DE3816872A1 - Verfahren und aufbereitungsanlage zum herstellen einer flaechendichtung - Google Patents
Verfahren und aufbereitungsanlage zum herstellen einer flaechendichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Aufbereitungs
anlage zum Herstellen einer Flächendichtung aus minerali
schen Stoffen, insbesondere für Deponien von Haus- und
Sondermüll oder anderen Schadstoffen, bei dem ein auf dem
abzudichtenden Gelände anstehender Boden gelöst, zerklei
nert und ggf. unter Wasserzugabe wieder verdichtet wird.
Im Freien angelegte Deponien für Abfälle, die Schadstoffe
enthalten, wie dies bei Hausmüll oder Sondermüll der Fall
ist, muß eine wirksame Abdichtung der Deponiesohle gegen
den Untergrund vorgesehen werden, um zu verhindern, daß
Schadstoffe durch Niederschlagswasser gelöst werden und
in tiefere Bodenschichten eindringen. Mülldeponien werden
deshalb bevorzugt dort angelegt, wo bindige Böden vorhan
den sind, die von Natur aus weitgehend wasserundurchlässig
sind und sich deshalb besonders zur Ablagerung von Schad
stoffen enthaltendem Müll anbieten. Um auf der Deponie
sohle eine wasserdichte Flächendichtung herzustellen, ist
es bekannt, die Sohle und Böschungen einer zur Aufnahme
der Abfälle hergestellten Grube von oben her zunächst
durch Fräsen aufzulockern und anschließend durch Wasser
nässen und Walzen wieder zu verdichten. Die so hergestell
te mineralische Flächendichtung wird dann mit einer Kunst
stoffolie und einer Kiesdränschicht abgedeckt, in der ein
Dränagesystem verlegt wird, durch welches durch die Müllhalde
hindurchsickerndes, mit Schadstoffen beladenes Oberflächen
wasser in eine Reinigungsanlage abgeleitet werden kann. Die
Kunststoffolie etwa durchdringende Flüssigkeiten und Schad
stoffe sollen dann durch die mineralische Flächendichtung
zurückgehalten werden.
Untersuchungen der in dieser bekannten Weise hergestellten
mineralischen Flächendichtungen haben gezeigt, daß die an
ihrer Oberfläche scheinbar vollständig geschlossene, risse
freie Dichtung schon in geringem Abstand unterhalb der Ober
fläche zum Teil beträchtliche Hohlräume aufweist, da durch
die Bearbeitung des Bodens von oben her die Pseudokörnung
des bindigen Bodens nur in einem beschränkten Umfang besei
tigt werden kann. Auch geringfügige Risse in der Oberfläche
der mineralischen Flächendichtung lassen deshalb mit Schad
stoffen beladene Flüssigkeiten ohne weiteres tief in den
Untergrund eindringen, wo sie entweder festgehalten werden
oder ins Grundwasser gelangen, das u.a. auch als Trinkwasser
genutzt wird. Durch die Bearbeitung des Bodens durch Fräsen
von der Oberfläche her wird der Boden in mehr oder weniger
großen Schollen zwar umgewälzt, er kann aber durch weitere
Arbeitsgänge nur begrenzt zerkleinert und geglättet werden,
was nicht ausreicht, um eine homogene, wasserundurchlässige
Schicht von genügender Mächtigkeit zu erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage
anzugeben, mit der sowohl eine Basis- als auch eine Ober
flächendichtung hergestellt werden kann, die in ihrer ganzen
Dicke homogen und weitgehend flüssigkeitsundurchlässig ist
und ein Eindringen von Schadstoffen in den Untergrund bzw.
ein Eindringen von Niederschlagswasser in die Deponie in
dem geforderten Ausmaß verhindert.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch ein Verfahren ge
löst, bei dem der gelöste Boden einer Aufbereitungsanlage zu
geführt, dort zerkleinert und ggf. unter Zugabe von bindigen
Bestandteilen und Wasser zur Einstellung des für die Dichtung
optimalen Wassergehaltes intensiv gemischt und homogenisiert
und dann lagenweise als Dichtungsmaterial für eine Basis-
oder Oberflächendichtung wieder eingebaut wird.
Das Entnehmen und Aufbereiten des gesamten, für die Dichtung
benötigten Materials unter Zugabe von Wasser in einer Auf
bereitungsanlage gewährleistet ein vollständig homogenes
Dichtungsmaterial, welches auf der gesamten abzudichtenden
Fläche die gleiche Zusammensetzung hat und durch den lagen
weisen Einbau über die gesamte Dicke vollständig verdichtet
werden kann. Hierdurch wird sichergestellt, daß auch im unte
ren Teil der Dichtungsschicht keine Hohlräume mehr vorhanden
sind. Außerdem ist es möglich, je nach Dichtigkeit des an
stehenden Bodens diesem bei der Aufbereitung Ton und/oder
andere mineralische Stoffe von einer Fremdlagerstätte hinzu
zufügen und diesen zusammen mit dem gelösten Boden zu zer
kleinern und zu einem homogenen Dichtungsmaterial aufzuberei
ten. Ferner ist es möglich, dem Boden in der Aufbereitungs
anlage Wasserglas oder andere Additive, wie beispielsweise
Tonmehl, hinzuzufügen, wobei sich die Additive in der Auf
bereitungsanlage sehr gleichmäßig im gesamten Dichtungs
material verteilen. Ferner besteht bei nicht-bindigen Böden
die Möglichkeit, dem anstehenden Boden Bentonit in ausreichen
der Menge zuzufügen, um hieraus ein Dichtungsmaterial zur
wirkungsvollen Abdichtung einer Deponie herzustellen.
Es ist zweckmäßig, wenn der gelöste Boden entsprechend seinem
unterschiedlichen Gehalt an bindigen Bestandteilen in ver
schiedenen Vorratsstellen für die einzelnen Bodenkomponenten
zwischengelagert wird. Von diesen Vorratsstellen aus wird die
Aufbereitungsanlage dann mit solchen Mengenanteilen der ver
schiedenen Bodenkomponenten beschickt, daß sich ein Dichtungs
material von optimaler Dichte ergibt. Hierdurch ist es mög
lich, den auf einer größeren Fläche anstehenden Boden, dessen
Zusammensetzung an verschiedenen Stellen der Entnahmefläche
sehr verschieden sein kann, auf die günstigste Weise nach
seinen einzelnen Komponenten neu zusammenzusetzen und hier
durch beim Einbauen eine vollständig homogene Dichtungs
schicht zu erhalten. Durch Zugabe von Wasser in einer Aufbe
reitungsanlage erlangt das Dichtungsmaterial einen gleich
mäßig verteilten Wassergehalt, der so abgestimmt werden kann,
daß beim nachfolgenden lagenweisen Einbauen und Verdichten
das Dichtungsmaterial besonders günstige Abdichtungseigen
schaften erlangt. Um mindestens annähernd das gesamte Poren
volumen des Bodens auszufüllen, ist es zweckmäßig, dem Boden
bei seiner Aufbereitung Ton und/oder Bentonit hinzuzufügen.
Die erforderliche Dichtigkeit wird nur erreicht, wenn der
Boden lagenweise durch Stampffußwalzen vorverdichtet und
mit Glattwalzen nachverdichtet wird.
Die Aufbereitungsanlage zum Durchführen des Verfahrens nach
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die verschiede
nen Komponenten des gelösten Bodens und die ggf. hinzuzufügen
den bindigen Bestandteile aus einer Fremdlagerstätte mit je
einem Kastenbeschicker einem Walzenbrecher zugeführt werden,
in dem alle Bodenkomponenten und hinzugefügten Bestandteile
gemeinsam zerkleinert und gestreckt werden. Das im Walzen
brecher gebrochene und hier schon durcheinandergemischte
Material wird dann in einem Doppelwellenmischer mit Druckzone
und Schnitzelwerk weiter gründlich durchgemischt und zu einer
homogenen, hohlraumarmen Dichtungsmasse durchgeknetet.
Für etwa zuzuführende trockene Additive ist zwischen Walzen
brecher und Mischer eine Zuführeinrichtung vorgesehen. Der
Wasserzulauf zum Dosieren und Zuteilen von Wasser ist zweck
mäßig am Mischer angeordnet, da das zugegebene Wasser nur
durch intensives Durchkneten und Mischen so in das Material
eingebracht werden kann, daß eine gleichmäßige Durchfeuchtung
des gesamten Materials erreicht wird, welche die Voraussetzung
zum Erzielen der Dichtungswirkung beim nachfolgenden Einbauen
und Verdichten ist.
Um einen möglichst gleichförmigen Zustrom der einzelnen Kom
ponenten zum Walzenbrecher zu erreichen, haben mindestens
einzelne der Kastenbeschicker am Auslaufende eine Auflockerungs-
und Zuteilwelle, welche das aus dem Beschickerkasten abgezo
gene Mineralstoffgemisch oder Tonmaterial in sehr gleichmäßi
gem Mengenstrom auf einen Förderer abwirft, der das Material
in den Brecher leitet.
Da jeder der verschiedenen Komponenten und dem ggf. zuzufüh
renden Fremdmaterial ein eigener Kastenbeschicker zugeordnet
ist, ist es möglich, die einzelnen Komponenten mit unter
schiedlich vielen bindigen Bestandteilen in dem gewünschten
Mengenverhältnis abzuziehen und hierdurch die Gesamtmischung
derart neu zusammenzusetzen, daß sich eine für die gesamte
Fläche gleichförmige, homogene Dichtungsmasse ergibt.
Der Walzenbrecher hat zweckmäßig einen in der Breite verstell
baren Brechspalt und ist mit sich gegenläufig drehenden Kamm
walzen versehen, die besondere Nocken zum Zerkleinern einzel
ner Steine haben und mit Abstreifern zum fortlaufenden Reini
gen der Walzennuten versehen sind. Durch diese Ausgestaltung
wird ein einwandfreier Betrieb der Anlage auch dann gewähr
leistet, wenn in dem anstehenden bindigen Boden einzelne
Steine vorhanden sind, die nicht aussortiert werden können.
Außerdem wird durch die fortlaufende Reinigung der Kammwalzen
deren einwandfreie Funktion über längere Zeit hinweg aufrecht
erhalten.
Das aufbereitete Material, das den Doppelwellenmischer mit den
beiden Mischschnecken verläßt, wird anschließend zweckmäßig
auf einer Halde zwischengelagert und von dort durch Transport
fahrzeuge zur Einbaustelle gebracht und dort lagenweise durch
Flachbagger eingebaut. Anschließend wird jede Lage zunächst
mit einer Stampffußwalze und danach mit einer Glattradwalze
oder anderen Verdichtungsgeräten sorgfältig verdichtet, be
vor die nächste Lage aufgeschüttet und verdichtet wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der eine
für die Herstellung der Dichtung nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren verwendete Aufbereitungsanlage dargestellt ist.
Es zeigt
Fig. 1 eine Anlage zum Aufbereiten des Dichtungs
materials für eine Flächendichtung nach der
Erfindung in einer schematischen Darstellung
im Grundriß und
Fig. 2 die Aufbereitungsanlage nach Fig. 1 in einer
Seitenansicht.
Die in den Zeichnungen dargestellte Aufbereitungsanlage 10 hat
einen ersten Kastenbeschicker 11 und einen zweiten Kastenbe
schicker 12, von denen der erste Kastenbeschicker 11 den für
die Dichtung geeigneten Boden 13 aufnimmt, der auf dem abzu
dichtenden Gelände ansteht und dort gelöst und in einem Haufen
14 zwischengelagert wurde. Der Kastenbeschicker 12 wird mit
einem Ladefahrzeug 15 mit Ton 16 beschickt, der von einer
Fremdlagerstätte herbeigeholt und auf einer anderen Vorrats
stelle 17 zwischengelagert wurde.
Das in den Aufgabekasten 11 a des Kastenbeschickers 11 auf
gegebene Bodenmaterial 13 wird mit dem Plattenband 11 b des
Kastenbeschickers abgezogen und mit einer am Auslaufende 11 c
des Kastenbeschickers angeordneten Auflockerungs- und Zuteil
welle 11 d, die auch "Haspelwelle" genannt wird, in gleich
mäßigem Mengenstrom ausgetragen und auf ein Förderband 18 ab
geworfen. In gleicher Weise wird auch der in den Kastenbe
schicker 12 aufgegebene Ton 16 von dessen Plattenband 12 b und
Haspelwelle 12 d in der gewünschten Dosierung auf das Förder
band 18 gebracht.
Das Förderband 18 befördert die Bodenkomponenten 13 und 16 in
einen Walzenbrecher 19, der mit zwei sich gegenläufig drehen
den Kammwalzen 21 ausgerüstet ist, auf denen hier nicht näher
dargestellte Nocken aufgeschweißt sind. Hier nicht näher dar
gestellte Abstreifer dienen zum Reinigen der Nuten der Kamm
walzen.
Das in den Walzenbrecher 19 aufgegebene Bodenmaterial wird im
Brecher vorzerkleinert (eingelagerte Steine werden bis auf
eine für die Dichtung unschädliche Größe gebrochen) und ge
langt von dort über einen Gurtförderer 22 in einen Doppel
wellenmischer 23, der zwei nebeneinander angeordnete Misch
wellen 23 a und 23 b aufweist. Die Mischwellen sind im ersten
Teil mit Mischmessern und im zweiten Teil mit Druckschnecken
versehen.
Neben dem Mischer 23 ist ein Silo 24 für Additive, beispiels
weise für Wasserglas oder Tonmehl, angeordnet, von dem aus
die Additive über eine Förderschnecke oder einen anderen ge
eigneten Förderer 25 zwischen dem Walzenbrecher 19 und dem
Mischer 23 dem Bodenmaterial auf dem Förderer 22 zugesetzt
werden.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Mischers befindet sich
ein Wassertank 26, von dem eine Leitung 27 zur Aufgabestelle
23 c des Doppelwellenmischers und auch zum Walzenbrecher 19
führt. Mit einem Ventil 28 kann die zugeführte Wassermenge
geregelt werden.
Alle in den Doppelwellenmischer 23 aufgegebenen Bodenkompo
nenten und sonstigen Bestandteile werden zusammen mit dem am
Beginn des Mischers zugegebenen Wasser im Mischer gründlich
durchgeknetet und vermischt und gleichmäßig befeuchtet, wo
bei sie durch die Knetwirkung der gegeneinander arbeitenden
Schnecken zum Mischerausgang 23 d gedrückt werden. An dieser
Ausgangsöffnung 23 d befindet sich ein Schnitzelwerk 23 e,
welches den austretenden Massestrang stückweise abschneidet,
der dann auf ein weiteres Förderband 29 gelangt, welches die
homogene, hohlraumarme Dichtungsmasse auf eine Halde 30
fördert. Von dort wird die Dichtungsmasse mit Transportfahr
zeugen 31, von denen in der Zeichnung nur eines angedeutet
ist, zur Einbaustelle gebracht und dort lagenweise eingebaut
und mit Stampffußwalzen und Glattradwalzen sorgfältig lagen
weise verdichtet.
Obgleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann
der Boden nach dem Lösen an der Einbaustelle auch zunächst
in verschiedenen Vorratsstellen zwischengelagert werden,
wenn der Gehalt an bindigen Bestandteilen an verschiedenen
Stellen der Gewinnungsfläche unterschiedlich groß ist. Es
werden dann mehr als zwei, beispielsweise drei, vier oder
auch fünf Kastenbeschicker eingesetzt, die den verschiede
nen Vorratshaufen zugeordnet sind und mit denen unterschied
liche Mengen dieser Bestandteile auf den Bandförderer 18
aufgegeben werden können.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind mehrere Ände
rungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Beispielsweise könnten auch andere Zerkleine
rungs- und Mischmaschinen eingesetzt werden, wenn die vor
handene Bodenart es erfordert. Es wäre z.B. zweckmäßig, zum
Herstellen einer Dichtungsmasse aus einem anstehenden rolli
gen Boden einen Freifall- oder Zwangsmischer einzusetzen,
wie er zur Betonmischung verwendet wird. Anstelle von Zement
wird dann dem mehr rolligen Boden Bentonit und Wasser zu
gefügt, um die gewünschte dichte Masse zum Herstellen der
Oberflächendichtung zu erhalten.
Man erkennt, daß das aufbereitete, auf der Halde 30 zwischen
gelagerte Dichtungsmaterial nicht nur zum Herstellen einer
Basisabdichtung, sondern auch zum Herstellen einer Oberflächen
dichtung verwendet werden kann, mit der die gefüllte Deponie
an ihrer Oberseite abgedeckt wird. Das Dichtungsmaterial
wird dann lagenweise über dem eingebrachten Müll eingebaut
und verdichtet und verhindert so das Eindringen von Ober
flächenwasser in das deponierte Schadstoffmaterial.
Claims (13)
1. Verfahren zum Herstellen einer Flächendichtung aus mine
ralischen Stoffen, insbesondere für Deponien von Haus-
und Sondermüll oder anderen Schadstoffen, bei dem ein
auf dem abzudichtenden Gelände anstehender Boden gelöst,
zerkleinert und ggf. unter Wasserzugabe wieder verdich
tet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der gelöste Boden einer Aufbereitungsanlage zu
geführt, dort zerkleinert und ggf. unter Zugabe von
bindigen Bestandteilen und Wasser für die Dichtungswirkung
intensiv gemischt und homogenisiert und dann lagenweise
als Dichtungsmaterial für eine Basis- oder Oberflächen
dichtung wieder eingebaut wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Aufbereitungsanlage Ton von
einer Fremdlagerstätte zugeführt und zusammen mit dem
gelösten Boden zerkleinert und zu dem homogenen Dich
tungsmaterial aufbereitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß dem Boden in der Aufberei
tungsanlage Bentonit zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß dem Boden
in der Aufbereitungsanlage Wasserglas oder andere Addi
tive zugefügt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der ge
löste Boden entsprechend seinem unterschiedlichen Gehalt
an bindigen Bestandteilen in verschiedenen Vorratsstel
len für die einzelnen Bodenkomponenten zwischengelagert
wird, von denen aus die Aufbereitungsanlage mit solchen
Mengenanteilen der verschiedenen Bodenkomponenten be
schickt wird, daß sich ein Dichtungsmaterial von opti
maler Dichte ergibt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß dem Boden
bei seiner Aufbereitung soviel Ton und/oder Bentonit zu
gefügt wird, daß mindestens annähernd das gesamte Poren
volumen des Bodens ausgefüllt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß der Boden
bei seinem lagenweisen Einbau durch Stampffußwalzen vor
verdichtet und mit Glattwalzen oder anderen Verdichtungs
geräten nachverdichtet wird.
8. Aufbereitungsanlage zum Durchführen des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeich
net durch je einen Kastenbeschicker (11, 12)
zum Dosieren und Zuteilen der verschiedenen Komponenten
(13) des gelösten Bodens und der ggf. hinzuzufügenden
bindigen Bestandteile (16), einen Walzenbrecher (19) zum
gemeinsamen Zerkleinern und Strecken aller Bodenkompo
nenten und einen Doppelwellenmischer (23) mit Druckzone
und Schnitzelwerk (23 e) zum Mischen und Verkneten der
Bodenkomponenten und sonstigen Bestandteile zu einer
homogenen, hohlraumarmen Dichtungsmasse.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen Walzenbrecher (19) und
Mischer (23) eine Zuführeinrichtung (25) zum Zuführen
trockener Additive angeordnet ist.
10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß am Mischer (23) ein
Wasserzulauf (27) zum Dosieren und Zuteilen von Wasser
und/oder flüssigen Additiven angeordnet ist.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß minde
stens einzelne der Kastenbeschicker (11 bzw. 12) am
Auslaufende (11 c, 12 c) eine Auflockerungs- und Zuteil
welle (11 d bzw. 12 d) aufweisen.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß der
Walzenbrecher (19) einen in der Breite verstellbaren
Brechspalt aufweist.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß der
Walzenbrecher (19) sich gegenläufig drehende Kamm
walzen (21) mit aufgeschweißten Nocken zum Zerklei
nern einzelner Steine und Abstreifer zum fortlaufen
den Reinigen der Walzennuten aufweist.
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