Stabilisierung von Flugaschen – ein SituationsberichtRoland Weippert

Stabilisierung von Flugaschen – ein Situationsbericht

Roland Weippert

1. Stabilisierung und Verfestigung ...403

2. Chemische Prozesse ...405

3. Physikalische Prozesse ...406

4. Verfahrenstechnik und Mischungsentwicklung ...406

5. Additive, Bindemittel und Dosierreihenfolge ...409

5.1. Zemente ...410

5.2. Flugaschen...410

5.3. Gipse ...411

5.4. Kalke ...411

6. Qualitätskontrolle und Dokumentation ...412

7. Ausblick ...413

Das Verfahren der Stabilisierung und Verfestigung von Abfallmaterialien wird in Europa seit den 1970er Jahren angewendet. Es ist neben den nassmechanischen, biologischen und thermischen Behandlungsverfahren eine anerkannte Methode zur Behandlung kontaminierter Materialien, wie mineralische Böden, Schlämme aus industriellen Abwasserreinigungsanlagen sowie Schlacken und Stäube aus thermischen Prozessen, insbesondere aber auch für die Behandlung von Rückständen aus den Abgasreini- gungssystemen von Hausabfallverbrennungsanlagen.

1. Stabilisierung und Verfestigung

Bei der Stabilisierung und Verfestigung von Abfallmaterialien lautet die Hauptzielstel- lung, die Löslichkeit von schädlichen Substanzen so zu beeinflussen, dass diese mög- lichst niedrig ist. In zwei nacheinander folgenden Prozessstufen wird die Löslichkeit der vorhandenen chemischen Bestandteile, insbesondere der toxischen Schwermetalle, reduziert, so dass nach der Behandlung ein wesentlich geringeres Gefährdungspoten- zial aus dem Abfallmaterial resultiert. Damit kann erreicht werden, einen gefährlichen Abfall in einen nicht gefährlichen Abfall umzuwandeln, und somit bei der Entsorgung des Produktes aus der Stabilisierung und Verfestigung neben der reduzierten Umwelt- gefährdung auch eine preiswertere Deponieklasse in Anspruch zu nehmen.

Bei der reinen Verfestigung mit Zement und anderen puzzolanisch reagierenden Bin- demitteln wird lediglich eine äußere Barriere aufgebaut. Die Kristalle bilden durch ihre Morphologie ein physikalisches Gefüge aus. Die Migration in die Umwelt wird durch die Einbindung in die Zementmatrix, die Verringerung der Durchlässigkeit und die erhöhte Festigkeit verhindert, aber nicht unterbunden.

Beim Stabilisierungs- und Verfestigungsverfahren der LAB GmbH, StabiLAB Geodur genannt, handelt es sich um eine Stabilisierungslösung der dritten Generation, d.h. die Migration der Kontaminanten wird maßgeblich durch die Stoffumwandlung in Form des Aufbaus von inneren Barrieren verhindert. Das Verfahren ist in Europa unter der Nr.: EP 1200 158 B1 und in Polen unter Nr.: PL 19267 B1 patentiert. Durch geeignete, kontaminationsabhängige Reaktionspartner entstehen Fällungsprodukte oder es wer- den Festkörperreaktionen im definierten Milieu hervorgerufen. Die Ionen besetzen ihre Position als Funktion von Durchmesser und Ladung in der Kristallgitterstruktur.

Dies erreicht man nur durch die Kombination von chemischer Umwandlung und physikalischer Strukturveränderung.

Veränderung der chemischen Eigenschaften - Komplexbildung - Kristallisation - Molekulare Bindung - Wertigkeit - pH-Wert

Veränderung der

physikalischen Eigenschaften - Dichte

- Druckfestigkeit - Oberfläche

- Frostwechselverhalten - Durchlässigkeit - Korngröße Löslichkeit

Stabilisierung Verfestigung

Wiederverwertung Deponierung

Im Regelfall werden bei den verschiedenen zu behandelnden Materialien die Wirkungs- weisen der inneren und der äußeren Barrieren auf Grund physikalischer Anforderungen wie geeigneter Druckfestigkeit, verringerte Durchlässigkeit und aus Kostengründen miteinander kombiniert. Für jedes Abfallmaterial auch innerhalb einer Materialgruppe, wird eine materialspezifische Mischung konzipiert.

Die wichtigsten Mechanismen und Wirkungsweisen der Einzelkomponenten des Sta- bilisierungs- und Verfestigungsprozesses sind im Folgenden erläutert.

Bild 1: Wirkmechanismen bei der Stabilisierung und Verfestigung

2. Chemische Prozesse

Die Komponenten der Stabilisierungslösung sind leicht wasserlöslich. Die monome- rischen und polymerischen Substanzen aktivieren die Bindungseigenschaften der beigefügten hydraulischen Binder, wie Zement, Kalk oder Flugasche durch Verände- rung der Oberflächenspannung. Die Komponenten gehen mit den kontaminierten Materialien Komplexe oder direkte molekulare Verbindungen ein. StabiLAB Geodur hat gleichzeitig die Funktion eines Lösungsvermittlers zwischen verschiedenen Mi- schungskomponenten.

In Abhängigkeit der Kontaminanten des zu behandelnden Materials werden im Re- gelfall zusätzliche anorganische Additive und Bindemittel eingesetzt. Zielsetzung der Additive und Bindemittel sind beispielsweise die Aktivierung oder Unterdrückung der folgenden Mechanismen:

• Durch Beifügen von Flugaschen oder z.B. Kalk wird der pH-Wert des kontami- nierten Materials verändert und Schwermetalle ausgefällt.

• Additive, wie z.B. FeSO₄, reduzieren die Wertigkeit der Kontaminanten und damit die Löslichkeit. So werden z.B. Chrom-VI zu Chrom-III-Verbindungen reduziert.

• Quecksilber, Blei und Zink können durch Mercaptan-Verbindungen, die auch von der Abwasserreinigung bekannt sind, in unlösliche Komplexe eingebunden wer- den.

• Organophile Bentonite lagern Kontaminanten in das Kristallgitter ein. Anionen wie Chloride und Sulfate werden mit Ca-Aluminaten in Ca-Verbindungen, z.B. in Ettringite eingebunden.

Der pH-Wert hat maßgeblichen Einfluss auf die Löslichkeit, also das Elutionsverhalten von spezifischen Metalloxiden (Schwermetallen). Wie aus der folgenden Aufstellung ersichtlich ist, nimmt die Löslichkeit der Produkte in der Regel mit zunehmendem pH-Wert ab. Metall-Hydroxide bilden sich in einem bestimmten pH-Wert-Bereich,

Einwertig Zweiwertig Dreiwertig Metall- pH- Metall- pH- Metall- pH- Hydroxid Bereich Hydroxid Bereich Hydroxid Bereich AgOH 8,3 – 11,3 Ca(OH)₂ 12,4 – 13,9 Cr(OH)₃ 4,6 – 5,6

Mg(OH)₂ 9,6 – 11,1 Al(OH)₃ 3,8 – 4,8 Fe(OH)₂ 8,3 – 9,8 Fe(OH)₃ 2,2 – 3,2 Ni(OH)₂ 8,1 – 9,6 Sb(OH)₃ 0,9 – 1,9 Cd(OH)₂ 8,1 – 9,6

Mn(OH)₂ 7,9 – 9,4 Pb(OH)₂ 7,2 – 8,7 Co(OH)₂ 7,2 – 8,7 Zn(OH)₂ 6,6 – 8,1 Be(OH)₂ 5,7 – 7,2 Cu(OH)₂ 5,1 – 6,6 Sn(OH)₂ 2,4 – 3,9

Tabelle 1:

Fällungs-pH-Bereich verschie- dener Hydroxide

der abhängig vom Löslichkeitsprodukt des Hydroxides und der Konzentration des zu fällenden Kations ist.

Tabelle 1 zeigt den Fällungs-pH-Bereich verschiedener Hydroxide wobei der erste pH-Wert den Beginn der Fällung und der zweite pH-Wert die vollständige Abschei- dung markiert.

Alle Additiv-Zusätze werden für jeden Einzelfall stöchiometrisch errechnet. Dies erfolgt mit computergestützten Programmen und unter Verwendung der Erfahrungswerte langjähriger Prozessentwicklung.

3. Physikalische Prozesse

Beim Einsatz von Abfallmaterialien für Sekundärbaustoffe werden zusätzlich physikali- sche Mechanismen genutzt. Diese umfassen insbesondere die Dichte, die Veränderung der Oberfläche sowie die Druckfestigkeit der behandelten Materialien:

Durch den Zusatz von Zement oder Flugasche und die Einbringung von Energie in die Mischung wird die Dichte des behandelten Materials erhöht, die Struktur der Oberfläche verändert und damit auch die Durchlässigkeit reduziert.

Mittels Einsatz von Zement oder puzzolanisch reagierender Abfallmaterialien, wie kalkhaltigen Aschen aus der Klärschlammverbrennung, wird gleichzeitig die Druckfes- tigkeit der behandelten Materialien erhöht und damit z.T. erst die für die Verwertung unabdingbare physikalische Qualität der Materialien erreicht.

In Abhängigkeit von der Mischfeuchtigkeit und dem Energieeintrag entstehen unter- schiedliche Oberflächen. Je nach Verwertungsart werden erdfeuchte Gemische, Mo- nolithe, Granulate und bei höherem Mischenergieeinsatz auch Pellets erzeugt. Wie bei der Veränderung der Dichte und Druckfestigkeit ist eine Verringerung der Löslichkeit von Kontaminanten gegeben.

4. Verfahrenstechnik und Mischungsentwicklung

Wichtigen Anteil an der erfolgreichen Stabilisierung/Verfestigung und an der Herstel- lung von Ersatzbaustoffen mit definierten physikalischen und chemischen Eigenschaf- ten hat die Verfahrenstechnik. Die Qualität der Mischungslösung hängt maßgeblich Bild 2: Unterschiedliche Darstellungsformen stabilisierter/verfestigter Abfälle

von der in die Mischung pro Zeiteinheit eingebrachten Energie und der Homogenität der Vermischung der verschiedenen Komponenten, d.h. von der Aufbereitungs- und Mischertechnik ab. In einer Reihe von Pilotprojekten für die Aggregratherstellung, Stabilisierung und Verfestigung von Abfällen zur Deponierung, und bei der Produktion von Sekundärrohmehl für die Zementherstellung wurden einschlägige Erfahrungen in der Anwendung geeigneter Verfahren gesammelt. In Zusammenarbeit mit führenden Herstellern in der Aufbereitungs- und Mischtechnik hat dies bei den Standardsystemen zu Veränderungen in den Antriebsaggregaten, den eingesetzten Werkzeugen und den Steuerungssystemen für die jeweiligen Anwendungen geführt.

In der ersten Phase des Mischprozesses – sogenanntes Reaktionsmischen – werden durch Zugabe der berechneten Reagenzien, kontrolliertem pH-Wert und Temperatur- bedingungen die chemischen Prozesse der Stabilisierung und Verfestigung herbeige- führt. In der anschließenden zweiten Phase erfolgt die Veränderung der physikalischen Struktur durch Beifügung der Bindemittel.

Die Entwicklung einer Mischung zur Herstellung eines Produktes ist ein mehrstufiger Vorgang, bei dem anhand von definierten Kriterien die Zusammensetzung einzelner Materialien projektbezogen festgelegt wird.

Die Mischungsentwicklung stützt sich auf Erfahrungswerte ist aber in seiner Endge- staltung individuell auf die jeweiligen Abfallmaterialien und die geplanten Produkte ausgerichtet. Die Mischungsberechnung basiert grundsätzlich auf den folgenden Randbedingungen:

• verfügbare Abfallmaterialien, Mengen, Konsistenz,

• chemische und physikalische Werte der Ausgangsmaterialien,

• geplante Verwendung der Materialien,

• für die Produkte geltende Grenzwerte,

• Materialerträge, Deponiekosten sowie die Gesamtproduktionskosten.

Die Mischungsentwicklung steht somit im Mittelpunkt des eigentlichen Portfolio- managements, also der Materialien, welche am jeweiligen Standort verwendet werden sollen und können. Die grundsätzliche Zusammenstellung des Portfolios erfolgt unter Berücksichtigung und Wertung der folgenden Optimierungsgrößen:

• Einhaltung der Richtlinien des Produktionsstandortes,

• Einhaltung der chemisch und physikalischen Produktionsspezifikation,

• Gewährleistung/Einhaltung vertraglich zugesicherter Volumina,

• Minimierung des Portfoliokomplexität durch Einsatz möglichst weniger Einzel- materialien,

• Reduktion der Gesamtproduktionskosten,

• Maximierung der Erträge durch Verwendung ertragsstarker Materialien.

Die effiziente Mischungsentwicklung verlangt ein systematisches Vorgehen, um die Optimierungskriterien einhalten zu können.

In der folgenden Darstellung ist der Ablauf der Mischungsentwicklung dargelegt. Es handelt sich um einen vierstufigen Prozess, bei dem schrittweise Einschränkungen die Portfoliofestlegung und damit die Mischungsberechnung festhalten.

Prozessablauf Mischungsentwicklung Material-

datenbank Produktgruppen

Stabilisat Materialportfolio

Projekt

Filter 3 Selektion Materialien

für Produktion

Projekt Produktions-

portfolio

Mischungs- berechnung

. Chemisch/physi- kalische Werte

. Analyse- ergebnisse

. Vollständigkeit der Analyse

. Analysemethode

. Labor Proben- aufbereitung

. Muss-/Kann- kriterien je Material und Produkt- verwendung

. EWC-Codes Soll-Portfolio

. Rahmen- spezifikation

. Produktgruppe

. Produkte

. Vollständige Kriterienliste Feststoff/Eluat

. Angemessenheit Spezifikation

. EWC-Codes Standort

. Maximalwerte Einzelmaterial Filter 1

Bewertung und Selektion Analysen- werte

Filter 2 Richtlinien Projektinfor-

mationen

. Verwertung

. Grenzwerte

. Maximale Eingangs- werte

. Materialien Projekt

. Materialien Region

Filter 4 Definition:

. Output- Mischungen

. Grenzwerte

. Qualitäts- kontrolle

. Einhaltung Spezifikation

. Sicherheitsmarge

. Mischungsbeschreibung

. Qualitätskontrolle

Grundlage der Mischungsberechnung sind die chemischen und physikalischen Werte der Materialien. Je nach Anfallhäufigkeit bestehen diese entweder aus Resultaten ein- zelner Tests oder mehrerer Testreihen, die sich statistisch verdichten lassen (Durch- schnittwert, Perzentilwerte).

Wichtige Voraussetzung zur weiteren Festlegung der Materialien für das Portfolio sind vollständige Materialanalysen, die unter strikter Einhaltung der vorgeschriebenen Analysemethoden und klar definierter Probenaufbereitung von einem zertifizierten Labor durchgeführt wurden.

Der erste Filter in der Mischungsentwicklung ergibt sich aufgrund der Bewertung und Selektion der Analysenwerte für jedes einzelne Material.

Die zweite Filterstufe ermöglicht es bereits Einsatzmaterialien zu definieren. Maßgeb- liche Filterkriterien sind:

Bild 3: Vorgehen bei der Mischungsentwicklung

• Richtlinien und Projektinformationen betreffend Eingangsmaterialien und Pro- duktionsstandort,

• Richtlinien betreffend der Verwertung des Produktes,

• Grenzwertvorschriften,

• maßgebliche, abweichende Einzelkriterien.

Die maximalen Eingangswerte sowie die konkreten Kundenanforderungen sind die entscheidenden Informationen in dieser Phase.

Im nächsten Schritt können die erreichbaren Produkte definiert werden. Maßgebliche Filterkriterien hierfür sind:

• EWC-Codes des Produktionsstandortes, d.h. Abgleich der genehmigten EWC- Codes und denen, der geplanten Produkte,

• Maximalwerte der Einzelmaterialien,

• Ökonomische Aspekte.

Hieraus ergibt sich, welche Materialien für welche Mischungsberechnung grundsätzlich geeignet erscheinen, bzw. ob ggf. einzelne Materialien gesondert behandelt werden müssen, oder im Idealfall mehrere Materialien miteinander verarbeitet werden können.

Durch eine gemeinsame Verarbeitung mehrerer Materialien ergeben sich ggf. Syner- gieeffekte, im Sinne von Nutzung von in den Materialien vorhandener Reaktionsmittel, wie z.B. hydraulische Bindemittel.

Im vierten Schritt werden die einzuhaltenden Spezifikationen unter Berücksichtigung von Sicherheitsmargen definiert. Die Mischungen werden bezüglich der zu verwerten- den Materialien/Abfallstoffe skizziert und mittels eines Berechnungsmodells bewertet und überprüft. Im Falle der Stabilisierung und Verfestigung erfolgt darauf basierend die Ermittlung der erforderlichen Additive in qualitativer als auch in quantitativer Hinsicht.

5. Additive, Bindemittel und Dosierreihenfolge

Die Additivauswahl ist von vielfältigen Faktoren abhängig. Es gibt ein sehr großes Angebot marktgängiger Substanzen und Produkte, die geeignet sind, unterschiedliche Einflüsse chemischer und physikalischer Art zu bewirken. Hierbei handelt es sich auch um Produkte, welche anderen Ursprungs und für artfremde Einsatzzwecke entwickelt wurden. Versuche haben Erfahrungswerte bei der Verwendung dieser Additive bei der Stabilisierung und Verfestigung von Abfallmaterialien geliefert.

Die Auswahl der zu verwendenden Additive für die Reduktion, Oxidation und Fällungsprozesse hängt von den relevanten, zu behandelnden Metalloxiden ab. Die Mengen der benötigten Additive werden stöchiometrisch mittels eines proprietären Berechnungsmodells berechnet. Bei den typischen Reststoffen aus der Behandlung von Abgasen beispielsweise haben sich als Additive unter anderem der Einsatz von

Natriumsulfid (Na₂S) und Eisen(II)-sulfat (FeSO₄) effizient bewährt. Natriumsulfid wird zur Schwermetallfällung als alkalisches Reduktionsmittel verwendet. Die Ver- wendung von Eisen(II)-sulfat bewirkt die Fällung und Flockung von Metalloxiden im sauren Milieu und Reduziert z.B. Cr^VI zu CR^III. Andere vergleichbare Additive können je nach Aufgabenstellung Verwendung finden.

Anorganischen Bindemittel werden aufgrund ihrer Fähigkeit, eine Zementmatrix zu bilden, folgendermaßen unterschieden:

• hydraulische Bindemittel, die in Anwesenheit von Wasser spontan aushärten,

• latent hydraulische Bindemittel, die Zementierungsreaktionen erst nach einer Vor- behandlung (z.B. mit Laugen) aufweisen,

• puzzolane Materialien, welche in Anwesenheit von Wasser und freiem Kalk zu stabilen Produkten reagieren,

• nicht hydraulische Bindemittel, die nur an der Luft erhärten.

Bei der Verfestigung werden oft Kombinationen der oben genannten Bindemittel benutzt.

5.1. Zemente

Zur Verfestigung wird in den meisten Fällen Portlandzement in Verbindung mit Spe- zialzementen und Additiven eingesetzt. Durch Zugabe von Wasser entsteht ein Leim;

die Silikatbestandteile bilden einzelne Fasern aus, die beim Aushärten mit dem Zement vermischter Bestandteile (z.B. kontaminierten Boden oder Aschen) einbinden.

Der hohe pH-Wert (> 12), bei dem der Prozess abläuft und der später im Produkt bei- behalten wird, fördert die Stabilisierung und Verfestigung der mehrwertigen Metalle durch die Bildung von schwerlöslichen Hydroxiden oder basischen Carbonaten. Dies gilt allerdings nicht für alle Schwermetalle, die stattdessen wasserlösliche Anionen- komplexe bilden. Im Rahmen der Verfestigung laufen folgende Prozesse ab:

• Bildung von Hydroxiden durch pH-Wertänderung,

• Mikroeinkapselung der Hydroxide innerhalb der Matrix,

• Sorption aufgrund der negativ geladenen Oberflächen der Silikate und Aluminate.

5.2. Flugaschen

Flugaschen aus thermischen Prozessen (vor allem aus Kohlekraftwerken) haben oft puzzolanische Eigenschaften und werden zusammen mit calciumhaltigen Stoffen verwendet. In Anwesenheit von freiem Kalk und Wasser reagiert diese Flugasche zu einer harten Zementmatrix.

Häufig werden Flugaschen zusammen mit Portlandzement eingesetzt, um einen Teil des Zementes zu ersetzen. Bei der Zementierungsreaktion von Portlandzement entsteht Calciumhydroxid, welches mit den Flugaschen zu einer Zementmatrix reagiert. Weitere Möglichkeiten bestehen in der Kombination mit Kalk oder Gips.

Das zu verfestigende Material wird dabei in das aushärtende Umsetzungsprodukt, welches eine geringe Permeabilität aufweist, eingeschlossen. Weiterhin kann es auf- grund des alkalischen Milieus zu einer neutralisierenden Wirkung kommen, und gewisse Schwermetalle werden durch Überführung in schwerlösliche Hydroxide und Carbonate gefällt.

5.3. Gipse

Gips (CaSO₄ . 2 H₂O) entsteht aus Calciumsulfat durch Zugabe von Wasser. In das Gerüst der Gipskristalle können Schadstoffe eingebaut werden. Schwermetalle können in schwer lösliche Hydroxide oder Carbonate überführt werden. Dieses Produkt ist allerdings nicht wasserbeständig, so dass Gips in der Regel nur zusammen mit anderen Bindemitteln eingesetzt wird, oder als Bestandteil der zu Stabilisierenden/Verfestigten Abfallmaterialien.

5.4. Kalke

Ungelöschter Kalk (CaO) reagiert mit Wasser zu Calciumhydroxid (Ca(OH)₂). Auch dieses Material ist nicht wasserbeständig und reagiert mit Säuren. In einer Reakti- on mit Kohlensäure entsteht das wasserbeständigere Calciumkarbonat. Wegen der schlechten Wasserbeständigkeit wird Kalk oft zusammen mit anderen Bindemitteln eingesetzt. Kalk kann als Additiv die Zementierungsreaktion beschleunigen und ein härteres Produkt liefern.

Die jeweilige Einsatzmenge an hydraulischen Bindern sind weitgehend Erfahrungs- werte, die sich aus der langjährigen Praxis im Bereich der Stabilisierung und Verfes- tigung von Abfallmaterialien angesammelt haben. Diese Erfahrungswerte sind in den Referenzmischungen dokumentiert, müssen im Einzelfall angepasst werden.

Material Reihenfolge Mischzeit

Zugabe in Mischer Minuten

Abfallstoff Nr.: I 1.1

Abfallstoff Nr.: II 1.2 1

Abfallstoff Nr.: x 1.3 Additiv I Lösung 1 : X 3.2 Additiv II Lösung 1 : Y 3.1 2

Zement Nr.: I 4.1.1

Zement Nr.: II - n 4.1.2 - n 1

Kalk 4.2

StabilLab 2.1

Geodur-TraceLock Lösung 1 : 5 1

Wasser 2.2/5.1

Tabelle 2:

Dosierreihenfolge bei der Umsetzung der Mischungen/

Rezepturen

Bei der Umsetzung der Mischungsrezepturen der Stabilisierung und Verfestigung von Abfallmaterialien ist es wichtig, die vorgegebene Dosierreihenfolge, Mischzeit und Mischintensität (U/min) einzuhalten. Dies wird exemplarisch im Folgenden dargestellt:

6. Qualitätskontrolle und Dokumentation

Ein wichtiger Bestandteil bei der Behandlung von Abfallmaterialien ist die Qualitäts- kontrolle und die Dokumentation der einzelnen Abläufe und Ergebnisse. Der Umfang der Qualitätskontrolle wird durch die jeweilige Betriebsgenehmigung der Abfallbe- handlungsanlage vorgegeben und ist maßgeblich von der Anzahl und der Menge der zu behandelnden Abfallmaterialien abhängig. In der Regel werden in bestimmten Intervallen Probenahmen und Art und Umfang der Qualitätskontrolle definiert, bzw.

vorgeschrieben. Die in der Qualitätskontrolle zu beinhaltenden Kriterien können beispielsweise sein:

• Analysenergebnisse (chemisch/physikalisch) der Abfallmaterialien im Input,

• Mengen und Lagerhaltung der Abfallmaterialien, sowie Abgleich der EWC-Codes mit dem Genehmigungsbestand,

• Analysenergebnisse (chemisch) der nach der Behandlung entstandenen Produkte,

• Zuordnung zu den entsprechenden EWC-Codes,

• Nachweis der ordnungsgemäßen Verwertung und/oder Entsorgung der Produkte.

Die Qualitätskontrolle bei der Stabilisierung und Verfestigung von Abfallmaterialien unterliegt bestimmten, zeitintensiven Faktoren. Verfahrensbedingt tritt die Endfestig- keit, und damit der Abschluss der gewünschten chemisch/physikalischen Reaktionen erst nach 28 Tagen nach Umsetzung der Rezepturen ein. Dies ist vergleichbar mit der 28 Tage-Festigkeit bei Betonen.

Damit einhergehend, können erst nach 28 Tagen die Analysen der Produkte erstellt werden. Dies ist auch so in den einschlägigen Vorschriften für die Erstellung von Ana- lysen der stabilisierten und verfestigten Materialien so vorgesehen. Erfahrungswerte und Vergleiche haben gezeigt, dass bereits nach sieben Tagen nach Umsetzung der Rezepturen, chemische Analysenergebnisse Hinweise auf die zu erwartenden Ergebnisse nach 28 Tagen zulassen. Selbstverständlich entsprechen die ersten Analyseergebnisse nicht zu hundert Prozent denen nach 28 Tagen. Dennoch sind die Tendenzen in ge- wisser Bandbreite verlässliche Anhaltspunkte.

Sämtliche Abläufe und Ergebnisse sind im Rahmen des Betriebstagebuches der je- weiligen Behandlungsanlage, so wie in der Betriebsgenehmigung vorgeschrieben, zu dokumentieren. Darüber hinaus sind möglichst alle Ergebnisse bei der Geodur zu erfassen und zu dokumentieren.

7. Ausblick

In den EU-Ländern gilt grundsätzlich die fünfstufige Abfallhierarchie, wie sie auch in der EU-Abfallrahmenrichtlinie 2008/98/EC festgelegt ist. Sie definiert den korrekten Umgang mit Abfall, und gemäß welcher Reihenfolge mit Abfällen umgegangen werden muss. Trotz der vermeintlich strikten Rangfolge muss bei der Auswahl der Maßnahmen immer die Option und/oder Kombination gewählt werden, die Mensch und Umwelt am besten schützt. Dabei sind auch technische, wirtschaftliche und soziale Gesichts- punkte zu berücksichtigen.

Insbesondere in Ländern, in denen es keine geeigneten Sonderabfalldeponien und keine sicheren Untertagedeponien in Form von Bergversatz in Salzstöcken gibt, stellt das Verfahren der Stabilisierung und Verfestigung den Stand der Technik (BAT) dar.

Nur durch die Anwendung solcher Verfahren ist es möglich, aufwendige, grenzüber- schreitende Abfallexporte in andere Länder zu vermeiden.

Lässt sich die Abfallentstehung, zum Beispiel Rückstände aus der Abgasreinigung, nicht vermeiden, so ist zumindest ein Recycling in Form der Abfallbehandlung durch Stabilisierung und Verfestigung zwingend erforderlich, um bei der Beseitigung die zu erwartenden Emissionen so gering wie möglich zu halten. Die Anwendung des Verfah- rens der Stabilisierung und Verfestigung stellt hier ein wichtiges Behandlungsverfahren dar, die Löslichkeit der Schwermetalle wird weitgehend unterbunden, zudem werden organische Stoffe, Chloride und Sulfate in ihrer Löslichkeit reduziert.

Insbesondere bei den Chloriden hängt der Fixierungsgrad von unterschiedlichen Rah- menbedingungen ab. Deshalb sind in den geltenden Deponierichtlinien in Europa für Chloride und Sulfate entsprechende Öffnungsklauseln beinhaltet. Dies resultiert daraus, dass diese Stoffe möglichst nicht ins Grundwassergelangen sollen, jedoch andererseits Ökosystem omnipräsent sind, und nicht generell als Schädlich einzustufen sind. Bei- spielsweise seien hier genannt: Salzgehalt in den Weltmeeren oder Streusalzeinsatz in den Wintermonaten.

Die Untersuchung der Löslichkeit der relevanten Parameter im Produkt der Stabili- sierung und Verfestigung erfolgt - beispielsweise in Polen - 28 Tage nach der Abfall- behandlung, nach dem Elutionsverfahren entsprechend der Norm DIN EN 12457-4.

Bei diesem Verfahren wird die Eluierbarkeit eines Feststoffes mit Wasser bei dem sich einstellenden pH-Wert bestimmt. Darüber hinausgehende Elutionen im basischen oder sauren Bereich, zur Untersuchung einer worst case Sickerwasserentwicklung innerhalb eines Deponiekörpers sind nicht vorgesehen und hätten auch eher theore- tischen Charakter.

Auf jeden Fall sind bei der Anwendung des Verfahrens die behördlich vorgegebenen Grundsätze für die Verwertung von stabilisierten und verfestigten Abfällen vollum- fänglich einzuhalten.

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Copyright: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky Alle Rechte vorbehalten

Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2015

Redaktion und Lektorat: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky, Dr.-Ing. Stephanie Thiel, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc.

Erfassung und Layout: Ginette Teske, Sandra Peters, Janin Burbott, Claudia Naumann-Deppe, Anne Kuhlo

Druck: Mediengruppe Universal Grafische Betriebe München GmbH, München

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