DD201816A5

DD201816A5 - Verfahren zum fuellen mit abdichten der oberflaechenlagerplaetze mit abfaellen aus kraftwerken, heizkraftwerken und heizwerken

Info

Publication number: DD201816A5
Application number: DD23454081A
Authority: DD
Inventors: Jerzy Kmiecik; Jerzy Rokita; Jan Szubra; Slawomir Tomaszewski; Wladyslaw Wilgusiewicz
Original assignee: Zaklady Energetyczne Okregu Po
Priority date: 1981-11-02
Filing date: 1981-11-02
Publication date: 1983-08-10

Abstract

Waehrend das Ziel in der Ausbildung eines kostenguenstigeren Verfahrenzur Fuellung und gleichzeitigen Abdichtung von Lagerplaetzen bei Senkung der Umweltbelastung zu sehen ist,besteht die Aufgabe darin, ein Verfahren o.g. Gattung zu schaffen, mit dem gleichzeitig der Untergrund und die Baukette abgedichtet werden koennen, und welches am Lagerplatz eine Masse ausbildet, die sich durch grosse mechanische Festigkeit, kleine Wasserdurchlaessigkeit und durch Staublosigkeit auszeichnet. Dieses wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass auf den Untergrund des lagerplatzes durch eine Rohrleitung gleichmaessig eine zerfliessende Suspension von fluechtigen Aschen im Wasser bei einem Gewichtsverhaeltnis von 1:1, vorzugsweise von 2,5:1 aufgebracht wird. Neben der Beimischung bekannter Bindemittel koennen in einer Modifizierung auch Schlacken und andere feste Abfaelle bis zu 20 % der Suspensionsmenge beigegeben werden.

Description

Verfahren zum Pullen und Abdichten von Oberflächenlagerplätzen mit Abfällen aus Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen und gleichzeitigem Abdichten von Oberflächenlagerplätzen mit Abfällen aue Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken, durch Ablagerung der Aschen- oder Aschen-Schlackensuspension im Wasser mit hoher Konzentration,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es iet ein Verfahren zur Lagerung der Feuerungsabfälle bekannt, bei dem die Abfälle zum Lagerplatz in Form eines Gemisches von Aschen und Schlacken mit einer großen Wassermenge abgeführt werden· Dieses Verfahren ist in der technischen Literatur beschrieben, z. B, in dem Buch von Milentiew W.A., Uagli Ε·Ζ,, Gidrozoloudalenije i zolootwaly, Leningrad 1968,

Das Verfahren besteht darin, daß nach der Zuführung der Abfälle in Form von Aschen und Schlacken diese mit einer großen Wassermenge vermischt hydraulisch durch Rohrleitungen zu einem offenen Unter- oder Obersohlenlagerplatz mit großer Oberfläche in ausgedienten Lagerplatsquartleren gelagert werden, die abwechselnd nach dem Dreifeldsystem (Lagerung, Trocknung und "^orbereituQg zur wieöerbolten Legerang) betrieben werdea₃

Das Überabsetzwasser auf einem tätigen Quartier wird nach Vorsedimentation aus dem Lagerplatz über ein System von ilberlaufschächten in die Absetzbecken abgeleitet und dann nach

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der Klärung zu dem Kraftwerk, Heizkraftwerk oder Heizwerk mittels einer separaten Pumpenanlage und Rückwasserrohrleitungen zur erneuten Aasnutzung beim Transport der Abfälle zum Lagerplatz geführt«

Es ist auch ein Verfahren zum Lagern der Feuerungsabfälle in Form einer trockenen oder befeuchteten Masse bekannt. Dieses wird in der technischen Literatur beschrieben, z. B« in der Veröffentlichung: W«E« Luftus - Ash handling, stotage, and utilization, Proceedings of the American Power Conference, 1976, vol. 38 oder D. William Lamb Ash disposal in dams, mounds structural fills, and retaining walls, Proceedings of the Third Ash utilization Symp. - Pittsburgh, Pa., March, 13-14 1973. Dieses Verfahren besteht darin, daß trockene oder mit Wasser befeuchtete flüchtige Aschen nach der Zuführung zu dem Lagerplatz mittels mechanischer Einrichtungen oder mittels des Kraftwagenparks auf .-dem Lagerplatz mittels Standardeinrichtungen zur Ablagerung verteilt und mittels Vibrationswalzen verdichtet werden. Die Gestaltung der derart gebildeten Lagerplätze und deren Raumform ist an die Terrainbedingungen, an die spätere Bestimmung des Geländes und an die Anforderungen bezüglich des Umweltschutzes angepaßt«

Grundsätzliche Hachteile des ersten von den genannten Verfahren zur Lagerung sind folgende: Bereitstellung einer großen Menge des auf den Lagerplatz zuführenden verunreinigten und hochmineralisierten V/assers, was die Infiltration eines beträchtlichen Teiles dessen durch den Untergrund und die Bankette in das Grundwasser und Tiefenwasser sowie eine Wassergefährdung für die in der Nähe des Lagerplatzes lokalisierten Anlagen bewirkt} erforderliche große Ober-

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fläche des Lagerplatzes, Notwendigkeit der Abdämmungen gemäß den Anforderungen flir hydrotechnische Anlagen und den Einsatz kostbarer Verfahren zur Abdichtung des Untergrundes und der Bankette des Lagerplatzes vor der Infiltration des Wassers, sekundäre Verstaubung der entwässerten Oberfläche des Lagerplatzes, lange ütabilisierungsperiode und teuere Rekultivation zwecks der Wiedergewinnung der Nutzwerte des Geländes des Lagerplatzes nach dessen Verfüllung und Notwendigkeit des Baues und des Betriebes von teueren Kläranlagen und Pumpenanlagen für das Rückwasser aus dem Lagerplatz·

Die grundsätzlichen Nachteile des zweiten von den genannten Verfahren sind folgende: hoher Arbeitsaufwand in der Verlagerung und Verdichtung der gelagerten Masse, technische Schwierigkeiten beim Ablagern dieser Massen insbesondere zur Herstellung der geforderten räumlichen Form und teuerer Transport der Feuerungsabfälle sowie kostenaufwendige Sicherung des Lagerplatzes vor sekundärer Verstaubung,

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Füllung und. gleichzeitigen Abdichtung von Oberflächenlagerplätzen mit Abfällen aus Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken so auszubilden, daß bei Senkung der Umweltbelastung eine kostengünstigere Ablagerung ermöglicht wird·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Füllung und gleichzeitigen Abdichtung von Oberflächenlager-

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platzen mit Abfällen aus Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken zu schaffen, welches sich dadurch auszeichnet, daß es gleichzeitig den Untergrund und die Bankette des Lagerplatzes aodichtet und daß sich im Lagerplatz eine Masse ausbildet, die durch große mechanische Festigkeit, kleine Wasserdurchlässigkeit und durch Staublosigkeit gekennzeichnet ist ·

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem Verfahren zur Füllung und gleichzeitigen Abdichtung von Oberflächenlagerplätzen mit Abfällen aus Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken dadurch gelöst, daß auf den Untergrund des Lagerplatzes durch eine Rohrleitung gleichmäßig eine zerfließende Suspension von flüchtigen Aschen im Wasser bei einem GewichtsVerhältnis der Aschen zum Wauser von mindestens 1:1, vorzugsweise 2,5 : 1 aufgebracht wird. Лиг bei diesem Gewicht sverhältnis können die natürlichen Bindeeigenschaften ausgenutzt und chemische Prozesse ablaufen, die zu einer Erstarrung der Suspension führen, wobei zunächst ein Übergang von flüssigen in den teigförmigen Zustand und nach ca₀ 10 Tagen eine Petrifikation stattfindet, wodurch der Untergrund schichtenweise abdichtet. Die staublose Masse hat eine Druckfestigkeit von mindestens 4 kg/cm und einem Sickerbeiwert von höchstens 10**' cm/s. Zur Verkürzung der Petrifikationsdauer, zur Erhöhung der Festigkeit der petrifizierten Masse bzw, zur Senkung ihres Sickerbeiwertes können bekannte Bindemittel in einer Menge von 6 % der Suspensionsmasse, z. B. Branntkalk, hydratisierter Kalk oder Löschkalk oder andere chemische atoffe zugegeben werden, liach einer Modifizierung können in die auf dem Lagerplatz aufzubringende Suspension aus flüchtigen Aschen und Wasser auch Schlacken und andere feste Abfälle bis zu 20 % der Suspensionsmenge beigegeben werden*

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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, für die Prozesse des Erstarrens und der Petrification der Suspension von flüchtigen Aschen im Wasser die natürlichen Bindeeigenschaften von flüchtigen Aschen auszunutzen, die sich aus dem Gehalt an Puzzolan und aktivem Kalziumoxid (CaO) und Magnesiumoxid (MgO) ergeben, die in allen flüchtigen Aschen vorkommen. Die Bindeeigenschaften der Aschen werden völlig in den Prozessen des Erstarrens und der Petrification ausschließlich bei einem Gewichtsverhältnis der Aschen zum Wasser von über 1 ; 1 durch das chemische Binden des Wassers und das Entstehen der hydratisieren üalzium- und MagnesiumaluminiumsiliJcate ausgenutzt, Der in diesem Prozeß übriggebliebene, in der Suspension enthaltene Wasserüberschuß wird nach der Beendigung des Prozesses der petrifizierten Aschenmasse zur Befeuchtung genutzt, die ähnlich oder kleiner ist als die natürliche hygroskopische Feuchte des Bodens, Der Verlauf und die Geschwindigkeit des Erstarrens und der Petrifikation von Aschen hängt von der Konzentration der Suspension und von den atmosphärischen Bedingungen ab und dauert bis ca, 10 Tage nach dessen Ausbringen, üach dieser Periode erreicht die petrifizierte Masse eine Festigkeit von mindestens 4 kg/cm und eine Durchiässigkeit von nicht mehr als »10 cm/s. Das Petrifikationsprozeß geht weiter vor sich und ca, nach einem Jahr verändern sich die Parameter der Festigkeit und Dichtheit der petrii'izierten Masse im Vergleich zu den. nach 10 iragen erreichten Werken, Das Erstarren und die Petrifikation der Suspension sowie die Parameter der Festigkeit und Durchlässigkeit der petrifizierten Masse können - je nach den örtlichen Bedingungen und nach der Umweltgefährdung - durch den Einsatz von Zugaben bekannter chemischer Stoffe in einer Menge von 7 % der Suspensionsmasse geregelt werden. Als Zugaben kommen z, B, Branntkalk, hydratisierter oder Löschkalk,

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hydratisiertes Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)- · 18HpO); hydratisierter Kalziumnitrat (Ca(UOo)₂ ^#4 H₃O)J Kaliumnitrat (KNO₃), Natriumsulfat (Na₂SO₄), Kaliumsulfat (K₂SO₄), hydratisiertes Kalziumchlorid'(CaCL₂ * 2 HgO) bzw. Gemische dieser Verbindungen in Betracht. Diese Zugaben können an Ort und Stelle der Zubereitung der Suspension oder an der Stelle des Aufbringens auf den Lagerplatz zugegeben werden. Bei der Füllung des Lagerplatzes mit der Suspension von flüchtigen Aschen im Wasser mit hoher Konzentration bzw. mit deren Gemisch mit energetischen Schlacken und anderen festen Abfällen erfolgt der Prozeß der Abdichtung des Untergrundes und der Bankette gleichzeitig mit der schichtenweisen Verhüllung des Lagerplatzes und in der ganzen Masse mit der zunehmenden Füllhöhe des Lagerplatzes, ohne die Trennwände zwecks der Abdichtung der Bankette etappenweise formen zu müssen. Das Gelände des Lagerplatzes kann für die Bewirtschaftung entsprechend dem örtlichen Bedarf nach ca. 1 Monat nach beendeter Verfüllung zur Verfügung gestellt werden, ohne daß zusätzliche Maßnahmen zur Stabilisierung des Bodens bzw. gegen sekundäres Verstauben notwendig sind. Das erfindungagemäße Verfahren beseitigt die Nachteile der bisherigen Verfahren zum Füllen und Abdichten der Oberflächenlagerplätze für Abfälle aus Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken.

Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zählt auch die Möglichkeit und Rentabilität der Füllung von Lagerplätzen mit kleinen Volumen und Oberflächen, die Möglichkeit der Lagerung der Abfälle bis zu einer beträchtlichen Höhe über die Grundhöhe infolge der erreichten Festigkeits- und Staublosigkeitsparameter der petrifizierten Masse, die Mög-

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lichkeit der vollen Bewirtschaftung auf dem Lagerplatz mit anderen festen und flüssigen Abfällen, niedrige Kosten für die Verfüllung und die Möglichkeit einer relativ schnellen Nutzung des Geländes für wirtschaftliche Zwecke nach beendeter Verfüllung, ohne daß Maßnahmen gegen eine sekundäre Verstaubung erforderlich sind·

Claims

23Д540 2 -8- 3.3.1982 AP С 04 В/234 540/2 (59 994/26) Erf indungsanspruch

1. Verfahren zur Füllung und gleichseitigen Abdichtung von Oberflächenlagerplätzen mit Abfällen aus Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken, insbesondere aus solchen, die im Bereich der Gefährdungen der Wasservorräte, von Bergbauarbeiten oder unterirdischen Anlagen lokalisiert sind, gekennzeichnet dadurch, daß auf den Untergrund des Lagerplatzes durch eine Rohrleitung gleichmäßig eine zerfließende Suspension von flüchtigen Aschen im Wasser bei einem Gewichtsverhältnis der Aschen zum Wasser von mindestens 1 : 1 vorzugsweise 2,5 : 1 aufgebracht wird, wobei durch Ausnutzung der natürlichen Bindeeigenschaften der flüchtigen Aschen und durch ablaufende chemische Prozesse die Suspension aus dem flüssigen Zustand in den teigförmigen Zustand übergeht und nach ca« 10 Tagen diese zu einer staublosen Masse petrifiziert und gegenüber dem Untergrund abdichtend wirkt und diese staublose Masse eine Druckfestigkeit von mindestens 4kg/cm und einen Sickerbeiwert von höchstens 10 cm/s aufweist, wobei zur Verkürzung der Petrifikationsdauer der Suspension, zur Erhöhung der Festigkeit der petrifizierten Masse oder zur Verminderung ihrea Sickerbeiwertes vor der Einführung der Suspension auf den Lagerplatz bekannte Bindemittel in einer Menge von 6 % der Suspensionsmasse, ζ, Β_φ Branntkalk, hydratisierter Kalk oder Löschkalk und andere chemische Stoffe zugegeben werden.

2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in die auf den Lagerplatz abzuführende Suspension flüchtiger Aschen im Wasser die Schlacken und andere feste Abfälle in einer Menge bis 20 % der Suspenaionsmenge eingeführt werden»