DE3909060A1

DE3909060A1 - Verfahren zur inertisierung von verbrennungsrueckstaenden sowie von natuerlichen und industriellen sedimenten

Info

Publication number: DE3909060A1
Application number: DE19893909060
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Eberius
Original assignee: PAHL EKKE DIPL ING
Current assignee: PAHL EKKE DIPL ING
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1989-03-18
Publication date: 1990-09-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überführung von insbesondere mit Schwermetallen kontaminierten Verbren nungsrückständen sowie natürlichen und industriellen Se dimenten in eine deponiefähige Form.

Jährlich fallen weltweit wachsende Mengen von durch Schwermetalle kontaminierten Verbrennungsrückständen und Baggergut an. Um derartige Massen endlagern zu können, benötigt man einen für Sickerwasser undurchlässigen Un tergrund. Ein hierfür geeigneter Untergrund in dicht be siedelten Gebieten mit einem hohen Austrag an schad stoffhaltigen Massen ist kaum noch verfügbar.

Es wurden daher bereits Verfahren entwicklet, die sich einerseits mit der Abdichtung des Untergrundes für Neu lasten bzw. mit der Abschottung von Altlasten oder sich andererseits mit der vorsorgenden Behandlung des Depo niegutes befassen.

Um Massen der hier in Rede stehenden Art einer vorsor genden Behandlung zu unterziehen bzw. um derartige Massen in eine deponiefähige Form zu überführen, kann man im Prinzip zwei verschiedene Verfahren zur Anwendung bringen, nämlich die Keramisierung oder die Verfestigung durch Bindemittel.

Ein Keramisierungsverfahren besteht beispielsweise darin, daß man die in eine deponiefähige Form zu überführenden Massen sintert. Dazu trocknet man diese Massen und plastifiziert sie dann entsprechend ihrer Zusammensetzung entweder ohne Zuschlagstoffe oder zusammen mit einem oder mehreren Zuschlagstoffen, z. B. Ton, Lehm oder organische Substanzen. Dann werden die Massen vorgeformt, bei 400 bis 600°C vorgebrannt und anschließend bei 1100 bis 1300°C je nach Prozeßführung zu keramischen Kleinkör pern von gewünschter Struktur und Oberfläche gesintert.

In der DE-OS 36 12 381 ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Abfallmaterialien (z. B. Filterstäube, Baggerschlamm) beschrieben, bei dem die Abfallmaterialien mit z. B. Ton oder Lehm gemischt werden; diese Mischung wird mit einem die Kapillarität sowie durch katalytischen Ionenaustausch die Wasserbindungskräfte des bindigen Materials herab setzenden Zusatzmaterial versetzt und zu Formkörpern ge preßt. Die Formkörper können dabei bei einer Temperatur von 400°C bis 1400°C hitzebehandelt werden.

Bei diesen bekannten Verfahren wird sehr viel Energie verbraucht, und zwar sowohl zum Trocknen, zum Vorbrennen und zur Hochtemperatur-Sinterung als auch für die Durch führung der vielfältigen mechanischen, den Einsatz von Maschinen bedingenden Arbeitsstufen. Die entsprechenden umfangsreichen Anlagen müssen verschleiß- und korrosions beständig sein, insbesondere hinsichtlich der Installa tion zum Abscheiden von Stäuben und zur Absorption umweltschädigender oder -belästigender Bestandteile des Abgasstromes.

Es sind weiterhin Keramisierungsverfahren bekannt, bei denen man Schlick als Sekundärrohstoff einsetzt, bei spielsweise für das Ziegelbrennen sowie zur Herstellung von Glasfasern für Dämmstoffe unter Aufschmelzen bei 1400 bis 1500°C. (Freie und Hansestadt Hamburg, Be hörde für Strom- und Hafenbau, Fachseminar Baggergut, 27.2 - 1.3. 1984, Hamburg 1984, G. M. Dörr, Baggergut als Sekundärrohstoff zur Herstellung von Baumaterialien, S. 389-403).

Bei den oben beschriebenen Keramisierungsverfahren bzw. bei dem dazugehörigen Sintern werden die nicht ver brannten Schadstoffe zusammen mit der Matrix keramisiert.

Bei den ebenfalls bekannten Verfahren zur Verfestigung von schadstoffhaltigen Massen durch Bindemittel werden erstere durch Zusatz eines organischen Polymeres oder mittels Wasser und Zement gebunden und dann durch Gießen zu Blöcken oder durch Pressen zu Strängen, Pellets usw. zu verformbaren und sich verfestigenden Produkten verar beitet. Polymere können dabei allerdings nicht für die Verfestigung von stets wasserhaltigem Schlick sondern nur für trockene Schlacken, Aschen und Flugstäube zur Anwen dung gebracht werden. Sammelband VGB-Konferenz "Kraftwerk und Umwelt 1987" S. 205-209, J. Ernst, G. Hagedorn, Untersuchung zur Eluierbarkeit von Flugascheprodukten.

Bei den fein- bis feinstkörnigen Massen, die mit Hilfe von Polymeren verfestigt werden, werden die Partikel einschließlich der Schadstoffe vom organischen Bindemit tel lediglich umhüllt und miteinander verkittet, ohne mit letzteren eine chemische, in Wasser unlösliche Verbindung einzugehen.

Da Polymere erfahrungsgemäß unter dem Einfluß der Umge bung einem mit Abbau und Strukturänderung verbundenen Alterungsprozeß unterliegen, können derart gebundene Massen durchlässig für Sickerwässer und damit eluierbar werden. Ferner sind derartige Massen in Mischdeponien nicht nur anfällig gegen Bedeckung und Berührung durch häusliches und industrielles Deponiegut, sondern auch gegen alkalischen Bauschutt und ölhaltige Substanzen. Bei der Verwendung als Bettungszuschlag im Straßenbau ist dessen Zermürbung durch flüssige Brennstoffe oder Lö sungsmittel aus Leckagen und havarierten Tankwagen und damit eine umweltgefährdende Auslaugung nicht auszu schließen.

Bei den bekannten Verfahren zur Verfestigung von schad stoffhaltigen Massen durch Zement wird der weit überwie gende, gegen die Hydratation unempfindliche Anteil der entsprechenden Massen betonartig eingebettet, während die auf den sogenannten Zementleim entsprechenden Bestandteile in die chemischen Vorgänge des Abbindevorganges eingrei fen. Im Gegensatz zum Kies im üblichen Baubeton enthalten extrem feinkörnige Verbrennungsrückstände oder auch Schlick einen hohen Anteil kapillar- und adsorptiv ge bundenen Wassers. Dies führt zu einer entsprechenden Po rosität eines nach diesem bekannten Verfahren herge stellten Feinbetons. Außerdem werden auch die in Müll schlacken, Flugaschen und Rauchgasreinigungsschlämmen enthaltenen, betonschädlichen Salze die Auslaugbarkeit und Angreifbarkeit und damit den Zerfall derart "infi zierter" Betonkörper begünstigen, selbst wenn Spezialze mente verwendet werden und die Mischungsvorschriften strikt eingehalten werden.

Dies hat nun zur Folge, daß der Beton aufreißt und daß die nicht mehr abgedeckten Schadstoffe einer Auslaugung preisgegeben sind. Insbesondere gilt dies für die während des Abbindens durch die zunehmende Alkalität entstehenden, leicht löslichen und damit leicht aus waschbaren Hydroxoverbindungen des Bleis und des Zinks. Auch werden bei diesen Bedingungen als Sulfide vorlie gende Schwermetalle durch Oxidation in alkalischem Medium zu Sulfaten umgewandelt und sind dann ebenfalls leicht auswaschbar bzw. auslaugbar.

Weitere, die hier in Rede stehende Problematik betref fende Literatur ist am Ende der Beispiele aufgeführt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überführung von kontaminierten, insbesondere mit Schwermetallen kontaminierten Verbrennungsrückständen und Baggerschlämmen in eine deponiefähige Form bereitzustel len, wobei dieses Verfahren frei von den Nachteilen der bisher bekannten Verfahren ist und zu Endprodukten führt, die bedenkenlos endgelagert werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Lehre des Anspruchs 1.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden somit in Verbrennungsrückständen und Baggerschlämmen enthaltene, umweltschädliche Bestandteile chemisch und physikalisch inertisiert. Zu den mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ver fahrens bearbeitbaren Verbrennungsrückständen und Bag gerschlämmen zählen beispielsweise Schlick, Müllschlacken, Flugaschen, Rauchgasreinigungsschlämme sowie Müll verbrennungsrückstände. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit universell einsetzbar; mit seiner Hilfe können somit übliche kontaminierte Rückstände beliebiger Her kunft in eine deponiefähige Form gebracht werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die zu verarbei tenden Massen in einer ersten Stufe mit einer Alkalisi likatlösung versetzt, zweckmäßigerweise unter ständigem Umwälzen. Als Alkalisilikatlösung setzt man vorzugsweise eine konzentrierte Alkalisilikatlösung ein, beispiels weise eine Natrium- oder Kaliumsilikatlösung. Die Menge der einzusetzenden Alkalisilikatlösung hängt von den zu behandelnden Massen ab. Zweckmäßigerweise setzt man die Alkalisilikatlösung in einer solchen Menge ein, daß die in den zu behandelnden Massen enthaltenen, umweltschäd lichen Bestandteile damit reagieren können. Zweckmäßi gerweise setzt man die Alkalisilikatlösung in einem Überschuß ein. Vorzugsweise setzt man eine konzentrierte Alkalisilikatlösung in einer solchen Menge ein, daß der darin enthaltene Feststoff 2 bis 12 Gew.-% der am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Endzusammen setzung (zementbindige Gesamtmasse) ausmacht. Die einge setzte Menge an konzentrierter Alkalisilikatlösung hängt natürlich von der Zusammensetzung der zu behandelnden Massen ab.

Zweckmäßigerweise läßt man die durch Versetzen der zu behandelnden Massen mit der Alkalisilikatlösung erhaltene Mischung 2 bis 30 min., insbesondere 15 min., reagieren, wobei man vorzugsweise ständig umwälzt. Während dieser Zeit reagieren bei Umgebungstemperatur somit diejenigen kationischen Bestandteile der zu behandelnden Massen, die auf die Alkalisilikatlösung ansprechen.

Setzt man beispielsweise eine Natriumsilikatlösung (pH 11 bis 13) ein, dann liegen folgende Verhältnisse vor. Eine Natriumsilikatlösung der genannten Art enthält einen über das stöchiometrische Verhältnis von 1 Na₂O zu 1 SiO₂ im Metasilikat Na₂SiO₃ hinausgehenden SiO₂-Anteil. Auf 1 Na₂O entfallen somit n SiO₂ (n=3 bis 4). Durch die Reak tion des Silikatanions (SiO₃^2-) mit den in den zu behan delnden Massen in unterschiedlichen Mengen vorhandenen Oxiden, Oxyhydraten, Carbonaten, Chloriden, Fluoriden und Sulfaten der Schwer- und Erdalkalimetalle werden diese in Meta- und Orthosilikate (MeSiO₃ und Me₂SiO₄) überführt. Dabei steht Me beispielsweise für Ca, Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb und Zn. Al wird als Al₂O₃×3 SiO₂ X n H₂O und Cr als Cr(OH)₃ ausgefällt.

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer Alkalisilikat lösung werden somit die kontaminierenden Schwermetalle in Silikate überführt, die sämtlich als Minerale in der Na tur vorkommen und die gegen chemische Einwirkungen äu ßerst widerstandsfähig sind. Derartige Silikate sind we der durch außergewöhnlich aggressive Sickerwässer noch durch sauren Regen auslaugbar.

Vorteilhaft ist auch die sich auf pH 9,5 bis 11 einstel lende Alkalität der ausreagierten Zusammensetzung. Da durch werden die in einer Deponie durch Oxidation von Sulfiden oder durch Organismen ständig entstehenden Säu ren einschließlich der Bodenkohlensäuren neutralisiert.

In der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens bindet man das nicht umgesetzte bzw. überschüssige Alka lisilikat, indem man die zu behandelnden Massen mit einer Calciumhydroxid- oder Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung oder einer Erdalkalisalzlösung versetzt, zweckmäßiger weise unter Umwälzung. Vorzugsweise setzt man in der zweiten Stufe die Calciumhydroxid- oder Magnesiumhydro xid-Aufschlämmung oder die Erdalkalisalzlösung in einer solchen Menge ein, daß der Feststoff der Calciumhydroxid- oder Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung bzw. der Erdalkali salzlösung 1 bis 6 Gew.-% der Endzusammensetzung (zementbindige Gesamtmasse) ausmacht.

Man kann das Calciumhydroxid oder Magnesiumhydroxid auch in "gebrannter Form" einsetzen, also als CaO oder MgO. Jedoch ist gebrannter Kalk (CaO) gefährlich zu handhaben; MgO reagiert nur langsam.

In dieser zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man vorzugsweise eine Calciumhydroxid-Aufschlämmung und/oder eine Calciumchloridlösung ein.

Setzt man nun erfindungsgemäß beispielsweise eine Calci umchloridlösung oder eine Calciumhydroxid-Aufschlämmung ein, dann betten das ausfallende Calciumsilikat (CaO×SiO₂ bis 3×CaO×SiO₂) und die dabei freiwerdende überschüssige Kieselsäure, die als voluminöses und wasserbindendes Kieselgel (SiO₂×n H₂O) ausfällt, nicht nur die in der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Ver fahrens ausgefällten Silikate sondern auch sämtliche an deren Partikel der zu behandelnden Massen einschließlich der organischen Bestandteile in eine unlösliche, Poren und Kapillaren füllende Schicht ein.

Man erhält am Ende der beiden oben geschilderten Verfah rensstufen eine breiartige Masse (zementbindige Masse), deren umweltschädliche Inhaltsstoffe "inertisiert" wur den. Durch die bei Umgebungstemperatur vor sich gehende Inertisierung werden somit die z. B. in Verbrennungsrück ständen sowie in natürlichen und industriellen Sedimenten enthaltenen reaktionsfähigen Schadstoffe durch Umsetzen mit einem Alkalisilikat, insbesondere Natrium- oder Ka liumsilikat mit einem über das stöchiomtrische Verhält nis hinausgehenden Gehalt an Kieselsäure in unlösliche Silikate überführt und anschließend nach Zugabe einer Calciumhydroxid- oder Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung oder einer Erdalkalisalzlösung, insbesondere einer Calcium- oder Magnesiumchloridlösung, sowohl durch das infolge der Reaktion mit überschüssigem Alkalisilikat ausfallende Erdalkalisilikat, insbesondere Calcium- oder Magnesiumsilikat, als auch durch das sich hierbei aus scheidende Kieselgel immobilisiert.

Man kann nun die erhaltenen immobilisierten Massen in dieser Form einer Endlagerung zuführen und deponieren.

Vorzugsweise verfestigt man jedoch die erfindungsgemäß erhaltene inertisierte, breiartige Masse durch dosiertes Zumischen von Zement und Wasser. Durch die Wahl des Ze mentes, z. B. Portland-, Traß- oder Tonerdeschmelzzement, sowie durch die Dosierung der noch erforderlichen Menge an Hydratationswasser kann die Konsistenz, die Abbinde zeit, der Verfestigungsablauf sowie die Festigkeit der resultierenden Formkörper auf eine Endlagerung oder auf eine bestimmte Nutzung eingestellt werden.

Die oben geschilderte Inertisierung vollzieht sich bei Umgebungstemperatur. Das erfindungsgemäße Verfahren läuft somit ohne Zufuhr von Wärmeenergie ab. Auch sind für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine kom plizierten Öfen und verschleißanfälligen Mahl- und Pelletieranlagen erforderlich, wie es beispielsweise bei den eingangs genannten Keramisierungsverfahren und Verfestigungsverfahren mit Hilfe von Bindemitteln der Fall ist. Auch müssen keine Maßnahmen zur Entstaubung während der Arbeitsphasen und zur Rückhaltung von Schad stoffen in den Abgasen getroffen werden, u. a. der ther misch flüchtigen Cd- und Hg-Verbindungen sowie der um weltbelästigenden Verbrennungsprodukte.

Gegenüber den bekannten Verfahren unter Verfestigung mit Hilfe von Polymeren hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß ausschließlich anorganische Substanzen zur Anwendung gebracht werden. Statt der indifferenten, für wasserhaltige Massen ungeeigneten und lediglich die Partikel fixierenden Polymeren reagieren die Schadstoffe beim erfindungsgemäßen Verfahren unter Inertisierung mit den auslaugbaren Schwermetallverbindungen zu alterungs beständigen und unlöslichen Silikaten, die nicht wie die Polymere in einer Mischdeponie durch alkalische Sicker wässer und Verrottung angreifbar sind oder je nach Ver wendung durch ölhaltige Substanzen oder Lösungsmittel zersetzt werden.

Durch die erfindungsgemäß erzielte Inertisierung wird ein Auslaugen der silikatisierten Schwermetalle aus dem nach der Verfestigung (die Verfahrensstufe der Verfestigung stellt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahren dar) erhaltenen, sehr feinkörnigen und je nach Art der eingebundenen Massen mehr oder minder feinrissigen Beton verhindert, weil auch die im nichtin ertisierten Beton alkalitätsbedingt löslichen Schwerme tallhydroxokomplexe als alkalibeständige Silikate einge bunden werden.

Die bei den bekannten Verfahren möglicherweise auftre tende allmähliche Volumenvergrößerung des Feinbetons durch das sogenannte Gipstreiben wird bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen inertisierten Massen durch die Bildung von Silikat, insbesondere Cal ciumsilikat verhindert. Dies ist insbesondere wichtig im Hinblick auf die Verfestigung sulfathaltiger Schlacken, Flugaschen und Rauchgasreinigungsschlämme. Auch wird die Widerstandsfähigkeit gegen saure Chemikalien bzw. Agen zien durch die über die Alkalität des nicht inertisierten Betons hinausgehende Pufferkapazität langzeitig erhöht.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit eine Kombi nation von zwei Verfahrensstufen dar. In der ersten Stufe werden die kontaminierten, zu behandelnden Massen mit einem Alkalisilikat, vorzugsweise mit Natriumsilikat in Form von Wasserglas versetzt. In der zweiten Stufe wird dann mit Calciumhydroxid- oder Magnesiumhydroxid-Auf schlämmung und/oder einem wasserlöslichen Erdalkalisalz, vorzugsweise Kaliumchlorid, behandelt. Die erfindungsge mäßen Verfahrensstufen bewirken, daß Schwermetallionen zu Silikaten und Oxidhydraten gebunden werden und anschlie ßend im ausgeschiedenen Kieselgel immobilisiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der bevorzugte Ausführungsformen beschreibenden Beispiele näher erläutert, wobei substantiell verschiedene Massen eingesetzt wurden, die anschließend mit Hilfe von fall weise geeigneten Zementen verfestigt wurden.

Zur Durchführung der in den nachfolgenden vier Beispielen näher erläuterten Untersuchungen wurden zylindrische Prüfkörper von 100 mm Höhe, 56,4 mm Durchmesser, 250 cm³ Volumen und 227 cm² Oberfläche hergestellt. Diese Prüf körper hatten die weiter unten in den genannten Bei spielen angegebene Zusammensetzung. Jeder Prüfkörper wurde nach 21-tägiger Erhärtung zum Vergleich der Aus laufbarkeit während 14 Tagen im siebenmaligen Wechsel mit je 500 ml destilliertem Wasser, also mit insgesamt 3,5 l unter vollständiger Bedeckung gelaugt. Zur quantitativen Erfassung der geringen Schwermetallgehalte wurden die erhaltenen 3,5 l auf 200 ml eingeengt. Die auf diese Weise angereicherten Schwermetallionen wurden spektral photometrisch bestimmt. Die Erfassungsgrenze lag für Cd²⁺ bei 0,002, für Cr³⁺ bei 0,01, für Cu²⁺ bei 0,01, für Pb²⁺ bei 0,005 und für Zn²⁺ bei 0,04 mg/l.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und somit für die Inertisierung wurden eingesetzt:

1. Wasserglaslösung (D=1,34 g/cm³) mit 36% Na₂O×n SiO₂ - Feststoff, n=3,5; abgekürzt WglF.

2. Calciumhydroxid-Aufschlämmung mit 50 Gew.-% Ca (OH)₂ - Feststoff, abgekürzt Ca (OH)₂F.

Zur Verfestigung wurden eingesetzt:

1. Portlandzement (PZ)
2. Tonerdeschmelzzement (TSZ)
3. Traßzement (TrZ).

Die Prüfkörper wurden gemäß der Schweizer Norm SN 640 509a (Stabilisierung mit hydraulischen Bindemitteln, Schweiz, Straßenfachleute Zürich, Zürich, 1985) zu soge nannten Proktorkörpern verdichtet.

Hinsichtlich der Auslaugbarkeit ist wegen der Unter schiede im Zusammenhang und Gewicht der Prüfkörper nicht der unmittelbare Vergleich der ausgelaugten Mengen (Tab. 1.1, 2.1, 3.1, 4.1) maßgebend, sondern deren Um rechnungswerte auf Promille nebst Quotientenbildung (Tab. 1.2, 2.2, 3.2, 4.2). Den zementfreien Probekörpern (K 1.1, 2.1, 3.1, 4.1) wurden zur Verzögerung des Zerfalls während der Auslaugung 1% Alginat zugesetzt. Die Angaben in Prozent (%) und in Promille (‰) sind Gewichts-% bzw. -‰.

Beispiel 1 Schlacke aus Müllverbrennung

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde unter Verwendung von Schlacke durchgeführt, die aus Müllverbrennung stammte. Die von metallischen Eisen befreite Schlacke (Schl.) D=1,93 g/cm³, enthielt nach Mahlen und Sieben 22% Wasser. Korngröße <0,5 mm.

Gehalte in kg Trockensubstanz (TS): Cd 0,045 g, Cr 0,63 g, Cu 1,15 g, Pb 1,16 g, Zn 2,27 g.

Zusammensetzung der Probekörper (PK)

Tabelle 1.1

Auslaugungswerte

Tabelle 1.2

Auswertung der Tabelle 1.1

Beispiel 2 Flugasche aus Müllverbrennung

Die Korngröße der gesiebten, trockenen Flugasche (FlA) lag unter 0,1 mm, die Dichte bei 0,95 g/cm³.

Zusammensetzung der Probekörper (PK)

Tabelle 2.1

Auslaugungswerte

Tabelle 2.2

Auswertung der Tabelle 2.1

Beispiel 3 Flugasche, gewaschen

Die etwa 10 min mit Wasser (pH 9,5) gewaschene Flugasche (FlAg) wurde bei 110°C getrocknet. Die Korngröße der an schließend gesiebten Flugasche lag unter 0,1 mm, die Dichte bei 1,66 g/cm³.

Gehalte in kg Trockensubstanz (TS): Cd 0,16 g, Cr 0,62 g, Cu 1,14 g, Pb 7,14 g, Zn 19,63 g.

Zusammensetzung der Probekörper (PK)

Tabelle 3.1

Auslaugungswerte

Tabelle 3.2

Auswertung der Tabelle 3.1

Beispiel 4 Hafenschlick, stichfest, frei von Kies und Sand

Der Hafenschlick (HS) enthielt 60% Wasser, die Dichte betrug 1,35 g/cm³. Nach dem partiellen Trocknen auf 30% Feuchtigkeit und Absieben mittels Rüttelsieb lag die Dichte bei 1,80 g/cm³, die Korngröße unter 0,06 mm. Ge halte in kg Trockensubstanz (TS): Cd 0,017 g, Cr 0,18 g, Cu 0,38 g, Pb 0,26 g, Zn 1,16 g.

Zusammensetzung der Probekörper (PK)

Tabelle 4.1

Auslaugungswerte

Tabelle 4.2

Auswertung der Tabelle 4.1

Bezogen auf den kumulierten Gehalt an Cd, Cr, Cu, Pb und Zn im nicht inertisierten und nicht mittels Zement ver festigten Prüfkörpern verringerte sich die Auslaugbarkeit durch destilliertes Wasser von inertisierten und verfe stigten Prüfkörpern einerseits und andererseits von nicht inertisierten, nur mit der gleichen Zementart verfestig ten Prüfkörpern bei Anwendung

- auf chlorid- und sulfatarme, nur mit Portlandzement verfestigten, z. T. versinterten und verglasten Schlacken aus der Müllverbrennung vom 2- bis 5-fachen auf das 8- bis 12-fache;
- auf chlorid- und sulfatreiche, nur mit Tonerdeschmelz zement verfestigte Flugaschen aus der Müllverbrennung vom 7- bis 10-fachen auf das 65- bis 83-fache;
- auf Flugaschen aus der Müllverbrennung nach weitgehendem Auswaschen der Chloride und Sulfate, ebenfalls mit Tonerdeschmelzzement verfestigt, vom 4- bis 9-fachen auf das 25- bis 35-fache;
- auf Hafenschlick, nur mit Traßzement verfestigt, vom 6- bis 11-fachen auf das 29- bis 34-fache.

Weiterführende Literatur

1. BMFT Forschungsbericht Z 85-012, Janura 1985 "Pilot entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines Leichtbaustoffes aus feinkörnigen Fluß- und Seesedi menten"
2. Hansa 125 (1988) S. 1051-1066, H. Krönig, "Verfah renstechnische Behandlung von kontaminiertem Hafen schlick"
3. Bundesanstalt für Umweltschutz, Bern, April 1987, Schriftenreihe Umweltschutz Nr. 62 "Behandlung und Verfestigung von Rückständen aus Kehr richtverbrennungsanlagen"

Claims

1. Verfahren zur Überführung von insbesondere mit Schwermetallen kontaminierten Verbrennungsrückständen und natürlichen und industriellen Sedimenten in eine deponiefähige Form, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rückstände bzw. Sedimente

a) mit einer Alkalisilikatlösung und
b) im Anschluß daran mit einer Calciumhydroxid- oder Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung und/oder einer Erdalka lisalzlösung versetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach Durchführung der Stufe b) erhaltenen Masse mit einem Zement vermischt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man als Alkalisilikatlösung eine auf Basis von Natrium- bzw. Kaliumsilikat der Zusammensetzung Na₂O×n SiO₂ bzw. K₂O×n SiO₂ mit n<1 und insbesondere eine Wasserglaslösung einsetzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Alkalisilikatlösung in kon zentrierter Form und in einer solchen Menge zusetzt, daß der Feststoffgehalt an Alkalisilikat 2 bis 12 Gew.-% be trägt, bezogen auf die Endzusammensetzung.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe b) die Calcium hydroxid- oder Magnesiumhydroxidaufschlämmung oder die Alkalisalzlösung in einer solchen Menge einsetzt, daß der Gehalt an Calciumhydroxid- oder Magnesiumhydroxidfest stoff oder Erdalkalisalzfeststoff 1 bis 6 Gew.-% beträgt, bezogen auf die erhaltene Endzusammensetzung.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß man in Stufe b) eine Calciumhydroxid-Auf schlämmung und/oder eine Calciumchloridlösung einsetzt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Stufen a) und b) un ter ständigem Umwälzen der Verbrennungsrückstände bzw. Sedimente durchführt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Durchführung der Stufe a) einen Zeitraum von 2 bis 30 min. und insbesondere von 15 min. verstreichen läßt, bevor man die Stufe b) durchführt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zement Portland-, Traß- oder Tonerdeschmelzzement einsetzt.