DE102008015012A1

DE102008015012A1 - Verfahren zum Abdichten von Deponien

Info

Publication number: DE102008015012A1
Application number: DE200810015012
Authority: DE
Inventors: Hans Gerhard Weitzel
Original assignee: HASLINGER HANS GUENTER
Current assignee: HASLINGER HANS GUENTER
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von Deponien mit einem Neigungswinkel von mehr als 30°, welches wasserlösliche Salze enthält. Zur Abdichtung wird eine Mischung aus frischem Abraum, Tonschiefer, Gießereisand und/oder Schlacke aus der Müllverbrennung, Klärschlamm sowie Wasserglas verwendet, welches bei Wassereinwirkung die Bildung einer wasserdichten, festen, flexiblen Dichtungsschicht bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von Deponien durch ein wasserundurchlässiges Dichtungssystem.
Beim bergmännischen Abbau von Steinsalz und Kalisalz fallen große Mengen Abraum an, der überwiegende Anteile wasserlöslichen Salzes enthält, dessen weitere Aufarbeitung sich nicht lohnt. Diese werden auf riesige, oft mehrere hundert Meter hohe Abraumhalden gelagert. Durch Regenwasser wird daraus Salz ausgewaschen, das durch aufwendige und aus Sicht des Umweltschutzes fragwürdige Maßnahmen daran gehindert werden muss, ins Grundwasser zu gelangen. Ein mögliches Verfahren zur Abdichtung von Abraumhalden besteht darin, dass man Dichtungsbahnen aus Kunststoff auf die Halde ablegt und mit einer Auflage von Erde und Kies befestigt, oder riesige Mengen Erde als Schutz- und Rekultivierungsschicht aufbringt. Diese Maßnahmen sind jedoch sehr aufwendig und nicht bei allen Halden möglich.
Verfahren zum Abdichten von Deponien sind z. B. in den Patentveröffentlichungen EP-A 125 680 , EP-A 702 110 , EP-A 1 116 526 und DE-A 101 17 902 beschrieben. Dabei werden verschiedenartige Mischungen, die Sand, Tone, Hochofenschlacke, Gießereisand, Klärschlamm, enthalten können, verwendet, denen teilweise auch schon Wasserglas zur Verbesserung der Dichtigkeit zugesetzt wurde. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Deponien mit einer Neigung von mehr als 35° die bekannten Mischungen nicht ausreichend rieselfähig sind, so dass sie nur unter großen Mühen und mit hohen Kosten, ausschließlich mit seilgeführten Geräten, aufgebracht werden müssen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirksames Verfahren zum Abdichten von Deponien mit einem Neigungswinkel von mehr als 30°, insbesondere von 35 bis 45°, die wasserunlösliche Salze enthalten, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass man auf die Deponie eine Mischung aufbringt aus

A. frischem Abraum, der wasserlösliches Salz enthält,
B. Tonschiefer,
C. Gießereisand und/oder Schlacke aus der Müllverbrennung,
D. Klärschlamm,
E. Wasserglas, sowie
F. gegebenenfalls weitere Zuschlagstoffe

Dabei wird zunächst eine gut rieselfähige, aber nicht schluffige Mischung aus den Komponenten A, B, C, D, E und F hergestellt, indem man sie homogen mischt, z. B. in geeigneten Mischaggregaten mit einer Dosiereinrichtung, z. B. in einem Paddelmischer. Diese Mischung wird dann mittels eines Förderbandes an den Rand des höchsten Punktes der Deponie befördert. Das Förderband wird nun in einem Kreissegment von z. B. 15° hin und her bewegt und gleichzeitig lässt man die Mischung den Abhang hinunter seitlich abrieseln. Auf Grund ihrer Konsistenz rieselt sie nur langsam ab und kommt nach einigen Metern zum Stillstand. Die nächste Charge rieselt darüber hinweg und kommt weiter unten zum Stillstand, und so weiter. Wenn sich dadurch eine etwa 30 bis 50 cm dicke Schicht gebildet hat, wird das Förderband seitlich weiter geführt und der ganze Vorgang wird wiederholt, bis auf der ganzen Deponie rundum die 30 bis 50 cm dicke Schicht entstanden ist. Auf dieser Schicht bildet sich dann durch natürlichen Regen durch chemische Reaktionen des Wasserglases, die sogenannte Gelbildung, eine 10 bis 30, vorzugsweise 15 bis 25 cm dicke, wasserundurchlässige, flexible Dichtungsschicht mit einem Kf-Wert (Maß für die Dichtigkeit) von mindestens 5 × 10^–9 m/s. Falls es länger Zeit nicht regnet, kann dieser Vorgang durch künstliche Beregnung erzeugt werden. Die Dichtungsschicht ist ausreichend wasserdicht, flexibel und so fest, dass sie sie begehbar ist.
Als Komponente A wird frischer Abraum verwendet, der überwiegend aus Steinsalz und/oder Kalisalz besteht und daneben untergeordnete Mengen, vorzugsweise 15 bis 40 Gew.% Gips, sowie weitere Verunreinigungen, wie Magnesiumsalze enthält; außerdem etwa 5 bis 15 Gew.% Wasser. Der Abraum wird nach dem Abbau aufbereitet, bis er eine körnig/sandige Konsistenz und eine Korngröße von etwa 2 bis 20 mm aufweist.
Die Komponente B ist ein spezieller, natürlicher Tonschiefer, der bis zu 15 bis 25 Gew.% quellfähige Tonmineralien enthält. Der Quarzanteil beträgt etwa 25 Gew.%.
Die Komponente C ist vorzugsweise Gießereisand, der mit Tonmineralien, z. B. etwa 10 Gew.% Bentonit stabilisiert wurde. Der Gießereisand erhöht die Bindekraft der Komponenten; der darin enthaltene Bentonit erhöht die Wasserundurchlässigkeit der Dichtungsschicht. Gleichzeitig wird durch die grobkörnige, stabile Struktur die Scherfestigkeit deutlich erhöht.
Zur weiteren Verbesserung der Scherfestigkeit kann Schlacke aus der Müllverbrennung eingesetzt werden.
Die Komponente D ist Klärschlamm aus kommunalen biologischen Abwasser-Reinigungsanlagen, unter Einhaltung der jeweils gültigen Grenzwerte der Abwasserklärschlammverordnung. Dabei dürfen nur Klärschlämme zum Einsatz kommen, die polymer- oder eisenoxid-konditioniert sind. Klärschlamm substituiert den im Deponiebau üblichen natürlichen Ton, da er dessen Eigenschaften in vieler Hinsicht übertrifft. Auf Grund seiner organischen Struktur reagiert Klärschlamm weder in Trockenperioden noch bei Regenfällen durch Wassergehaltsänderungen. Vor allem die im Deponiedichtungsbau durch Austrocknung so gefürchteten Rissbildungen durch Volumenverlust werden durch den Einsatz von Klärschlamm verhindert.
Dies wird bewirkt durch die organischen, meist faserigen Bestandteile, in denen absorptiv gebundenes Wasser langsam abgegeben wird und so als Puffer der Bildung von Schrumpfrissen entgegenwirkt. Die faserigen Bestandteile haben noch den weiteren Vorteil, dass sie filzartig miteinander verwebt sind und dadurch wie eine „Baustahlmatte” auf Zug und Druck reagieren und dadurch eine außerordentlich flexible Grundstruktur der Dichtungsmasse ergeben.
Die Komponente E ist Wasserglas, ein Natriumsilikat. Bei Wasserzufuhr, z. B. durch Regen bildet sich im sauren Bereich, für den vor allem der Tongehalt im Tonschiefer und der Bentonitgehalt des Gießereisandes verantwortlich ist, daraus ein Gel, welches die Mischung vollständig durchdringt und diese verfestigt und wasserundurchlässig macht. Wasserglas wird in flüssiger Form oder vorzugsweise als Pulver eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass das Handelsprodukt LEGASIL 39 der Wöllner-Werke am besten geeignet ist.
Gegebenenfalls können der Mischung noch weitere Zuschlagstoffe, wie z. B. Kieselgel oder Bleischlacke zugesetzt werden.
Bevorzugt enthält die Mischung

A. 40 bis 70, insbesondere 45 bis 60 Gew.teile des frischen Abraums,
B. 10 bis 30, insbesondere 12 bis 25 Gew.teile Tonschiefer,
C. 5 bis 25, insbesondere 8 bis 20 Gew.teile Gießereisand und/oder Müllverbrennungsschlacke,
D. 5 bis 25, insbesondere 8 bis 20 Gew.teile Klärschlamm,
E. 2 bis 8, insbesondere 3 bis 5 Gew.teile Wasserglas, sowie
F. 0 bis 30 Gew.teile weiterer Zuschlagstoffe,

Bei Wasserglas bezieht sich die Angabe der Gew.teile auf Trockensubstanz.
Die Menge an zugesetztem Wasserglas hängt von den Witterungsbedingungen am Ort der Deponie ab. Wenn z. B. häufige, starke Regenfälle auftreten, muss verhältnismäßig viel Wasserglas zugesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 125680 A [0003]
- EP 702110 A [0003]
- EP 1116526 A [0003]
- DE 10117902 A [0003]

Claims

Verfahren zum Abdichten von Deponien durch ein wasserundurchlässiges Dichtungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass man auf eine wasserlösliche Salze enthaltende Deponie mit einem Neigungswinkel von mehr als 30° eine Mischung aufbringt aus A. frischen Abraum, der wasserlösliches Salz enthält, B. Tonschiefer, C. Gießereisand und/oder Schlacke aus der Müllverbrennung, D. Klärschlamm, E. Wasserglas, sowie F. gegebenenfalls weiteren Zuschlagstoffen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst die Mischung aus A, B, C, D, E sowie gegebenenfalls F herstellt, diese Mischung mittels eines Förderbandes an den Rand der höchsten Stelle der Deponie befördert und von dort langsam seitlich abrieseln lässt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Mischung so lange abrieseln lässt, bis eine 30 bis 60 cm dicke Schicht entstanden ist, auf der sich durch natürlichen Regen oder künstliche Beregnung eine 5 bis 12 cm dicke, wasserundurchlässige Kruste bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung A. 40 bis 70 Gew.teile sandigen und körnigen Abraum, der überwiegende Anteile Steinsalz und/oder Kalisalz, daneben Gips, Magnesiumsalze und Wasser enthält, B. 10 bis 30 Gew.teile Tonschiefer, C. 5 bis 25 Gew.teile Gießereisand und/oder Müllverbrennungsschlacke, D. 5 bis 20 Gew.teile Klärschlamm, E. 2 bis 8 Gew.teile Wasserglas, sowie F. 0 bis 30 Gew.teile weiterer Zuschlagstoffe enthält, wobei sich die Gew.teile auf 100 addieren.