensproduktes verbessert werden, wenn dem Ausgangsgemisch zusätzlich festigkeitsfördernde Zuschlagsstoffe, wie Kies, Hochofenschlacke und/oder ein zerbröckeltes «vorbetoniertes» Verfahrensprodukt, gröberer Korngrösse beigegeben wird.

So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, etwa 10 bis 50 Gewichtsteile, vorzugsweise 20 bis 40 Gewichtsteile Kies einer Korngrösse von etwa 0,5 bis 5 cm oder 10 bis 50 Gewichtsteile, vorzugsweise 20 bis 40 Gewichtsteile Hochofenschlacke einer Korngrösse von etwa 0,05 bis 5 cm pro 100 Gewichtsteile Abfallstoff bzw. Sonderabfall (Trockensubstanz) einzusetzen.

Zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften des Verfahrensprodukts kann zum Beispiel ein körniger Zuschlagstoff einer Korngrösse von etwa 0,1 bis 5 cm beigefügt werden, wobei sich ein derartiger Zuschlagstoff beispielsweise dadurch herstellen lässt, dass 100 Gewichtsteile eines pulverisierten Sonderabfalls aus einem Elektrofilterstaub einer Korngrösse von weniger als 0,1 mm mit 3 bis 30 Gewichtsteilen, vorzugsweise 4 bis 6 Gewichtsteilen Zement und 30 Gewichtsteilen Wasser gemischt wird. Nach einer Reaktionszeit von 8 bis 10 Tagen wird die ausgetrocknete Mischung mittels einer Mühle, zum Beispiel mit einer Hammermühle, zerkleinert und die Siebfraktion von etwa 0,1 bis

5 cm als Zuschlagstoff bei der Herstellung des «Sonderbetons» aus pulvrigem Sonderabfall verwendet. Es sind aber auch Fälle denkbar, in denen dieser Zuschlagstoff alleine mit Zement und Wasser sowie gegebenenfalls weiteren Hilfsmitteln vermischt und erfindungsgemäss verarbeitet wird.

Gelegentlich kann es zur Verbesserung des Wasserhaltevermögens des Sonderbetons bzw. zur Verhinderung seines Austrocknens während der Abbindezeit von Vorteil sein, hierzu geeignete Hilfsmittel einzusetzen. So kann es zum Beispiel bei der Verwendung von pulverisiertem oder sonstigem feinkörnigem Sonderabfall einer Korngrösse kleiner als 0,1 mm zu einem Austrocknen kommen, d.h. der Sonderbeton trocknet zu schnell aus, platzt auf bzw. bröckelt auseinander. In einem solchen Ausnahmefall ist die erreichte Festigkeit also verbesserungsbedürftig. Mittel, die die genannten unerwünschten Erscheinungen verhindern, sind zum Beispiel wasserlösliche Celluloseäther, wie Methylcellulose, Athylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxyäthylcellu-lose sowie Mischungen dieser Cellulosederivate. Sie können der bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens einzusetzenden Ausgangsmischung in einer Menge von etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent in Form einer 1- bis 2prozenti-gen Lösung zugegeben werden. So entfallen beispielsweise auf eine Mischung aus 100 Gewichtsteilen Abfallstoff, 10 Gewichtsteilen Zement und 20 Gewichtsteilen Wasser 1 bis 5 Gewichtsteile dieser Lösung.

Daneben sind in gewissen Anwendungsfällen zusätzliche Hilfsmittel von Vorteil, die die Biegefestigkeit und die Permeabilität sowie die chemische Widerstandsfähigkeit des Verfahrensproduktes verbessern. Hierzu zählen insbesondere in Wasser dispergierte Polyacrylate mit entsprechender Alkalibeständigkeit.

Wenn vorstehend bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung im Zusammenhang mit Sonderabfallen beschrieben wurden, so gelten diese Ausführungen selbstverständlich entsprechend auch allgemein für beliebige Abfallstoffe.

Nachfolgend soll die Erfindung noch näher anhand von Beispielen erläutert werden.

Beispiel 1

Als Sonderabfall wurde ein Elektrofilterstaub eingesetzt, bei dem es sich um einen Staub des Elektrofilters einer Elek-trostahlerzeugungsanlage handelte. Der Elektrofilterstaub hatte folgende Zusammensetzung: ca. 48% Eisenoxid, 20% Calciumoxid, 10% Manganoxid, 10% Zinkoxid, 5% Magnesiumoxid, 5% Aluminiumoxid und 3% Bleioxid. Der Feststoffgehalt betrug demzufolge ca. 100%. Die Korngrösse lag unter 100 (i und die Dichte bei etwa 800 bis 900 kg/m3.

Von dem oben genannten Elektrofilterstaub wurden 100 kg trocken mit 5 kg Hüttenzement gemischt und bis zur Giesskonsistenzmit 60 kg Wasser gemischt. Die Mischung wurde in Würfel einer Kantenlänge von 25 cm gegossen und bei Raumtemperatur 28 Tage getrocknet. Dabei stellten sich folgende physikalischen Daten des Probewürfels ein:

Tage 1. 4. 7. 14. 28.

Nadel-Penetration in mm 0,4 0,3 0,25 0,23 0,1 100 g Gewicht Nadelspitze 0 0,15 mm, konisch Eindringzeit 5,0 sec

Druckfestigkeit 75 kg/cm2

Permeabilitätskoeffizient 1,8x10"7 cm/sec

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

649 233

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Ab- und Endlagerung von Abfallstoffen mit unter Umweltbedingungen eluierbaren und emittierenden Anteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallstoffe ! mit dem verfestigbaren Bindemittel, das im verfestigten Zustand wasserabweisend ist, gemischt werden zur Bildung einer giess- bzw. fliessfâhigen Mischung und dass diese Mischung spätestens nach dem Verfestigen des Bindemittels in einen Deponieraum eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallstoffe a) mit einem wasserabweisenden, thermoplastischen, geschmolzenen Bindemittel oder b) mit einem durch chemische Umsetzung erhärtenden Bindemittel, das im umgesetzten Zustand wasserabweisend ist, in Gegenwart eines Härtungsmittels gemischt werden und die erhaltene Mischung in giess- bzw. fliessfähigem Zustand unmittelbar in einen Deponieraum eingebracht und dort zum Erstarren oder Aushärten gebracht wird oder zunächst in eine Form eingefüllt, darin zum Erstarren oder Aushärten gebracht und - gegebenenfalls nach Entschalen - anschliessend in einen Deponieraum eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Abfallstoffe Sonderabfälle verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Sonderabfalle solche überwiegend mineralischen Ursprungs verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Sonderabfälle überwiegend mineralischen Ursprungs Schlacken, Stäube, Sände und/oder Schlämme verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kupolofenschlacke, Eisensilikatschlacke, eisenmetallhaltige Filterstäube, nicht-eisenmetallhaltige Filterstäube, Elektroofenschlacken, Hochofenschlacken, Konverterschlacken, Flugaschen und Flugstäube, Kesselschlacke, Schlacke und Aschen aus Müllverbrennungsanlagen, Flugaschen und Stäube aus Müllverbrennungsanlagen, Schlacken und Aschen aus Sonderabfallverbrennungsanlagen, Flugaschen und Stäube aus Sonderabfallverbrennungsanlagen, Giessereialtsand, Putzereisand und Strahlsand, Feinstaub aus der Schlackenaufbereitung, Formsand, Bariumsulfatschlamm, Metallhydroxid-Schlamm und/oder Galvanikschlamm verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel bituminöse Stoffe verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel organische Bindemittel verwendet werden, die in Gegenwart eines zuzusetzenden Härtungsmittels das Aushärten der Mischung verursachen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Bindemittel Vorstufen von ausgehärteten Polyurethanen, Epoxiden und/oder Polyesterharzen verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein anorganisches Bindemittel in Form von Portland-Zement und/oder Hochofenzement zusammen mit dem erforderlichen Abbindewasser eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Abbindewasser kontaminiertes Sickerwasser und/oder wasserhaltige Abfälle chemischer Umwandlungsund Syntheseprozesse verwendet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass grobstückige Abfallstoffe auf eine Korngrösse von weniger als 50 mm zerkleinert werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die giess- bzw. fliessfähige Mischung in die Hohlräume eines bereits mit anderen Sonderabfällen beschickten Deponieraums eingebracht wird.

5 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonderabfalle in Metall- oder Kunststoffassern in den Deponieraum eingebracht werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung aus Abfallstoff io und Bindemittel Hilfsmittel zugemischt werden, die die physikalischen Eigenschaften des ausgehärteten Verfahrensproduktes verbessern.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Hilfsmittel Hydrophobierungsmittel, Fliessmit-

15 tel und/oder Dichtungsmittel verwendet werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung des Verfahrens bei Temperaturen unter 0 °C der Mischung ein Frostschutzmittel zugegeben wird, sofern die Mischung

20 wässrige Anteile enthält.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass festigkeitsverbessernde Hilfsmittel in Form von Kies, granulierter Hochofenschlacke und/ oder in Form eines granulierten Verfahrensproduktes ver-

25 wendet werden.