CH680418A5

CH680418A5 -

Info

Publication number: CH680418A5
Application number: CH4510/89A
Authority: CH
Inventors: Walter Prof Dr Lukas; Hans Dipl-Ing Spannbauer; Berndt Meixner; Adolf Huebl
Original assignee: Salzburger Stadtwerke Ag
Priority date: 1989-01-07
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1992-08-31
Also published as: ATA276189A; FR2641485B1; DE3900328C1; GB8929238D0; AT394661B; GB2226814A; FR2641485A1; GB2226814B

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Abgasung von Mülldeponien. The present invention relates to a method for reducing the waste gas from landfills.

Es ist bekannt, dass der Müll in Mülldeponien über einen längeren Zeitraum Gase entwickelt, die einerseits brennbar und explosiv sind und andererseits als toxisch angesehen werden müssen. Hierdurch entsteht eine nicht unerhebliche Umweltbelastung. Es ist weiterhin bekannt, dass derartige Deponien über längere Zeiträume hin dazu neigen, weiter zu verdichten und dabei abzusinken, so dass derartige Flächen über längere Zeit nicht belastbar, nutzbar und deshalb nicht bebaubar sind. It is known that rubbish in landfills develops gases over a long period of time, which are flammable and explosive on the one hand and must be regarded as toxic on the other. This creates a not inconsiderable environmental impact. It is also known that landfills of this type tend to compact further over a longer period of time and to sink in the process, so that such areas cannot be used over a longer period of time, are usable and therefore cannot be built on.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, die Gasentwicklung in Mülldeponien zu verringern und toxische Bestandteile soweit wie möglich unschädlich zu machen. Dabei wird gleichzeitig eine möglichst rasche Verfestigung derartiger Deponien angestrebt, so dass sie wieder belastbar und nutzbar werden, um gegebenenfalls Bauwerke darauf errichten zu können. In this respect, the invention is based on the object of reducing the gas development in landfills and rendering toxic components harmless as far as possible. At the same time, the aim is to consolidate such landfills as quickly as possible, so that they become resilient and usable again so that structures can be built on them if necessary.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dieses Ziel überraschend gut und einfach dadurch gelöst werden kann, dass ein bindemittelartiger Brei bestimmter Zusammensetzung in dünnflüssiger Konsistenz hergestellt und in den Müll injiziert wird. The invention is based on the knowledge that this goal can be achieved surprisingly well and simply by producing a binder-like slurry of a certain composition in a low-viscosity consistency and injecting it into the waste.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung danach ein Verfahren, bei dem man eine Mischung aus a) einer silikatischen, zumindest latenthydraulischen Komponente, In its most general embodiment, the invention then relates to a method in which a mixture of a) a silicate, at least latent hydraulic component,

b) einer alkalischen und/oder erdalkalischen Komponente auf Basis CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2 als Anreger für die latenthydraulische Komponente sowie c) Calciumsulfit und/oder Calciumsulfat, wasserfrei oder in Hydratform herstellt, wobei das Gewichtsverhältnis der Komponente a) zur Summe der Komponenten b) und c) 60:92 bis 8:40 und der Gehalt der Komponente b) mindestens 5 Gew.-% beträgt, und die Mischung unter Zugabe von Wasser als dünnflüssigen Brei in den Müll injiziert. b) an alkaline and / or alkaline earth component based on CaO, Ca (OH) 2, MgO, Mg (OH) 2 as exciter for the latent hydraulic component and c) calcium sulfite and / or calcium sulfate, anhydrous or in hydrate form, the weight ratio of component a) to the sum of components b) and c) 60:92 to 8:40 and the content of component b) is at least 5% by weight, and the mixture is injected into the refuse as a thin liquid paste with the addition of water.

Der Begriff «dünnflüssiger Brei» ist dahingehend zu verstehen, dass die Konsistenz des Breis eine Injizierung, zum Beispiel über entsprechende Lanzen, ermöglicht. In der Regel wird das Wasser/Feststoff-Verhältnis dabei mindestens 0,8-1,0 betragen. The term “thin liquid porridge” is to be understood in such a way that the consistency of the porridge enables injection, for example via appropriate lances. As a rule, the water / solids ratio will be at least 0.8-1.0.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, der Mischung einen Zusatz an Verflüssiger und/oder Dichtungsmittel zuzugeben. Der Zusatz sollte dabei 0,1-2 Gew.-%, bezogen auf die Komponenten, die an der Hydratphasenbildung teilnehmen, betragen. Durch den Zusatz von Verflüssigem, wie Melaminharz, Naphtalinsulfonat, Lignin-sulfonat oder dergleichen, kann der Wasseranteil bei gleichbleibender Konsistenz gesenkt werden. Gleichzeitig wird die Einspritzung des Breis in den Müll erleichtert. Durch die Verwendung von Dichtungsmitteln, wie Wasserglas, Stearaten oder dergleichen kann eine verbesserte Verdichtung des Breis beim Abbinden erreicht werden. In an advantageous embodiment, it is proposed to add an additive to the liquefier and / or sealant. The addition should be 0.1-2% by weight, based on the components that participate in the hydrate phase formation. By adding liquefiers such as melamine resin, naphthalene sulfonate, lignin sulfonate or the like, the water content can be reduced while maintaining the consistency. At the same time, the injection of the pulp into the garbage is made easier. By using sealants such as water glass, stearates or the like, an improved compaction of the pulp can be achieved when setting.

Der in den Müll injizierte dünnflüssige Brei wird vorzugsweise in die Hohlräume des Mülls über entsprechende Lanzen versprüht, wobei man die Injizierung von unten nach oben vornimmt. The thin liquid slurry injected into the garbage is preferably sprayed into the garbage cavities via appropriate lances, the injection being carried out from bottom to top.

Auf diese Weise wird der Müll quasi «eingekapselt». Der Brei bindet dann relativ schnell ab. Die Abbindezeiten hängen von der Zusammensetzung ab und liegen im allgemeinen im Bereich von einigen Stunden bis einigen Tagen. Spätestens nach einer Woche ist die Verfestigung im aligemeinen soweit fortgeschritten, dass eine mechanische Belastung möglich ist. Die Bodenverfestigung, die zumindest für Bauwerke mit flächigen Fundamenten geeignet ist, liegt dann je nach Menge und Zusammensetzung des eingedüsten Breis bei 3 N/mm2 oder darüber. Gleichzeitig kommt es zu einer Ein-kapselung und inneren Abdichtung der Müllbestandteile, so dass die Gasbildung und Abgasung erheblich vermindert bzw. verhindert wird. Diese Erscheinung wird nicht nur bei frischem Hausmüll, sondern auch bei Sondermülldeponien und Altdeponien beobachtet. Das Verfahren ist somit auch geeignet, Altlasten zu sanieren. In this way, the waste is virtually "encapsulated". The porridge then sets relatively quickly. The setting times depend on the composition and are generally in the range from a few hours to a few days. After one week at the latest, consolidation has generally progressed to such an extent that mechanical stress is possible. The soil stabilization, which is suitable at least for structures with flat foundations, is then 3 N / mm2 or above, depending on the amount and composition of the injected pulp. At the same time, the garbage components are encapsulated and sealed internally, so that gas formation and emissions are considerably reduced or prevented. This phenomenon is observed not only with fresh household waste, but also with hazardous waste landfills and old landfills. The process is therefore also suitable for remediating contaminated sites.

In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, dem Brei einen Abbindebeschleuniger, wie Wasserglas oder Natriumalluminat zuzugeben. In certain cases it may be advantageous to add a setting accelerator, such as water glass or sodium aluminate, to the slurry.

Durch die vorgenannten Zusatzstoffe, zu denen auch alkohollösliche Siliziumverbindungen und Siliziumpulver zählen, wird gleichzeitig eine Stabilisierung des Breis erreicht, so dass es bis zum Abbinden zu keiner unerwünschten Sedimentation oder Entmischung des abbindefähigen Breis kommt. Die Konsistenz des Breis sollte im übrigen so eingestellt werden, dass das Ausbreitmass, bestimmt nach DIN 1045, vorzugsweise mindestens 60 cm beträgt. The abovementioned additives, which also include alcohol-soluble silicon compounds and silicon powder, simultaneously stabilize the slurry, so that there is no undesired sedimentation or segregation of the slurry capable of setting until it sets. The consistency of the pulp should also be adjusted so that the slump, determined according to DIN 1045, is preferably at least 60 cm.

Die Komponente c) kann in besonders vorteilhafter Weise durch die Verwendung der trockenen Rückstände einer Sprühabsorptionsanlage zur Verfügung gestellt werden. Derartige Sprühabsorp-tionsanlagen werden in der Regel mit Calciumoxid oder wässrigen Calciumhydroxid- oder Calciumcar-bonatlösungen betrieben und weisen neben Calciumsulfit und Calciumsulfat, gegebenenfalls in Hydratform, auch unverbrauchtes Calciumhydroxid auf, so dass zumindest ein Teil der Komponente b) gleichzeitig auf diese Weise mit eingebracht wird. Der Anteil der Komponente c) in der Mischung sollte 3-25 Gew.-% betragen. Ist er geringer besteht die Gefahr der Auslaugung von Schadstoffen, die in die Hydratphasen eingebunden werden. Bei Gehalten über 25 Gew.-% verschlechtert sich die mechanische Beständigkeit der Deponie, vermutlich durch Zersetzungserscheinungen des abbindenden Materials aufgrund erhöhter Ettringitbildung. Component c) can be made available in a particularly advantageous manner by using the dry residues of a spray absorption system. Such spray absorption systems are generally operated with calcium oxide or aqueous calcium hydroxide or calcium carbonate solutions and, in addition to calcium sulfite and calcium sulfate, optionally in hydrate form, also have unused calcium hydroxide, so that at least some of component b) is simultaneously introduced in this way becomes. The proportion of component c) in the mixture should be 3-25% by weight. If it is lower, there is a risk of leaching of pollutants that are incorporated into the hydrate phases. At levels above 25% by weight, the mechanical stability of the landfill deteriorates, presumably due to the decomposition of the setting material due to increased ettringite formation.

Wird als silikatische, zumindest latenthydraulische Komponente eine Flugasche eingesetzt und enthält diese freies Calciumoxid, so kann ebenfalls zumindest ein Teil der Komponente b) gleichzeitig mit eingebracht werden. If a fly ash is used as the silicate, at least latent hydraulic component and contains free calcium oxide, at least part of component b) can also be introduced at the same time.

Als latenthydraulischer Bestandteil können darüber hinaus zum Beispiel Kesselaschen oder fein aufgemahlene Schlacken eingesetzt werden. Der Boiler ash or finely ground slags can also be used as a latent hydraulic component. The

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Si02-Gehalt dieser Komponenten sollte mindestens 40 Gew.-% betragen. Si02 content of these components should be at least 40% by weight.

Liegt die latenthydraulische Komponente nicht in einer ausreichenden Feinheit (< 100 um) vor, wird sie separat aufgemahlen. In diesem Fall sollte die Vermahlung vorzugsweise direkt auf Teilchengrös-sen unter 40 um erfolgen, weil sich herausgestellt hat, dass die Reaktionsbereitschaft mit zunehmender Feinheit steigt. Es können dann in einem erhöhten Mass auch gleichzeitig toxische Bestandteile aus dem Müll, wie Schwermetalle oder organische Bestandteile, eingebunden werden. Durch den alkalischen oder erdalkalischen Anreger wird die hydraulische Abbindung verbessert und damit eine erhöhte Schadstoffeinbindung ermöglicht. If the latent hydraulic component is not sufficiently fine (<100 µm), it is ground separately. In this case, the grinding should preferably be carried out directly on particle sizes below 40 μm, because it has been found that the willingness to react increases with increasing fineness. Toxic components from the refuse, such as heavy metals or organic components, can then also be incorporated to an increased extent. The hydraulic setting is improved by the alkaline or alkaline earth stimulator and thus an increased pollutant integration is made possible.

Überraschenderweise hat sich dabei auch herausgestellt, dass die Venwendung von 3-6 Gew.-% Tonerdeschmelzzement, bezogen auf die Summe der Komponenten a)-c) in diesem Sinne besonders günstig wirkt. Dabei ersetzt der Tonerdeschmelzzement zumindest teilweise den alkalischen und/oder erdalkalischen Anreger gemäss Komponente b). Offensichtlich aufgrund eines synergistischen Zusammenwirkens mit den übrigen Komponenten ergeben sich dann ganz hervorragend niedrige Auslaug-und Wasserdurchlässigkeitswerte. Surprisingly, it has also been found that the use of 3-6% by weight of molten alumina cement, based on the sum of components a) -c), has a particularly favorable effect in this sense. The alumina cement at least partially replaces the alkaline and / or alkaline exciter according to component b). Obviously due to a synergistic interaction with the other components, the leaching and water permeability values are very low.

Der Mischung können ebenso bestimmte Füllstoffe in gemahlener oder feinteiliger Form zugegeben werden. Hierzu zählen beispielsweise Aschen, die selbst mit Schadstoffen kontaminiert sind, beispielsweise Aschen aus der Müllverbrennung, einschliesslich Sondermüllverbrennung. Hier liegt der SiC>2-Gehalt in der Regel unter 40 Gew.-%, teilweise unter 10 Gew.-%. Andere Füllstoffe sind Tonminerale, Gesteinschlämme oder Gesteinsmehle, die bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Komponenten a)-c) zugegeben werden können. Certain fillers can also be added to the mixture in ground or finely divided form. These include, for example, ashes that are themselves contaminated with pollutants, for example ashes from waste incineration, including incineration of hazardous waste. Here, the SiC> 2 content is generally below 40% by weight, sometimes below 10% by weight. Other fillers are clay minerals, rock slurries or rock flour, which can be added up to 30 wt .-%, based on the sum of components a) -c).

Weitere Merkmale der Erfindung beschreiben die Patentansprüche. Further features of the invention describe the claims.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend anhand eines Beispieles näher erläutert: The method according to the invention is explained in more detail below using an example:

Es wurde eine Mischung aus a) 80% Kesseiasche (Korngrösse < 40 um, 80% davon < 10 um) A mixture of a) 80% Kesseiasche (grain size <40 µm, 80% thereof <10 µm)

b) 8% Calciumhydroxid c) 12% trockenen Rückständen einer NIRO-Sprühabsorptionsanlage, welche mit einer wässri-gen Calciumhydroxidlösung betrieben wurde und neben 45% calciumsulfat-/calciumsulfithaltiger Komponente noch 55% Asche und freies CaO einer Korngrösse < 40 um enthielt hergestellt und unter Einstellung eines Was-ser/Feststoff-Verhältnisses von 1,0 zu einem dünnflüssigen Brei aufbereitet. (Alle vorstehenden Angaben in Gew.-%). b) 8% calcium hydroxide c) 12% dry residues of a NIRO spray absorption system which was operated with an aqueous calcium hydroxide solution and, in addition to 45% calcium sulfate / calcium sulfite-containing component, also produced 55% ash and free CaO with a grain size <40 μm and under Adjustment of a water / solids ratio of 1.0 processed to a thin slurry. (All of the above data in% by weight).

Der Brei wurde unmittelbar nach der Vermischung mit Lanzen in den Müll einer Mülldeponie unter Druck injiziert. Dabei wurden die Lanzen zunächst bis in den Bodenbereich der Deponie eingeführt und anschliessend nach und nach hochgezogen. Der Brei wurde über einen Sprühkopf an den Lanzen feinteilig verdüst. Zusätzlich wurde das Deponiegut mit einer etwa 20 cm starken The porridge was injected into the garbage of a landfill under pressure immediately after mixing with lances. The lances were first inserted into the floor area of the landfill and then gradually raised. The porridge was atomized on the lances using a spray head. In addition, the landfill material was about 20 cm thick

Schicht zum Schluss abgedeckt. Bereits nach einer Woche war eine weitgehende Verfestigung eingetreten. Nach 4 Wochen war eine Festigkeit von 12 N/mm2 vorhanden. Messungen ergaben, dass aus der Deponie keine Gase entwichen und es auch nicht zu den üblichen Bodensetzungen und Verformungen der Deponie kam. Anhand von Laborversuchen wurde weiterhin festgestellt, dass erhebliche Mengen an toxischen Bestandteilen im Müll, insbesondere Schwermetalle und organische Bestandteile, gleichzeitig in die Hydratphasen des abbindenden Breis eingebunden werden konnten. Layer covered at the end. Extensive consolidation occurred after just one week. After 4 weeks, the strength was 12 N / mm2. Measurements showed that no gases escaped from the landfill and that there were no normal settling and deformation of the landfill. On the basis of laboratory tests, it was also found that considerable amounts of toxic constituents in the waste, in particular heavy metals and organic constituents, could simultaneously be incorporated into the hydrate phases of the setting slurry.

Claims

1. A method for reducing the exhaust gas from landfill sites, characterized in that a mixture of a) a silicate, at least latent hydraulic component,

b) an alkaline and / or alkaline earth component based on CaO, Ca (OH) 2, MgO, Mg (OH) 2 as exciter for the latent hydraulic component, and c) calcium sulfite and / or calcium sulfate, anhydrous or in hydrate form, the Weight ratio of component a) 60 to 92 wt .-% and the sum of components b) and c) 8 to 40 wt .-% and the content of component b) is at least 5 wt .-% and the mixture with the addition of water is injected into the garbage as a liquid paste.

2. The method according to claim 1, characterized in that as component a) fly ash, kettle ash, slag with a grain size <100 | im is used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a material with a grain size <40 microns is used as component a).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the dry residues of a spray absorption system are used as component c).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that component c) is used in an amount of 3-25 wt .-%, based on the sum of components a) to c).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that partially alumina cement is used as component b).

7. The method according to claim 6, characterized in that the alumina cement is used in an amount of 3-6 wt .-%, based on the sum of components a) to c).

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a plasticizer and / or a sealant is added to the mixture.

9. The method according to claim 8, characterized in that the liquefier and / or the sealing agent in an amount of 1-2 wt .-%, based on the components that participate in the hydraulic reaction, is used.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the consistency of the

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Mash is adjusted so that it can be injected into the garbage using injection lances.

11. The method according to claim 10, characterized in that the slurry is adjusted to a slump according to DIN 1045 of at least 65 cm.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that contaminated water such as industrial process water or sewage sludge are used as the mixing water.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the low-viscosity slurry is injected continuously, starting from the bottom of the landfill to the surface in the cavities of the garbage.

14. The method according to claim 13, characterized in that a preferably closed cover layer is first applied from the slurry to the bottom of the landfill.

15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the slurry is introduced into the cavities of the waste via a spray head.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that after the pulp has been injected into the garbage, a covering layer of the same material is finally applied to the landfill.

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