DE4034931A1

DE4034931A1 - Verfahren zum entsorgen von gefaehrlichen partikelfoermigen, festen abfallmaterialien durch asphaltemulsionsverkapselung

Info

Publication number: DE4034931A1
Application number: DE4034931A
Authority: DE
Inventors: Angus Macneil; Michael T Macdowell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1991-05-23
Anticipated expiration: 2010-11-03
Also published as: JPH03178387A; GB2238258A; IT1242162B; CA2003317A1; IT9048445A0; GB2238258B; DE4034931C2; IT9048445A1; GB9021675D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft feste Abfallmaterialien, genauer gesagt ein Verfahren zur Entsorgung bzw. Beseitigung von toxischem partikelförmigen Material durch Verkapselung in einer Asphaltemulsion.

Bei bestimmten industriellen Verfahren, wie beispielsweise der Verbrennnung von festen Abfallstoffen, wird Flugasche erzeugt, die aufgrund des Vorhandenseins von toxischen Ele menten, wie beispielsweise Blei, umweltschädlich ist. Eine solche Flugasche kann nicht durch Ablagerung in einer üblichen Deponie entsorgt werden, da das toxische Material in das Grundwaser eindringt. Selbst wenn ein Material vor handen ist, das die Abfallstoffe gegenüber einer Extraktion bzw. einem Auslaugen resistent macht, so werden doch Depo nieflächen immer knapper und teurer.

Ein Verfahren zur Entsorgung von Abfallflugasche, das in der Vergangenheit dort eingesetzt wurde, wo das Niveau der toxischen Elemente in der Flugasche ausreichend niedrig war, bestand darin, die Flugasche als Füllmaterial Asphaltbeton oder Asphaltdecken zuzusetzen. Dieses Entsorgungsverfahren ist jedoch nicht geeignet für Flugasche, die hohe Anteile von toxischen Elementen besitzt, da immer noch ein Auslaug vorgang der toxischen Elemente stattfindet.

In der US-PS 46 23 469 ist ein Verfahren zur Entsorgung von hydrophilen Flüssigkeiten und halbflüssigen Abfallstoffen beschrieben, bei dem die Abfallflüssigkeit und Asphalt zur Erzeugung einer festen hydrophoben Masse, die in einer Deponie gelagert werden kann, vermischt werden, beschrieben. Gemäß diesem Verfahren wird die Ionenladung der Gegenionen des Abfallstoffes bestimmt, und es wird eine emulgierte Asphaltsuspension ausgewählt, die eine Partikelladung besitzt, die der der Ionenladung der Gegenionen des Abfallstoffes entgegengesetzt ist. Eine ausreichende Menge der ausgewählten Asphaltemulsion wird der Abfallflüssigkeit zugesetzt, so daß diese zu einer festen hydrophoben Masse koaguliert. Man läßt das Gemisch dann abbinden und in einen festen Zustand aushärten. Dieses Verfahren benötigt jedoch ebenfalls wertvolle Deponiefläche, und das entsprechende Endprodukt ist kommerziell nicht verwendbar.

Eine Asphaltemulsion oder emulgierter Asphalt ist eine Emul sion von feinen Tröpfchen aus Asphaltkitt oder Bitumen in Wasser. Die Emulsion wird durch die Gegenwart eines Emulga tors, beispielsweise eines Detergens, stabilisiert. Je nach dem verwendeten Emulgator sind solche Emulsionen entweder anionisch mit negativ geladenen Asphaltkügelchen oder kat ionisch mit positiv geladenen Asphaltkügelchen. Solche Emul sionen sind für eine Reihe von Zwecken kommerziell verwend bar. Ein solcher Zweck besteht in der Erzeugung eines Dichtungsmaterials aus einem Asphaltemulsionsschlamm, bei dem es sich um ein Gemisch aus emulgiertem Asphalt, feinem Zuschlagstoff und Mineralfüllstoff sowie Wasser handelt. Durch Trocknung durch Wasserverdampfung wird der Schlamm zu einem dicken, gallertartigen Überzugsmaterial, das im nassen Zustand ähnlich einem Anstrichmaterial zur Beschichtung von Gehwegen, Fahrstraßen u. ä. aufgebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur sicheren Entsorgung bzw. Beseitigung von toxischem partikel förmigen Abfallmaterial zu schaffen, das Sicherheit gegen Auslaugen bzw. Extraktion bietet und keine wertvolle Depo niefläche benötigt sowie zur kommerziellen Nutzung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Entsorgung bzw. Beseitigung von gefährlichem partikelförmi gen Abfallmaterial, das gefährliche Abfall-Ionen enthält, durch Erzeugung eines Asphaltemulsionsschlammes und Be nutzung des Schlammes als kommerzielles Asphaltemulsions schlamm-Dichtungsmaterial gelöst. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:

a) Auswählen eines Emulgators, der zur Erzeugung einer stabilen Emulsion aus Asphalt, Wasser und dem partikel förmigen Abfallmaterial geeignet ist;
b) Vermischen des partikelförmigen Abfallmateriales und der Asphaltemulsion in Anteilen, so daß ein Asphaltemul sionsschlamm erzeugt wird, der sichere Auslaug- bzw. Extraktionseigenschaften besitzt: und
c) Verwenden des Asphaltemulsionsschlammes für vorhandene kommerzielle Einsatzzwecke.

Erfindungsgemäß wird unter Verwendung der Flugasche als ein Bestandteil ein geeigneter Asphaltemulsionsschlamm herge stellt. Um einen geeigneten Schlamm zu erhalten, muß der ge eignete Emulgator zuerst so ausgewählt werden, daß die Asphaltkügelchen in der Emulsion die Flugaschepartikel ver kapseln. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man Proben gemische aus der Flugasche, dem Asphalt und Wasser sowie verschiedenartigen der im Handel erhältlichen Emulgatoren herstellt und visuell bestimmt, welche Kombination sich in geeigneter Weise vermischt. Wenn die Ionenladung des Flug aschemateriales beim Zusatz zur Emulsion ermittelt werden kann, wird ein geeigneter Emulgator ausgewählt, dessen Ladung der der Abfall-Ionen entgegengesetzt ist. Es sind entweder anionische oder kationische Asphaltemulsionen er forderlich, je nach der Art des partikelförmigen Abfallma teriales.

Nachdem der geeignete Emulgator ermittelt worden ist, werden Probengemische aus der Flugasche und der Asphaltemulsion hergestellt, wobei ein Prozentbereich an Flugasche im Ge misch abgedeckt wird, um den Grad des Extraktions- bzw. Auslaugungsvermögens zu testen und diejenigen Prozentsätze auszuwählen, die das Extraktions- bzw. Auslaugungsvermögen innerhalb eines für die Umwelt annehmbaren Bereiches halten. Das gewünschte Ergebnis wird dann besonders wirksam er reicht, wenn eine vollständige Verkapselung der Flugasche partikel durch die Asphaltkügelchen stattfindet. Des weite ren werden die Anteile der Asphaltemulsion und der Flugasche so ausgewählt, daß das Gemisch einen Asphaltemulsionsschlamm und keine feste Masse erzeugt.

Der fertige Asphaltemulsionsschlamm, der hergestellt worden ist, kann in üblicher Weise kommerziell eingesetzt werden, als Bodenbelagüberzug oder Dichtungsmaterial, beispielsweise als Überzugsmaterial für Straßen oder für kommerzielle/ industrielle Zwecke oder als Bodenabdichtungsmaterial. Das Verhältnis Gewicht : Fläche ist bei diesen Anwendungsfällen üblicherweise niedrig, um die Konzentration des gefährlichen Abfallmateriales minimal zu halten, hängt jedoch letztend lich vom Typ und der Konzentration des toxischen Abfall materiales ab. Auf diese Weise wird die gefährliche Flug asche in einer sicheren, jedoch kommerziell nützlichen Art und Weise entsorgt bzw. beseitigt, und der Bedarf nach Depo niefläche zur Lagerung des Abfallmateriales wird minimal ge halten.

Ausführungsbeispiel

Es wurde eine Flugasche verwendet, die gefährliche Mengen an Blei enthielt. Insbesondere stammte die Flugasche aus einem Luftfiltrationsemissionssystem und einer Sammeleinheit für veraschten städtischen Müll. Die Flugasche enthielt Blei über den zulässigen Extraktionstestgrenzen, wie sie in der Veröffentlichung des British Columbia Waste Management Act "Leachate Extraction Procedures special Waste, Schedule 4" beschrieben sind, d. h. das erzeugte Extraktionsmaterial ent hielt mehr als 5 ppm Blei. Verschiedene Emulgatoren wurden mit einem Gemisch aus Flugasche, Asphalt und Wasser ge testet, um eine geeignete Emulsion zu erzeugen. Im Falle dieser speziellen Flugasche wurde festgestellt, daß der Emulgator REDI-KOTE E-5762 (Warenzeichen) der Firma Armak Chemical Co. eine geeignete stabile Emulsion ergab. Es wurden verschiedene Probengemische der Asphaltemulsionen und der Flugasche in Anteilen von 5 Gew.%, 10 Gewo%, 15 Gew.%, 20 Gew.% und 25 Gew.% hergestellt. Ein Wasserextraktions- Auslaugtest, beschrieben im "Special Waste-Schedule 4" des British Columbia Waste Management Act (Februar 29, 1988), wurde mit den Proben durchgeführt. Das Extraktionsmaterial einer jeden Probe wurde hergestellt und analysierto Die im Extraktionsmaterial festgestellten Bleiwerte waren akzepta bel und betrugen beispielsweise 4,02 ppm in der 15%-Probe und 3,39 ppm in der 25%-Probe.

Es wurde festgestellt, daß die verschiedenen Proben mit Ausnahme der 25%-Probe eine geeignete Zusammensetzung zur Verwendung als Asphaltemulsionsschlämme besaßen. Die 25%- Probe ist normalerweise als verarbeitbarer Schlamm für die Bodenbelagbeschichtung oder entsprechende Verwendungszwecke nicht geeignet.

Claims

1. Verfahren zum Beseitigen bzw. Entsorgen von gefähr lichem partikelförmigen Abfallmaterial, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Auswählen eines Emulgators, der zur Erzeugung einer stabilen Emulsion aus Asphalt, Wasser und dem partikelförmi gen Abfallmaterial geeignet ist;
b) Vermischen des partikelförmigen Abfallmateriales und der Asphaltemulsion in Anteilen zur Erzeugung eines Asphalt emulsionsschlammes mit sicheren Extraktions- bzw. Auslaug eigenschaften; und
c) Verwenden des Asphaltemulsionsschlammes für vorhandene kommerzielle Einsatzzwecke.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als partikelförmiges Abfallmaterial Flugasche verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man den Asphaltemulsionsschlamm zur Be schichtung von Pflaster, Bodenbelägen u. dgl. verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß man Flugasche verwendet, die weniger als 30 Gew.% des Asphaltemulsionsschlammes enthält.

5. Verfahren zum Beseitigen bzw. Entsorgen von gefähr lichem partikelförmigen Abfallmaterial, das gefährliche Abfall-Ionen enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Bestimmen der Ionenladung der Abfallionen;
b) Auswählen einer Asphaltemulsion, die zur Erzeugung eines stabilen Gemisches mit dem partikelförmigen Abfall material geeignet ist;
c) Vermischen des partikelförmigen Abfallmateriales und der Asphaltemulsion in Anteilen zur Erzeugung eines Asphaltemulsionsschlammes; und
d) Verwenden des Asphaltemulsionsschlammes für vorhandene kommerzielle Einsatzzwecke.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als partikelförmiges Abfallmaterial Flugasche verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß man den Asphaltemulsionsschlamm zur Be schichtung von Pflaster, Bodenbelägen u. dgl. verwendet.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß man Flugasche verwendet, die weniger als 30 Gew.% des Asphaltemulsionsschlammes enthält.

9. Verfahren zum Entsorgen bzw. Beseitigen von gefähr lichem partikelförmigen Abfallmaterial, gekennzeichnet durch:

a) Auswählen eines Emulgators, der zur Erzeugung einer stabilen Emulsion aus Asphalt, Wasser und dem partikelför migen Abfallmaterial geeignet ist, wobei das partikelför mige Abfallmaterial der Emulsion im Asphalt vollständig verkapselt ist;
b) Vermischen des partikelförmigen Abfallmateriales und der Asphaltemulsion in Anteilen zur Erzeugung eines Asphalt emulsionsschlammes mit sicheren Extraktions- bzw. Aus laugeigenschaften; und
c) Verwenden des Asphaltemulsionsschlammes für vorhandene, kommerzielle Anwendungszwecke.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als partikelförmiges Abfallmaterial Flugasche verwendet.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß man den Asphaltemulsionsschlamm zur Be schichtung von Pflaster, Bodenbelägen u. dgl. verwendet.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß man Flugasche verwendet, die weniger als 30 Gew.% des Asphaltemulsisonsschlammes enthält.

13. Asphaltemulsionsschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß er gefährliches partikelförmiges Abfallmaterial enthält.

14. Asphaltemulsionsschlamm nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß das gefährliche partikelförmige Abfall material Flugasche ist.

15. Asphaltemulsionsschlamm nach Anspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, daß er weniger als 30 Gew.% Flugasche ent hält.