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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Inertisieren
von Schlämmen,
insbesondere von Ausbaggerungssedimenten.
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Die
Probleme, die durch die unablässig
steigenden Mengen von zu beseitigenden, zu behandelnden und zu lagernden
Schlämmen
hervorgerufen werden, sind nur zu gut bekannt. Diese Schlämme stammen
aus verschiedenen Quellen. Beispielsweise kommen sie von Wasserreinigungsanlagen,
vom Baggern oder Ausbaggern von Wasserläufen oder aus verschiedenen
Industrien. Der Fall von Sedimenten aus dem Ausbaggern von Schifffahrtswegen
ist besonders beunruhigend in Anbetracht der betroffenen Mengen
und deren Verunreinigung durch solche Schadstoffe wie Schwermetalle
und organische Materialien. Ein erheblicher Anteil der Schifffahrtswege
in Nordeuropa ist zur Zeit durch Schlämme blockiert, die den Schiffsverkehr
behindern. Die daraus folgenden direkten oder indirekten Konsequenzen
für die
Wirtschaft und die Umwelt sind sehr bedeutend. Anderseits ist es
notorisch, daß diese
besorgniserregende Situation des Schifffahrtnetzes hauptsächlich auf
die Mißstände der
aktuellen Lösungen
zur Behandlung und Lagerung von kontaminierten Schlämmen zurückzuführen ist.
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In
der Tat besteht ein bequemes Mittel zur Entsorgung der Schlämme darin,
sie von Booten in das Meer abzulassen oder sie mit Hilfe von Rohrleitungen
zu Klärdeponien
zu befördern.
Wenn jedoch die Schlämme
durch Schwermetalle oder gefährliche
organische Materialien verunreinigt sind (was im allgemeinen bei den
Sedimenten der Fall ist, die vom Ausbaggern von Schifffahrtswegen
stammen), ist diese Vorgangsweise offensichtlich unannehmbar. Bevor
sie entsorgt werden können,
müssen
die Schlämme
somit inertisiert werden, um den Ungiftigkeitstests zu entsprechen.
Dazu werden die Rückstände der
Inertisierungsbehandlung einem Auslaugen unterzogen, beispielsweise
gemäß der französischen
Norm "TL" oder der niederländischem Norm "NEN", wie nachstehend
definiert. Die Auslaugungsprodukte werden dann analysiert und ihr
Gehalt an verschiedenen Verunreinigungen muß unter gesetzlich festgelegten
Grenzwerten bleiben. Insbesondere gibt es Normen für die Annahme
von "stabilisierten
Abfällen
der Klasse 1".
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Zur
Behandlung großer
Schlammmengen mit dem Ziel, sie entsorgen zu können, ist es bekannt, die Schlämme zu verbrennen
und sie anschließend
mit einem hydraulischen Bindemittel zu vermischen (Gray und Penessis, "Engineering properties
of sludge ash",
Journal WPCF, Bd. 44, Nr. 5, Mai 1976, S. 847–858). Eine solche Behandlung
verringert das Volumen der Schlämme
und ermöglicht,
dank der erzielten Verfestigung, ihre Aufwertung in verschiedenen
Anwendungen. Wenn jedoch die Schlämme durch Schwermetalle und
insbesondere durch Blei verunreinigt sind, ermöglicht diese bekannte Behandlung
kein ausreichendes Inertisieren, damit die Schlämme ungefährlich werden.
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Die
Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend angeführten Nachteile zu überwinden,
indem ein Verfahren zum Behandeln von durch Schwermetalle und organische
Materialien verunreinigten Schlämmen
geschaffen wird, das einfach und wirtschaftlich ist und die Schlämme in kompakte
Blöcke
transformiert, die gute mechanische Eigenschaften aufweisen und
den standardisierten Toxizitätstests
entsprechen.
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Demgemäß betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Inertisieren von Schwermetalle und
organische Materialien enthaltendem Schlamm, worin der Schlamm einem
Kalzinieren unterworfen wird, mit Wasser angemacht wird und das
resultierende Gemisch einem Abbinden und einem Aushärten unterworfen
wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Schlamm
vor dem Kalzinierungsschritt Phosphorsäure zugesetzt wird.
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Unter "Schlamm" soll eine wäßrige Substanz
verstanden werden, die Lehm, Schlick und Mineralstoffe in Suspension
enthält
(Sand, auch Splitt). Die aus dem Ausbaggern von Schifffahrtswegen
stammenden Sedimente stellen ein Beispiel für Schlämme dar, auf die die Erfindung
anwendbar ist. Die Breite der Korngrößenverteilung der im Schlamm
suspendierten Teilchen kann sehr groß sein, beispielsweise von
unter 1 μm
bis zu mehreren Hundert μm.
Die Schlämme
enthalten häufig
einen hohen Gehalt an sehr feinen Teilchen. Häufig bestehen 10 Gew.-% des
getrockneten Schlammes aus Teilchen mit einem Durchmesser von kleiner
als 5 μm, wogegen
der Gehalt an Feinkies mit einem Durchmesser von über 500 μm mehrere
Prozent erreichen kann. Anderseits weisen die Histogramme der Korngröße bestimmter
Schlämme
die Besonderheit auf, mehrmodal zu sein, d.h., daß sie mehrere
Maxima zeigen.
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Die
Schlämme
können
so wie sie sind inertisiert werden. Sie können auch einer Vorbehandlung
unterworfen werden, in deren Verlauf die gröbsten Teilchen eliminiert werden.
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Die
Schlämme,
die inertisiert werden sollen, können
je nach ihrer Herkunft eine unterschiedliche Wassermenge umfassen. Üblicherweise
enthalten die zu inertisierenden Schlämme eine Gewichtsmenge an Wasser
von über
20 %. Üblicherweise
liegt diese Menge zwischen 30 und 60 %. Im allgemeinen liegt sie
unter 70 %.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren
sind Schlämme,
die Gewichtsmengen an Wasser von über 30 % enthalten, gut geeignet.
Mengen von über
70 % oder in bestimmten Fällen
60 % sind dagegen zu vermeiden, weil sie die Verfahrenskosten vergrößern. Da
die meisten der zu behandelnden Schlämme einen Gewichtsanteil an
Wasser aufweisen, der zwischen 30 und 60 % variiert, ist es im allgemeinen
weder erforderlich, Wasser zuzusetzen noch Wasser abzutrennen (durch
Dekantieren, Verdampfen, ...).
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Unter "Schwermetallen" sollen die Metalle
verstanden werden, deren spezifische Masse wenigstens 5 g/cm3 beträgt,
sowie Beryllium, Arsen, Selen und Antimon, entsprechend der allgemein
zulässigen
Definition (Heavy Metals in Wastewater and Sludge Treatment Processes;
Bd. I, CRC Press Inc; 1987; S. 2). Das Blei ist in Anbetracht seines
verhängnisvollen
Einflusses auf den menschlichen Organismus ein besonders signifikantes
Beispiel. Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung inertisierten
Schlämme
können
auch metallisches Aluminium enthalten.
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Die
organischen Materialien können
im flüssigen
Zustand oder im festen Zustand in dem Schlamm vorliegen. Sie können beispielsweise
apolare Kohlenwasserstoffe, aliphatische oder aromatische (ein-
oder mehrkernige) Kohlenwasserstoffe und halogenierte Lösungsmittel
umfassen.
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Gemäß der Erfindung
wird der Schlamm mit Phosphorsäure
versetzt. Die anzuwendende Phosphorsäuremenge hängt von der genauen Zusammensetzung
des zu behandelnden Schlammes ab. Ohne durch eine theoretische Erklärung gebunden
sein zu wollen, glaubt der Erfinder, daß sich infolge der Zugabe der Phosphorsäure beim
Kalzinieren Calciumpyrophosphat ausbildet. Dieses Pyrophosphat erweist
sich als ein Schwermetallfänger.
Die genaue Menge der anzuwendenden Phosphorsäuremenge hängt somit von dem Gehalt des
Schlammes an diesen Schwermetallen ab. In der Praxis wird eine Gewichtsmenge
von wenigstens 1 % (vorzugsweise 2 %), bezogen auf das Trockenmaterialgewicht,
eingesetzt. Es wird bevorzugt, daß die Phosphorsäuremenge
unter 15 % beträgt.
Im allgemeinen sind Mengen zwischen 2 und 6 % gut geeignet.
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Das
Kalzinieren soll die organischen Materialien zerstören. Das
Kalzinieren wird im allgemeinen bei einer Temperatur von über 450°C vorgenommen,
damit die organischen Materialien ausreichend zerstört werden.
Es ist zweckmäßig, eine übermäßige Temperatur
zu vermeiden, die dazu führen
würde,
daß ein
Teil der Schwermetalle verdampft wird. In der Praxis liegt die Kalzinierungstemperatur
unter 1.000°C.
In einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt die Kalzinierungstemperatur über 500°C und unter 800°C. Um besonders
gut die organischen Materialien zu zerstören und möglichst wenig der Schwermetalle zu
verflüchtigen,
ist es besonders vorteilhaft, daß die Temperatur der Kalzinierung über 550°C und unter
750°C beträgt.
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Es
hat sich gezeigt, daß in
vorteilhafter Weise das Kalzinieren unter einer geregelten Atmosphäre vorgenommen
wird.
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Zu
diesem Zweck ist in einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
diese Atmosphäre
oxidierend. Diese Variante erleichtert das Abbinden des Mörtels. In
diesem Fall kann beispielsweise die Umgebungsluft verwendet werden.
Es muß daher
darauf geachtet werden, daß im
Ofen ausreichend Luft verfügbar
ist.
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In
einer anderen speziellen Ausführungsform
ist die Atmosphäre
reduzierend. Diese Ausführungsform ist
besonders vorteilhaft, indem sie die Ausbildung von Chrom VI verhindert.
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Die
Dauer der Kalzinierung hängt
von der Zusammensetzung des zu inertisierenden Schlammes und von
der Anordnung des Materials im Kalzinierungsofen ab. Sie muß ebenfalls
ausreichend sein, um die organischen Materialien zu zerstören und
ausreichend Pyrophosphat zu produzieren.
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In
der Kalzinierungsstufe wurde beobachtet, daß gewisse Schlämme, insbesondere
jene, die reich an Calcit sind, zur Ausbildung von Puzzolanmaterialien
Anlaß geben.
Dieses Phänomen
ist deutlicher ausgeprägt,
wenn die Kalzinierungstemperatur 750°C übersteigt. In diesem Fall ist
es nicht erforderlich, ein hydraulisches Bindemittel zuzusetzen,
um das Abbinden und Aushärten
herbeizuführen.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung wird dem Kalzinierungsprodukt ein hydraulisches Bindemittel
zugemischt.
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Das
hydraulische Bindemittel besteht gewöhnlich aus Portlandzement.
Die Anwendung von Hochofenzement (mit einem Gehalt an metallurgischer
Schlacke) begünstigt
jedenfalls die Reduktion von Chrom VI. Puzzolanmaterialien, wie
Aschen aus der Kohleverbrennung, können ebenfalls geeignet sein.
Beim Mischen des hydraulischen Bindemittels mit dem zur Ausbildung
des Mörtels
bestimmten Kalzinierungsprodukt muß eine ausreichende Menge an
Anmachwasser zugesetzt werden, um eine plastische Paste zu erreichen.
Die Menge an einzusetzendem hydraulischem Bindemittel hängt von
verschiedenen Parametern ab, insbesondere vom ausgewählten hydraulischen
Bindemittel, von der Zusammensetzung der Schlämme und von den für das Endprodukt
des erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens
angestrebten Eigenschaften, insbesondere von seiner mechanischen
Festigkeit. In der Praxis empfiehlt es sich häufig, eine Gewichtsmenge an
Bindemittel von größer als
1 % des Gewichtes der Kalzinierungsaschen anzuwenden. Erfindungsgemäß ist es
wünschenswert,
daß das
Gewicht des hydraulischen Bindemittels unter 50 % liegt und vorzugsweise
30 % nicht überschreitet.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
wird eine Gewichtsmenge an hydraulischem Bindemittel von größer als
2 % und kleiner als 20 % des Kalzinierungsproduktes angewendet.
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Die
Form der festen Masse, die am Ende des Aushärtens, das mehrere Tage dauern
kann, erhalten wird, ist diejenige, unter der der Mörtel geformt
worden ist. Sie kann beispielsweise Briketts oder kugelige oder prismatische
Blöcke
umfassen. Sie ist kompakt, im wesentlichen frei von gasförmigen Einschlüssen und
weist daher gute mechanische Eigenschaften auf, insbesondere eine
ausreichende Härte
und genügende
Schlagfestigkeit, um sie ohne Schwierigkeiten handhaben und lagern
zu können.
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Die
solide und kompakte Masse ist gegenüber atmosphärischen Agenzien im wesentlichen
inert und entspricht den Toxizitätsnormen
für die
Auslaugungsprodukte, die nach den strengen Methoden, wie sie durch die
Normen "TL" oder "NEN" definiert sind,
extrahiert werden.
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Der
französische
Test für
die Dreifachauslaugung "TL" wird in der französischen
Norm XPX 31-210 beschrieben. Das Testprotokoll besteht in einem
solchen Mahlen des Materials, daß es durch ein Sieb von 4 mm
Maschenweite passieren kann. Dieses gemahlene Material wird einer
Dreifachauslaugung mit entmineralisiertem Wasser unterworfen, bei
einem Flüssigkeits/Feststoff-Verhältnis von
10, unter konstantem Rühren. Am
Ende jedes Auslaugungsvorganges wird der Gehalt der Waschflüssigkeit
an Schwermetallen des dem Test unterworfenen Pulvers bestimmt.
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Der
niederländische
Test "NEN" seinerseits besteht
darin, das Muster fein zu mahlen (kleiner 125 μm) und Wasser in einem Verhältnis Wasser:Feststoff
von 50 zuzusetzen. Dann wird 3 Stunden auf pH 7, danach ebenfalls
3 Stunden auf pH 4 gehalten (das ist der Mindest-pH-Wert von Regenwasser).
Die pH-Einstellung erfolgt
kontinuierlich mit einer 1N-Salpetersäurelösung (nicht komplexierende
Säure).
Der Gehalt der flüssigen Phase
an Schwermetallen wird dann analytisch bestimmt.
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In
besonders vorteilhafter Weise werden das Abbinden und das Aushärten des
Mörtels
an seiner Endlagerstätte
ausgeführt.
Dieser Ort wird in vorteilhafter Weise beispielsweise ein stillgelegter
Steinbruch, ein See oder jeglicher Hohlraum sein, den man ausfüllen möchte. Wenn
der Hohlraum ursprünglich
mit Wasser gefüllt
ist, wird es nicht notwendig sein, dieses zur Gänze abzuführen, da das Abbinden und das
Aushärten des
Mörtels
in keiner Weise durch die Gegenwart des Wassers behindert werden.
Aufgelassene Steinbrüche eignen
sich ganz besonders gut zur Lagerung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
inertisierten Schlämme.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird dem Anmachwasser ein reduzierendes Additiv zugesetzt. Als Beispiel
kann dieses Additiv unter Eisen, Mangan, Verbindungen von Eisen(II),
Verbindungen von Mangan(II) oder reduzierenden Salzen von Alkalimetallen
ausgewählt
werden. In dieser Ausführungsform
des Verfahrens wird das Reduktionsmittel in einer Gewichtsmenge zugesetzt,
die zwischen 0,1 und 1 Gew.-% der im Schlamm enthaltenen Trockenmaterialien
liegt.
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In
einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das reduzierende
Additiv Natriumsulfit.
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Für die Anwendung
des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist die Herkunft der Schlämme
nicht kritisch. Beispielsweise kann das Verfahren angewendet werden
auf:
- • Schlämme, die
aus der Dekantation von Abwässern
industrieller oder städtischer
Herkunft stammen,
- • Sedimente,
die aus dem Baggern oder Ausbaggern von Flüssen, Teichen, Brunnen oder
Abwasserkanälen
herrühren,
- • Sedimente,
die aus dem Ausbaggern von Schifffahrtswegen (beispielsweise Häfen, Seen,
Flüsse,
Kanäle) stammen.
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Die
Erfindung eignet sich ganz speziell für Schlämme, die aus Sedimenten bestehen,
die aus dem Ausbaggern von Schifffahrtswegen herrühren.
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Die
Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezugnahme
auf die angeschlossenen Zeichnungen veranschaulicht.
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Die 1 stellt
das Schema einer Anlage dar, die eine besondere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Anwendung bringt; die 2 ist ein Histogramm der Korngrößenverteilung
eines dem erfindungsgemäßen Verfahren
unterzogenen Schlammes; die 3 ist der 2 analog,
im Falle eines anderen Schlammes.
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Die
in 1 schematisch dargestellte Anlage ist zur Behandlung
von Sedimenten des Ausbaggerns 1 bestimmt, die Schwermetalle
und organische Materialien umfassen. Die Anlage umfaßt eine
Reaktionskammer 4, worin das Sediment aus dem Ausbaggern 1 mit
einer ausreichenden Menge Phosphorsäure 2 und gegebenenfalls,
soferne erforderlich, Wasser 3 versetzt wird, um durch
Kneten eine pumpfähige
Masse 5 auszubilden. Die pumpfähige Masse 5 wird
aus der Reaktionskammer 4 abgezogen und in einen Kalzinierungsofen 6 eingebracht,
wo sie auf eine Temperatur in der Gegend von 650°C in Gegenwart von Luft während einer
Zeitdauer erhitzt wird, die ausreicht, um die organischen Materialien
zu zersetzen. Das aus dem Ofen 6 entnommene kalzinierte
Material 7 wird zu einem Knetraum 10 transferiert,
worin es mit Wasser 8 und einem hydraulischen Bindemittel 9 in
geregelten Mengen versetzt wird, um durch das Kneten mit dem kalzinierten
Material 7 einen hydraulischen Mörtel 11 auszubilden.
Der Mörtel 11 wird
von der Knetkammer 10 abgepumpt und über die Leitungen 12 zu
einem stillgelegten Steinbruch 13 befördert, wo er verteilt wird.
Der Mörtel 11 wird
anschließend
einem Abbinden und Aushärten
am Ort seiner Lagerung unterworfen, um einen stabilisierten Abfall 14 auszubilden.
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Die
Beispiele, deren Beschreibung folgt, lassen das Interesse der Erfindung
ersichtlich werden.
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Erste Versuchsreihe
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In
den nachfolgend beschriebenen Beispielen 1 bis 4 wurden in einem
Kanal entnommene Schlämme behandelt.
Die gewichtsmäßige Zusammensetzung
des Schlammes ist in der nachfolgenden Tabelle 1 angeführt. Die
Korngrößenverteilung
des Schlammes ist in
2 dargestellt, worin der Abszissenmaßstab den
Teilchendurchmesser darstellt, die linke Ordinate die Korngrößenverteilung
in Relativeinheiten zeigt und die rechte Ordinate die kumulierten
Fraktionen der Verteilung angibt, in Gewichtsprozent der Trockenmaterialien. Tabelle
1
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Beispiel 1 (nicht erfindungsgemäß)
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Es
wurden Schlammportionen, die 1 kg Trockenmaterial entsprachen (das
sind 2 kg Rohschlamm), in irdene Behälter eingebracht und 1 Stunde
lang bei einer Temperatur von 600°C
kalziniert (ausgehend vom kalten Ofen, Anstieg auf 600°C in 1 h).
Das Kalzinierungsprodukt wurde danach mit 10 % gewöhnlichem
Portlandzement versetzt, entsprechend 12 g Zement auf 108 g kalzinierten
Schlamm. Diese Muster von 120 g wurden dann mit einer ausreichenden
Menge Wasser angemacht, um eine plastische Paste zu erhalten, das
waren ungefähr
55 ml, und wurde dann in Polypropylen-Zentrifugenrohre von 37 mm
Durchmesser gegossen. Nach 28 Tagen wurden die erstarrten Karotten
entformt und Druckfestigkeitsproben mit einer Höhe von etwa 40 mm wurden mit
der Diamantsäge
abgeschnitten. Nach dem Abrichten der Flächen und Trocknen bei gewöhnlicher
Temperatur während
2 Tagen wurde die Raumdichte der Muster gemessen. Schließlich wurden
die Muster dem vorstehend definierten Auslaugtest "TL" unterworfen. Die
Ergebnisse der Raumdichtemessung und des Auslaugtests sind in Tabelle
2 angeführt. Tabelle
2
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Beispiel 2 (gemäß der Erfindung)
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Im
Beispiel 2 wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, außer daß, in Übereinstimmung
mit der Erfindung, das Trockenmaterial mit 29,5 g 85 Gew.-% iger
Phosphorsäure
auf 1 kg Trockenmaterial versetzt wurde, wobei die Homogenisierung
durch einen handbetriebenen Mörtelmischer
sichergestellt wurde. Die Ergebnisse der mechanischen Versuche und
der Auslaugversuche sind in Tabelle 3 angeführt. Tabelle
3
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Man
stellt die deutliche Verringerung der Verunreinigung durch das Cr(VI)
fest. Bei der dritten Auslaugung sind die Mengen nicht feststellbar.
Verunreinigungen durch Blei können
mit diesem Test nicht festgestellt werden (< 50 μg/l).
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Beispiel 3 (nicht erfindungsgemäß)
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Es
wurde wie im Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurde der Test "TL" durch den Test "NEN" ersetzt. Dieser
strengere Test ermöglicht
die Feststellung einer Bleiverunreinigung. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 4 wiedergegeben. Tabelle
4
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Beispiel 4 (gemäß der Erfindung)
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Es
wurde wie im Beispiel 2 vorgegangen, jedoch wurde der Test "TL" durch den Test "NEN" ersetzt. Tabelle
5
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Die
Werte in der Tabelle 5 zeigen die sehr deutliche Verringerung der
Bleiverunreinigung dank der erfindungsgemäßen Behandlung.
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Zweite Versuchsreihe
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In
den nachfolgend beschriebenen Beispielen 5 und 6 wurden aus einem
anderen Kanal entnommene Schlämme
behandelt. Die gewichtsmäßige Zusammensetzung
des Schlammes ist in der nachfolgenden Tabelle 6 angeführt. Die
Korngrößenverteilung
des Schlammes ist in
3 veranschaulicht, worin auf
der Abszisse die Teilchendurchmesser aufgetragen sind, die linke
Ordinate die Korngrößenverteilung
in Relativeinheiten angibt und die rechte Ordinate die kumulierten
Fraktionen der Verteilung darstellt, in Gew.-% Trockenmaterial. Tabelle
6
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Beispiel 5 (nicht erfindungsgemäß)
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In
diesem Beispiel wurde, ausgehend von Schlämmen, deren Zusammensetzung
in Tabelle 6 angeführt
ist, nach der gleichen Vorgangsweise wie im Beispiel 1 vorgegangen,
jedoch wurde die Menge des verwendeten hydraulischen Bindemittels
erhöht:
18 g Portlandzement auf 102 g kalzinierten Schlamm (entsprechend
15 %). Tabelle
7
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Beispiel 6 (gemäß der Erfindung)
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Das
Beispiel 6 nimmt die Bedingungen von Beispiel 2 wieder auf, jedoch
ebenfalls unter Erhöhen
der verwendeten Menge an hydraulischem Bindemittel: 18 g Portlandzement
auf 102 g kalzinierten Schlamm (entsprechend 15 %). Tabelle
8
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Wiederum
wird die deutliche Verringerung der Verunreinigung durch Cr(VI)
festgestellt, die durch die erfindungsgemäße Behandlung herbeigeführt wird.
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Beispiel 7 (gemäß der Erfindung)
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In
diesem Beispiel wurden die Bedingungen von Beispiel 6 wieder aufgenommen,
jedoch unter Zusetzen von 0,25 % (auf das Trockenmaterialgewicht
des Schlammes bezogen) an Natriumsulfit (Reduktionsmittel) beim
Mischen des kalzinierten Pulvers mit dem hydraulischen Bindemittel. Tabelle
9
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Man
stellt fest, daß zufolge
des Zusatzes des Reduktionsmittels (Natriumsulfit) das Cr(VI) nicht
mehr feststellbar ist. Dies bestätigt,
daß das
Inertisieren von Cr(VI) verstärkt
worden ist.
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Dritte Versuchsreihe
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In
dieser Versuchsreihe wurden in einem Hafen entnommene Schlämme behandelt.
Diese Schlämme umfassen
Meerwasser. Ihre Zusammensetzung an Schwermetallen und/oder toxischen
Metallen ist in der Tabelle 10 angeführt. Tabelle
10
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Beispiel 8 (gemäß der Erfindung)
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In
diesem Beispiel wurde wie im Beispiel 2 vorgegangen, jedoch ausgehend
von Schlämmen
mit der in Tabelle 10 präzisierten
Zusammensetzung, mit dem Unterschied, daß das Kalzinieren 2 Stunden
lang bei 625°C
ausgeführt
wurde und daß Hochofenzement
(mit einem Gehalt an metallurgischer Schlacke) verwendet wurde,
um das Cr(VI) zu reduzieren. Die Ergebnisse der mechanischen Versuche
und der Auslaugungsversuche sind in Tabelle 11 angeführt. Tabelle
11
- (Cd < 0,005
mg/l; Cu < 0,02
mg/l; Zn < 0,05
mg/l; Pb < 0,04
mg/l)
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Beispiel 9 (gemäß der Erfindung)
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In
diesem Beispiel wurde wie im Beispiel 8 vorgegangen, mit dem Unterschied,
daß der
Auslaugungsversuch mit Meerwasser ausgeführt wurde, dessen Zusammensetzung
in Tabelle 12 angeführt
ist. Tabelle
12
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Die
Ergebnisse der mechanischen Versuche und der Auslaugversuche sind
in Tabelle 13 angeführt. Tabelle
13
- (Cd < 0,005
mg/l; Cu < 0,02
mg/l; Zn < 0,05
mg/l; Pb < 0,04
mg/l)
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Es
zeigt sich, daß das
Vorliegen von Meerwasser in keiner Weise die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens
beeinträchtigt.
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Vierte Versuchsreihe
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In
dieser Versuchsreihe wurde von Schlämmen ausgegangen, die aus einem
See stammen, wobei diese Schlämme
einer Vorbehandlung unterworfen wurden, in derem Laufe aufeinanderfolgend
- • die
Schlammteilchen mit einem Durchmesser von über 60 μm beseitigt werden;
- • die
verbliebenen Materialien einem Flockungsvorgang unterworfen werden,
um die Fest/Flüssig-Auftrennung
zu erleichtern;
- • der
resultierende Schlamm auf einem Filterband gepreßt wird, bis ein Trockenmaterialgehalt
von wenigstens 40 % erzielt wird.
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Die
Zusammensetzung der Schlämme
ist in Tabelle 14 angeführt. Tabelle
14
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Beispiel 10 (gemäß der Erfindung)
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In
diesem Beispiel wurde, ausgehend von dem aus einem See entnommenen
Schlamm, wie in Beispiel 8 vorgegangen.
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Die
Ergebnisse der mechanischen Versuche und der Auslaugversuche sind
in Tabelle 15 angeführt. Tabelle
15
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- (Cd < 0,005
mg/l; Cu < 0,02
mg/l; Ni < 0,05
mg/l; Zn < 0,09
mg/l)
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Beispiel 11 (gemäß der Erfindung)
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In
diesem Beispiel wurde wie im Beispiel 2 vorgegangen, mit dem Unterschied,
daß das
Kalzinieren 2 Stunden lang bei 775°C ausgeführt wurde und daß kein hydraulisches
Bindemittel zugesetzt wurde.
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Die
Ergebnisse des Auslaugversuches sind in Tabelle 16 angeführt und
zeigen das hervorragende Inertisieren der toxischen Substanzen. Tabelle
16
- (Cd < 0,005
mg/l; Cu < 0,02
mg/l; Ni < 0,05
mg/l; Zn < 0,09
mg/l)
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Anderseits
zeigen diese Muster, daß sie
eine hohe Druckfestigkeit von 13 N/mm2 aufweisen,
trotz des Fehlens von hydraulischem Bindemittel.
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Ausbildung von puzzolanischen Verbindungen
bei der Kalzinierung bei höherer
Temperatur der Schlämme,
die einen hohen Calcitgehalt aufweisen.