DE4111725C2

DE4111725C2 - Verfahren zur Inertisierung von in Schlämmen enthaltenen Schadstoffen und aus diesen Schlämmen hergestellter Formkörper sowie dessen Verwendung

Info

Publication number: DE4111725C2
Application number: DE19914111725
Authority: DE
Inventors: Anton Grehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1991-04-10
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2011-04-11
Also published as: DE4111725A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Inerti sierung von beispielsweise in organisch belastetem Klär schlamm oder in industriellen und/oder kommunalen Abwas ser-Schlämmen enthaltenen Schadstoffen mittels eines kerami schen Prozesses, auf ein aus diesen Schlämmen hergestelltes Produkt sowie auf vorteilhafte Verwendungsmöglichkeiten die ses Produkts.

Mit Schadstoffen belastete Substrate bzw. Klär- bzw. Ab wasser-Schlämme treten in der Industriegesellschaft in ver schiedensten Konsistenzen auf. Die Belastung dieser Schlämme ist mitunter so groß, daß eine Entsorgung in Sonder-Deponien unter Zuhilfenahme von speziellen Behältern erforderlich wird. Zu dieser Maßnahme greift man insbesondere deshalb, um die mehr oder weniger wasserlöslichen Schadstoffe mit Sicher heit vom Wasserkreislauf abzuschirmen. Eine weitere Methode der Klärschlamm- oder Industrieschlamm-Beseitigung besteht darin, das Schlamm-Konzentrat kurzzeitig einer hohen thermi schen Beanspruchung auszusetzen, beispielsweise in eine Feue rung eines Kraftwerks einzuspritzen. Diese Maßnahme erfordert allerdings zusätzliche und verhältnismäßig komplexe Filter entweder für die Schlacke oder für den bei der Verbrennung anfallenden Staub. Diese Schlacken bzw. Stäube nehmen zwar weniger Volumen als der unbehandelte Schlamm ein, die Schad stoffe sind darin allerdings noch höher konzentriert, so daß das Problem der Entsorgung nicht beseitigt, sondern lediglich auf eine andere Ebene verlagert wird.

Aus der DE-OS 32 27 896 ist beispielsweise ein Verfahren zur thermischen Behandlung von vorentwässertem Klärschlamm bekannt geworden. Hierbei wird der Klärschlamm zusammen mit festen Abfallstoffen in einer Kugelmühle gemischt und nach grober Zerkleinerung in inerter Atmosphäre indirekt beheizt und getrocknet, woraufhin in einem geregelten thermischen Be handlungsapparat eine Verschwelung und Entgasung des Materi als erfolgt. Anschließend erfolgt eine Trennung des Schwel gas-Brüden-Gemischs in drei Fraktionen Wasser, flüssige Koh lenwasserstoffe und gasförmige Kohlenwasserstoffe. Der ver bleibende Schwelkoks wird nach erfolgter Abkühlung durch Ver mahlen oder Brikettieren zu einem festen Brennstoff aufberei tet. Mit diesem Verfahren läßt sich der Klärschlamm zwar ver arbeiten, jedoch nicht umweltschonend beseitigen.

Aus der DE-PS 32 43 827 ist ein weiteres Verfahren zur Aufbereitung von Abwasserklärschlamm bekannt. Hierbei wird angefaulter Abwasserklärschlamm durch Versetzung mit zerklei nertem organischen Material und nach anschließendem Verpreß vorgang zu brennbaren Ziegeln aufbereitet, wobei als zerklei nertes organisches Material getrocknetes Herbstlaub oder ein Extraktionsrückstand eines derartigen Laubes verwendet wird. Die beim Verbrennungsprozeß entstehende Asche wird nach Ab trennung von noch vorhandenen Schwermetallen zu Düngezwecken eingesetzt. Folglich eignet sich auch dieses bekannte Verfah ren nicht dafür, hochbelastete Schlämme der eingangs be schriebenen Art frei von Gefährdungen für die Umwelt zu be seitigen.

Schließlich ist aus der DE-PS 23 36 267 noch ein Verfah ren zur Beseitigung von Klärschlamm bekannt, bei dem der Klärschlamm in entsprechendem Anteil einem Ziegelton beige mischt wird. Die Rohmasse wird dann getrocknet und bei einer Temperatur über 1000°C gebrannt, wobei die im Trocknungspro zeß entstehenden, belastenden Gase in den Tunnelofen zur Ver brennung übergeführt werden. Dieses Verfahren beruht auf dem gedanklichen Ansatz, daß die im Schlamm enthaltenen schädli chen Feststoffe im Ofen teils verbrannt und teils durch die chemische Reaktion bei der Brenntemperatur eine Bindung mit dem Ziegelrohstoff eingehen und dadurch beseitigt werden. Ab gesehen davon, daß nur ganz bestimmte Klärschlamm-Zusammen setzungen überhaupt geeignet sind, die angestrebte Bindung mit dem Ziegelrohstoff einzugehen,läuft bei diesem Verfahren ein verhältnismäßig unkontrollierter Prozeß ab, der bei der Verarbeitung von giftigem bzw. stark umweltbelastendem Klär schlamm zusätzliche Maßnahmen, wie z. B. Filteranlagen und der gleichen erfordert, um Schadstoffpartikel bzw. giftige Gase aus der Abluft zu filtern. Durch die Vermengung des bela steten Klärschlamms mit der Ziegel-Rohmasse ergeben sich dar über hinaus nicht-reproduzierbare Verhältnisse für die beim Brennprozeß ablaufende chemische Reaktion, mit der Folge, daß über den jeweiligen chemischen bzw. physikalischen Stabili tätszustand des im Klärschlamm enthaltenen Schadstoffs nach dem Brennvorgang keine zuverlässige Aussage getroffen werden kann. Aus Sicherheitsgründen können deshalb derartige, schad stoffbelastete Ziegelsteine nur nach Durchführung weiterer, zeitraubender und relativ teurer Versuche in größerem Maßstab eingesetzt werden. Im übrigen können nach diesem bekannten Verfahren Schadstoffe und Klärschlämme nur in kleinem Maßstab behandelt werden, so daß auch dieses bekannte Verfahren keine wirtschaftliche Methode zur Behandlung bzw. Beseitigung von hochbelastetem Industrie-Schlämmen darstellt.

Aus dem Dokument JP 56-67599A in: "Patents Abstracts of Japan, Sect. C, Volume 5, No. 132 (C-68)" ist ein Verfahren zur Inertisierung von in Klärschlamm oder industriellen und/oder kommunalen Abwasser-Schlämmen enthaltenen Schadstof fen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Hierbei wird zunächst eine Verarbeitung des Schlamms zu einem aus formbarem Substrat bestehenden Formkörper vorgenommen, wobei anschließend diese Formkörper einer thermischen Behand lung unterzogen werden. In der thermischen Behandlung werden die organischen Bestandteile durch Verbrennung entsorgt.

Während es im bekannten Fall darum geht, organische Be standteile im Schlamm durch Verbrennung zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Behand lung von insbesondere hochbelasteten Klärschlämmen oder indu striellen und/oder kommunalen Abwasser-Schlämmen derart wei terzubilden, daß eine wirtschaftliche und umweltschonende Entsorgung sowie energetische Verwertung des Energieträgers (Schadstoff) der in diesen Schlämmen enthaltenen Schadstoffe gelingt, d. h. jede Art von Schadstoffen in Klärschlämmen um weltschonend dadurch zu beseitigen, daß eine vollständige Inertisierung selbst hochgefährlicher Schwermetalle und der gleichen reproduzierbar stattfindet.

Diese Aufgabe wird anmeldungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der Bearbeitung des Schadstoffträgers zu dem Formkörper der Anteil an unter Temperatureinwirkung Schmelze bildenden, beispielsweise silikationsfähigen Bestandteilen im Schad stoffträger bestimmt wird, und daß in Abhängigkeit von diesem Meßergebnis entschieden wird, ob und ggfs. welche Additive und/oder Füllstoffe dem Schadstoffträger beigemengt werden, so daß der Formkörper in einer Konsistenz vorliegt, die sich für die nachfolgende thermische Behandlung mit dem Ziel einer vollständigen Inertisierung bzw. Umschmelzung optimal eignet.

Mit anderen Worten werden erfindungsgemäß die in den Schlämmen enthaltenen Schadstoffe derart inertisiert, daß nach Ablauf der betreffenden Verfahrensschritte ein aus dem Klärschlamm gewonnener, hinsichtlich innerer und äußerer Struktur definierter Formkörper vorliegt, in dem die Schad stoffe in solcher Form gebunden sind, daß sie nicht mehr lös lich sind und unter normalen Umständen mit der Umwelt nicht in Wechselwirkung treten. Zunächst wird im zu behandelnden Klär- oder Abwasser-Schlamm der Prozentsatz an silikationsfä higen Bestandteilen ermittelt, d. h. der Prozentsatz an denje nigen Bestandteilen, die unter Temperatureinwirkung in der Lage sind, eine Schmelzephase auszubilden. Wenn dieser Pro zentsatz bestimmt ist, kann entschieden werden, ob der Klär schlamm-Masse entweder ein weiteres Additiv und/oder weitere Füllstoffe beigemengt werden müssen, um den für den betref fenden Klärschlamm erforderlichen Prozentsatz an silikations fähigen Bestandteilen zu erhalten. Aus dieser Mischung wird eine formbare Masse für einen Form-Rohkörper hergestellt, die dann eine vorbestimmte Menge an schmelzebildenden bzw. sili kationsfähigen Materialien enthält. Erfindungsgemäß werden die hieraus gebildeten Formkörper mit einem vorbestimmten Temperaturprofil bzw. mit definierter Temperaturführung ther misch behandelt, so daß schließlich ein definierter Formkör per mit sich vom Ausgangsmaterial vollständig unterscheiden den physikalischen Eigenschaften entsteht, wobei die zu iner tisierenden Schadstoffe vollständig von der schmelzebildenden Substanz überzogen und dementsprechend in eine nicht-lösliche Form übergeführt sind und somit unter normalen Umständen mit der Umwelt nicht in Wechselwirkung treten.

Zwar ist in der DE 38 40 858 A1 der Gedanke angesprochen, zur thermischen Entsorgung von feinkörnigen Abfallstoffen, insbesondere Klärschlamm, letzteren durch Zusatz eines Kalzi umträgers wie Kalksteinmehl und/oder Zement-Rohmehl separat zu verbrennen. Die Verbrennung des Klärschlamms erfolgt dabei in einem Flugstromreaktor bzw. Gleichstrom-Suspensionsreak tor, in dem die Feststoffe mit vorerhitzter Brennluft suspen diert werden. Es ist somit dieser Druckschrift zwar die Lehre zu entnehmen, einem aufzubereitenden Substrat ein Additiv zuzufügen. Dieses Additiv unterscheidet sich jedoch im bekannten Fall grundsätzlich von einem schmelzebildenden bzw. silikationsfähigen Material, und es erfolgt im bekannten Fall auch keine Inertisierung der zu entsorgenden Stoffe in einem Verarbeitungsprozeß eines Formkörpers, sondern in einem sepa raten Brennprozeß.

In der JP 58-101795 A wird die Lehre gegeben, bei einer Schlammverarbeitung Siliziumdioxid beizumengen, um das Be handlungsergebnis zu verbessern. In diesem bekannten Fall handelt es sich allerdings um ein ganz spezielles Verfahren zur Beseitigung von Fluor in fluorhaltigem Schlamm derart, daß bei Temperaturen oberhalb 950°C das Fluor verflüchtigt wird. Dabei spielt die Kalzinierungsphase in einem Brennofen die entscheidende Rolle, wobei es hier in erster Linie darauf ankommt, das Verhältnis Kalziumoxid zu Siliziumdioxid in vor bestimmter Weise einzuhalten. Dieses Verfahren ist mit einem gattungsbildenden Prozeß nicht kompatibel.

Aus dem Dokument JP 55-67396 A schließlich ist ein Ver fahren zur Behandlung von Schwermetallen und dergleichen be kannt, bei dem eine Aufschmelzung eines schadstoffhaltigen Schlamms unter kontrollierter Zuführung von Additiven durch geführt wird. Dieses Verfahren benötigt einen separaten Schmelzofen, aus dem kontinuierlich Schmelze abgezogen werden muß. Das Verfahren ist dementsprechend gattungsfremd und dar über hinaus wesentlich aufwendiger als das erfindungsgemäße Verfahren, das auf der Erkenntnis beruht, daß es alleine aus reichend ist, das schadstoffhaltige Substrat vor der Bildung von Formkörpern auf seinen Gehalt an silikationsfähigen Mate rialien zu untersuchen und durch reine thermische Einwirkung auf den Formkörper die darin enthaltenen Schadstoffe mit ei ner Glasphase einzuschließen. Demgegenüber gibt das Dokument JP 55-67396 A die Lehre, eine Schmelze zu verwenden, in die dann sukzessive Schadstoffe derart beigemengt werden, daß in der Schmelze eine bestimmte Zusammensetzung aufrechterhalten wird.

Versuche haben gezeigt, daß beinahe sämtliche, in der Industrie anfallende Abwasser-Schlämme bereits eine so hohe Konzentration an silikationsfähigen Komponenten aufweisen, daß auf die Beimengung von Additiven und/oder Füllstoffen gänzlich verzichtet werden kann und dennoch sichergestellt ist, daß bei einer thermi schen Behandlung über beispielsweise 10 bis 20 Stunden in einem Temperaturbereich von etwa 1000 bis 1400°C eine hundertprozentige Ummantelung der umweltschädlichen Schadstoffe erzielt wird. Zum Nachweis der Funktionsfä higkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden Eluat- Versuche nach DIN 38 414-S4. durchgeführt, wobei die aus den Abwasser-Schlämmen hergestellten Formkörper nach dem Silikations-Prozeß zermahlen und das daraus entstehende Granulat dem Test unterzogen wurde. Der Test zeigte überraschenderweise, daß das Eluat aus dem Test Trinkwasser-Qualität aufwies, was ein Zeichen da für ist, daß die Wasser-Löslichkeit der eingeschmolze nen Schadstoffe gleichsam nicht mehr gegeben ist und die Organik völlig dem Produkt entzogen wurde. Dabei ergibt sich gleichzeitig eine sehr große Ausbeute an inertisiertem Schadstoff, da in der Regel nur ein Mini mum an Zusatzstoffen mitverarbeitet werden muß. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dementsprechend zur Beseitigung von mit Schadstoffen belasteten Schläm men in großem Maßstab.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist da bei darin zu sehen, daß das Endprodukt des Verfahrens in vorteilhafter Weise sinnvoll eingesetzt werden kann, so beispielsweise in zerkleinerter Form als Filter stoff, indem die große spezifische Oberfläche der mit der Schmelzephase umgebenen Schadstoffpartikel aus genützt wird, was auch bei Aktivkohlefiltern der Fall ist. Ein weiteres vorteilhaftes Verwendungsgebiet be steht darin, den bei der Inertisierung gewonnenen Form körper als keramisches Baumaterial, wie z. B. als Bo denbelagplatte oder dergleichen einzusetzen. Über die Additive und/oder Füllstoffe kann auf die jeweils er forderliche physikalische Eigenschaft des Baumaterials Einfluß genommen werden. Da sich der bei der Inertisie rung gewonnene Formkörper insbesondere durch ein großes Porenvolumen auszeichnet, kann der beim erfindungsgemä ßen Verfahren entstehende Formkörper auch dazu herange zogen werden, umweltbelastende Flüssigkeiten, wie z. B. auf Fahrbahnen ausgetretenes Öl bzw. auslaufenden Treibstoff zu binden, indem von der kapillaren Wirkung der porösen Struktur Gebrauch gemacht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit einer Vielzahl von unterschiedlichsten Schlamm-Konsistenzen erprobt, wobei festgestellt werden konnte, daß das entscheidende Kriterium für den Erfolg des Verfahrens der Anteil an schmelzebildenden, wie z. B. silikationsfähigen Be standteilen im zu entsorgenden Substrat darstellt. Es ist dementsprechend auch möglich, Schlämme mit organi schen Bestandteilen zu verarbeiten, wobei aufgrund der Flüchtigkeit dieser organischen Bestandteile bei ther mischer Behandlung vorzugsweise eine gezielte Verbren nung und/oder Filterung der Organik durchgeführt werden sollte, was Gegenstand des Patentanspruches 3 ist.

Bevorzugte Additive sind bei Temperatureinwirkung schmelzebildende Substanzen, wobei durch geeignete Mi schungen von Additiven Einfluß auf den Temperaturbe reich genommen werden, in dem die Umschmelzung der eluatfrei zu beseitigenden Schadstoffe hauptsächlich abläuft. Besonders vorteilhaft ist es, entsprechend Anspruch 4 die Additive aus silikationsfähigen Abfällen auszuwählen, wie z. B. aus Schleifstaub der optischen Industrie. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine besonders preiswerte Bereitstellung des Additivs, sondern darüber hinaus der zusätzliche Vorteil, daß die in diesen Schleifstäuben ebenfalls enthaltenen, hochgiftigen Schadstoffe, wie z. B. Arsen, so in den Formkörper eingebunden werden, daß auch diese Schadstoffe keine Gefahr mehr für die Umwelt darstellen können.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt schließlich noch darin, daß das Temperaturprofil bzw. die Temperaturführung für die Inertisierung der in den Schlämmen enthaltenen Schadstoffe optimal auf das zu behandelnde Substrat, und zwar hinsichtlich der Zu sammensetzung einerseits und der Gestalt des Formkör pers andererseits abgestimmt werden kann. Es ist auf diese Weise möglich, im gesamten Querschnittsbereich des Formkörpers eine kontrollierte Umsetzung der Sub strat-Struktur mit der gewünschten Einkapselung der Schadstoffe zu erzielen. Hierdurch liegen reproduzier bare Verhältnisse vor, die für eine umweltverträgliche Beseitigung selbst hochgiftiger Schadstoffe eine unab dingbare Voraussetzung bilden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrere Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Ablauf-Diagramm für das erfindungsge mäße Verfahren zur Inertisierung von in Schlämmen enthaltenen Schadstoffen;

Fig. 2 eine schematisierte Gefügeansicht eines aus belastetem Klär- oder Abwasserschlamm hergestellten Formkörpers; und

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht des Formkörpers nach thermischer Behandlung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Inertisierung von in Klärschlamm oder industriellen und/oder kommunalen Ab wasserschlämmen enthaltenen Schadstoffen läuft vorzugs weise nach dem Diagramm gemäß Fig. 1 ab. Anfallendes Abwasser bzw. anfallende Abfallstoffe aus dem industri ellen oder kommunalen Bereich werden zu Klärschlämmen gesammelt. Nach ggf. erfolgter Herausfilterung verwert barer Stoffe wird der belastete Schlamm zu einem stich festen Substrat verarbeitet. In diesem Zustand setzt das erfindungsgemäße Verfahren an. Es wird zunächst eine Roh-Analyse des Klärschlamms durchgeführt, um den Prozentsatz an schmelzebildenden, beispielsweise sili kationsfähigen Bestandteilen in diesem Substrat zu be stimmen. In Abhängigkeit von diesem Meßergebnis wird zunächst entschieden, ob Additive und/oder Füllstoffe, die sich als Wärmeträger in einem späteren thermischen Behandlungsprozeß eignen könnten, diesem Schlamm-Sub strat beigemengt werden müssen. Es erfolgt eine Weiter verarbeitung des dann ggf. als Mischsubstrat vorliegen den Schlamms dahingehend, daß durch Umformung ein Roh- Formkörper definierter Geometrie geschaffen wird, bei spielsweise in Form von Quadern, Platten oder aber auch als Granulat oder Strangpreß-Rohling. In Abstimmung mit dieser Geometrie und der Zusammensetzung wird ein vor bestimmtes Temperaturprofil und/oder eine vorbestimmte Temperaturführung für die nachfolgende thermische Be handlung gewählt. Die Wahl des Temperaturprofils und/oder der Temperaturführung erfolgt derart, daß die im zu behandelnden Substrat zusätzlich noch enthaltenen Stoffe, wie z. B. organische Bestandteile kontrolliert und in einem solchen Zustand austreten, daß entweder eine vollständige Verbrennung im Hochtemperaturbereich der thermischen Behandlungsanlage oder eine Herausfil terung aus der Abluft möglich ist. Ein weiteres Krite rium bei der Auswahl der Temperaturführung und/oder des Temperaturprofils ist die Sicherstellung einer über den gesamten Querschnitt des Formkörpers zu erfolgenden Schmelzebildung, um die zu inertisierenden Schadstoffe allseitig mit Schmelze, wie z. B. mit Silikaten zu um geben. Diesbezüglich wird auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen. Die mit 10 bezeichneten Schadstoffpartikel oder Schadstoff-Ansammlungen sind in dem aus formbaren Substrat bestehenden Formkörper von einer Trägermasse 12 umgeben, die unter Temperatureinwirkung schmelzebil dende, beispielsweise silikationsfähige Bestandteile, wie z. B. Glaspartikel, enthält. Die Masse 12 kann dar über hinaus andere, beispielsweise flüchtige Stoffe, wie z. B. organische Verbindungen oder Wasser oder aber auch zusätzliche Trägersubstanzen in Form von sinterba ren Materialien enthalten.

Fig. 3 zeigt das Gefüge des Formkörper-Endprodukts nach Abschluß der thermischen Behandlung. Die zu iner tisierenden Schadstoffe bzw. Schadstoffpartikel 10 sind von einer vollkommen dichten, erstarrten Schmelzephase 12* umgeben. Mit 14 sind Poren bezeichnet, die entweder geschlossen oder offen sein können, wobei das Porenvo lumen über die Zusammensetzung des Substrates 12 und durch Wahl des Temperaturprofils bzw. der Temperatur führung steuerbar ist. Es ergibt sich auf diese Art und Weise eine allseitige Einkapselung der Schadstoffe 10, so daß letztere in eine nicht-lösliche Form übergeführt sind. Mit 16 sind gesinterte Trägersubstanzen bezeichnet, die die innere Struktur des Formkörpers zu sätzlich vernetzen, um die Stabilität des Körpers zu erhöhen. Der bei der thermischen Behandlung entstandene Endprodukt-Formkörper kann zum einen problemlos gela gert werden, da eine Herauslösung der Schadstoffe - wie vorstehend beschrieben - und damit ein Eindringen der Schadstoffe in das Grundwasser wirksam ausgeschlossen ist. Der Formkörper kann auch als gesundheitsneutraler Baustoff verwendet werden. Es hat sich sogar gezeigt, daß selbst in zermahlener Form wirtschaftlich vorteil hafte und gleichzeitig umweltschonende Einsatzmöglich keiten des Verfahrens-Endprodukts möglich sind.

Die zermahlenen Partikel zeichnen sich dadurch aus, daß sie eine sehr große spezifische, d. h. auf das Volumen bezogene Oberfläche haben, so daß sich die aus dem Formkörper-Endprodukt hergestellten Partikel als Fil terstoffe eignen. Durch das große, erzielbare offene Porenvolumen des Formkörper-Endprodukts kann unter Aus nützung der Saugfähigkeit des Formkörpers auch ein Ein satz als Bindemittel für umweltbelastende Stoffe, wie z. B. Öl oder Treibstoff, in Frage kommen. Um die über raschenden Wirkungen des Verfahrens zu dokumentieren, wird nachstehend auf drei Beispiele der Verarbeitung von belasteten Schlämmen Bezug genommen:

Beispiel 1

Es wurde Klärschlamm aus Haushalten und aus der Indu strieproduktion mit Glasschleifschlamm der glasverar beitenden Industrie vermengt. Die Zusammensetzung der Einzelkomponenten können den nachstehenden Tabellen 1 und 1A entnommen werden.

Tabelle 1

Analyse Klärschlammgranulat

Das Schmelzpunktverfahren dieses Stoffs wurde bestimmt wie folgt:

Der Klärschlamm hatte eine Schüttdichte von 0,47 g/ml, eine Dichte von 1,59 g/ml und der Glührückstand betrug 41,87%.

Tabelle 1A

Analyse Glasschleifschlamm auf SBW-Parameter

Die Untersuchungen an Eluat gemäß DEV S 4 Ziff. 7.1 er gab folgende Werte:

Die Mischung enthielt 10% Glasschleifschlamm und 90% Klärschlamm.

Es erfolgte eine thermische Behandlung der aus den oben genannten Komponenten gebildeten Formkörper mit den Ab messungen 50 × 13 × 18 mm und 50 × 13 × 60 mm. Das Tem peraturprofil wurde wie folgt gewählt:

Tabelle 2

Temperaturprofil Beispiel 1

Das Formkörper-Endprodukt wurde einem sogenannten "Eluat"-Test nach DIN 38 414-S4 unterzogen. Die Testergebnisse sind in den Tabelle 3A und 3B wiedergegeben.

Tabelle 3A

Eluattest Versuchskörper Nr. 1

Tabelle 3B

Eluattest Versuchskörper Nr. 2

Das Testergebnis zeigt, daß die aus dem Formkörper-End produkt gewonnenen Partikel so beschaffen sind, daß eine komplette Nicht-Löslichkeit der umschmolzenen Schadstoffe gegeben ist. Das Eluat des Versuchs nach DIN 38 414-S4 zeigte Trinkwasserqualität.

Beispiel 2

Dieses Beispiel unterscheidet sich vom zuvor beschrie benen Beispiel 1 dadurch, daß der Klärschlamm mit der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 unmittelbar einer ther mischen Behandlung gemäß nachfolgender Tabelle 4 unter zogen wurde:

Tabelle 4

Temperaturprofil Beispiel 2

Auch das hierdurch entstehende Formkörper-Endprodukt wurde dem oben genannten Formkörper-Test (Eluat-Test) unterworfen. Die Testergebnisse sind der folgenden Ta belle 5 entnehmbar.

Tabelle 5

Eluattest Beispiel 2

Es zeigt sich, daß der zu entsorgende Klärschlamm be reits eine ausreichende Menge an silikationsfähigen Be standteilen enthält, um eine vollständige Ummantelung der Schadstoffe mit einer fluiddichte Schmelzephase sicherzustellen. Auch das Eluat gemäß diesem Test fällt in die Rubrik Trinkwasser, mit Ausnahme von Chrom.

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde Phosphatierschlamm mit der Zusammensetzung gemäß Tabelle 6 verwendet.

Tabelle 6

Analyse Phosphatierschlamm

Das bei 105°C getrocknete Schlammaterial wurde je nach Metall mittels Säuren oder Laugen aufgeschlossen und mit Atom-Absorptions-Spektralphotometrie quantitativ untersucht:

Eluatuntersuchungen ergaben folgendes Bild bei einem Eluat von 1 : 10 gemäß DEV S 4:

Die Temperaturführung erfolgte nach folgender Tabelle 7:

Tabelle 7

Temperaturprofil Beispiel 3

Der Eluat-Test ergab die in den Tabellen 8A und 8B wiedergegebenen Werte:

Tabelle 8A

Eulattest Proben-Nr. 1

Tabelle 8B

Eluattest Proben-Nr. 2

Die Erfindung eignet sich auch zur Inertisierung von Schadstoffen, die als Filterstäube mit hoher Schadstoffkonzentration beispielsweise in Müllverbren nungsanlagen anfallen und dann also Schadstoff-Träger substrat dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen werden.

Claims

1. Verfahren zur Inertisierung von in Klärschlamm oder in dustriellen und/oder kommunalen Abwasser-Schlämmen ent haltenen Schadstoffen, bei dem eine Verarbeitung des Klärschlamms oder des Abwasser-Schlamms zu einem aus formbarem Substrat bestehenden Formkörper erfolgt, gekenn zeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Bestimmung des Anteils an unter Temperatureinwirkung schmelzebildenden Bestandteilen im Schadstoffträger;
b) Entscheiden, ob der vorhandene Anteil an schmelze bildenden Bestandteilen zur Schmelze-Ummantelung der Schadstoffe ausreicht oder ob Additive und/oder Füll stoffe mit einer vorbestimmten Menge an schmelzebil denden Materialien beigemengt werden müssen;
c) Verarbeiten des Klärschlamms oder des Abwasser- Schlamms bzw. der hieraus hergestellten Mischung zu dem Formkörper, der eine für die Schmelze-Ummantelung der Schadstoffe ausreichende Menge an schmelzebilden den Materialien enthält;
d) thermische Behandlung des Formkörpers mit einem Tem peraturprofil, bei dem der Formkörper mit einer Auf heizzeit von zumindest 4 bis 10 Stunden auf eine den Schmelzpunkt des schmelzebildenden Materials er reichende Temperatur gebracht und über eine Haltezeit von zumindest 3 Stunden auf dieser Temperatur gehal ten wird, wodurch
e) ein definiertes Formkörper-Endprodukt mit veränderten physikalischen Eigenschaften erhalten wird derart, daß die zu inertisierenden Schadstoffe (10) oder Schadstoffgruppen oder -Verbindungen in eine nicht lösliche Form (10, 12*) übergeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Anteil an silikati onsfähigen Materialien bestimmt bzw. festgelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der thermischen Behandlung von Schlämmen mit or ganischen Bestandteilen eine Verbrennung und/oder Fil terung der flüchtigen organischen Bestandteile erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß als Additive silikationsfähige Abfälle oder Produktions-Reststoffe verwendet werden,

5. Formkörper aus thermisch behandeltem Klär- oder industri ellem und/oder kommunalem Abwasser-Schlamm mit darin ent haltenen Schadstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schadstoffe im Formkörper von einer unter thermischer Be handlung aus einer Schmelze hervorgegangenen, Substanz (12*) überzogen sind und damit in einer inertisierten, nicht-löslichen Form vorliegen.

6. Formkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz eine silikathaltige Substanz ist.

7. Formkörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß eine Trägersubstanz (16) vorhanden ist, mit der die inertisierten Schadstoffe zu einer tragenden Struktur vernetzt sind.

8. Formkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägersubstanz von einem keramischen Material gebil det ist.

9. Verwendung des Formkörpers nach einem der Ansprüche 5 bis 8 als keramisches Bauteil.

10. Verwendung des Formkörpers nach einem der Ansprüche 5 bis 8 in zerkleinerter, klassifizierter Form als Filtrations stoff.

11. Verwendung des Formkörpers nach einem der Ansprüche 5 bis 8 als Bindemittel für flüssige Schadstoffe.