LU88493A1

LU88493A1 - Process for sealing by means of earth barriers, in particular for the production of orderly landfills without drainage

Info

Publication number: LU88493A1
Application number: LU88493A
Authority: LU
Inventors: Zovko Zeljo; Marc Watgen
Original assignee: Marc Watgen; Zelio Zovko
Priority date: 1994-06-02
Filing date: 1994-06-02
Publication date: 1994-12-01
Also published as: WO1995033894A1; AU2754495A

Description

// BESCHREIBUNG 1. Verfahren zur Abdichtung mittels Erdbarrieren, insbesondere zur HersteUung von geordneten Deponien ohne Drainage 2. Die vorliegende Erfindung beschreibt ein einfaches, oekologisches und preiswertes Verfahren zum Abdichten von Bodenformationen durch mineralische Dichtungsschichten, was sich hervorragend im Bereich des Bauingenieurwesens, bzw. des Umweltschutzes -z.B. zur HersteUung von kostengiinstigen geordneten Miilldeponien oder zur Sanierung alter ungeordneter Deponien- verwenden läßt. 3. Jedes Jahr fallen in den verschiedensten Industriezweigen weltweit Millionen Tonnen von industriellen Abfallprodukten und industriellem Abraum, wie Schlamm, Asche, Mergel, . .an, die bisher wirtschaftlich kaum mehr nutzbar waren und auf riesigen Halden oder -je nach Grad der enthaltenen Schadstoffen- auf kostspieligen, abgedichteten Deponien entgelagert werden mußten. Für den Bau einer solchen abgedichteten Deponie sieht die deutsche TA (Technische Anleitung) Sonderabfall folgende Mindestausführung, insbesondere für die Basisabdichtung vor: - 150 cm mineralische Dichtungsschicht (mit einem Durchlässigkeitsbeiwert k < 10-10 m/s ) - 2,5 mm Kunststoffdichtungsbahn - Geotextil- und Entwässerungsssystem (Drainagesystem)// DESCRIPTION 1. Method for sealing by means of earth barriers, in particular for the production of orderly landfills without drainage 2. The present invention describes a simple, ecological and inexpensive method for sealing soil formations by means of mineral sealing layers, which is excellent in the field of civil engineering or of environmental protection - e.g. can be used for the production of inexpensive orderly landfill sites or for the rehabilitation of old, unordered landfill sites. 3. Every year millions of tons of industrial waste products and industrial waste, such as sludge, ash, marl, fall in a wide variety of industries. .an that were previously hardly economically usable and had to be dumped on huge heaps or - depending on the level of pollutants contained - on expensive, sealed landfills. For the construction of such a sealed landfill, the German TA (Technical Instructions) special waste provides the following minimum version, especially for the basic seal: - 150 cm mineral sealing layer (with a permeability coefficient k <10-10 m / s) - 2.5 mm plastic sealing membrane - Geotextile and drainage system (drainage system)

Hierdurch soil verhindert werden, daß die im Deponiekörper enthaltenen Schadstoffe (z.B. durch Sickerwässer) ins Grundwasser gelangen können.This is to prevent the pollutants contained in the landfill body from getting into the groundwater (e.g. through leachate).

Zwar bietet die oben erwähnte Kombinationsabdichtung über Jahre oder Jahrzehnte hinweg eine gute Dichtheit, ein langwieriger chemischer Angriff auf die dünne Kunststoffdichtungsbahn oder ein anderes plötzliches Versagen, z.B. infolge einer extremen mechanischen Belastung kann Auswirkungen haben, die bislang nicht abzuschätzen sind.The combination seal mentioned above offers good tightness for years or decades, a lengthy chemical attack on the thin plastic sealing membrane or another sudden failure, e.g. As a result of an extreme mechanical load, it can have effects that cannot yet be estimated.

Der größte Nachteil der oben beschriebenen Abdichtung ist aber die aufwendige und vor allem extrem kostspielige Realisierung, nicht zuletzt auch wegen des teueren Drainagesystems. 4. Die der vorliegenden Erfmdung zugrundeliegende Aufgabe ist -ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik- darin zu sehen, industrielle Abraumprodukte, wie Schlamm, Mergel oder Asche wirtschaftlich zu nutzen und eine mineralische Abdichtung für Bodenformationen, insbesondere für Mülldeponien zu schaffen, die (a) verhindern soil, daß Sickerwasser mit den darin enthaltenen Schadstoffen ins Grundwasser gelangt; (b) Langzeitstabilität besitzt; (c) mechanisch belastbar ist; (d) vor allem einfach. oekologisch und preiswert herzustellen ist.The biggest disadvantage of the sealing described above is the complex and, above all, extremely expensive implementation, not least because of the expensive drainage system. 4. Starting from the above-mentioned prior art, the task on which the present invention is based is to use industrial waste products such as sludge, marl or ash economically and to create a mineral seal for soil formations, in particular for landfills, which (a) should prevent leachate with the pollutants it contains from getting into the groundwater; (b) has long-term stability; (c) is mechanically resilient; (d) above all simple. is ecological and inexpensive to manufacture.

Die Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelost, daß industrielle Abfallprodukte als Dichtungsmaterialien eingesetzt werden. Daneben setzt sich das gesamte Abdichtungssystem aus mindestens drei verschiedenen Dichtungsschichten zusammen: - einer Basisabdichtung - einer Mittel- oder Zwischenabdichtung - einer OberflâchenabdichtungThe object is achieved according to the present invention in that industrial waste products are used as sealing materials. In addition, the entire sealing system consists of at least three different sealing layers: - a basic seal - a middle or intermediate seal - a surface seal

Schlamm als Abfallprodukt einer nassen Kies- und Sandseparation bildet das Grundmaterial für die Basisabdichtung. Dieser Schlamm <Abb.l (2)> wird mit Wasser aufbereitet und auf die abzudichtende Flâche <Abb.l (1)> -z.B. Kies und Sand-aufgetragen. Auf dieser ersten Schicht Schlamm <Abb.l (2)> wird eine zweite Dichtungsschicht <Abb.l (3)> aufgetragen, die sich aus einem Gemisch von Schlamm (der oben beschriebenen Herkunft) und einem gebrochenen, hochscherfesten Zuschlagstoff (z.B. feinem, reinem Mergel, als Abfallprodukt eines Kohlebergwerkes) zusammensetzt.Sludge as a waste product from wet gravel and sand separation forms the basic material for the basic waterproofing. This sludge <Fig.l (2)> is treated with water and applied to the surface to be sealed <Fig.l (1)> - e.g. Gravel and sand-applied. On this first layer of sludge <Fig.l (2)> a second sealing layer <Fig.l (3)> is applied, which consists of a mixture of sludge (of the origin described above) and a broken, high-shear-strength aggregate (e.g. fine, pure marl, as a waste product from a coal mine).

Die so fertiggestellte Basisabdichtung erreicht einen Durchlâssigkeitsbeiwert von k < KH1 m/s (!), was ein sicherer Schütz des Grundwassers vor Sickerwasser darstellt.The basic seal thus finished achieves a permeability coefficient of k <KH1 m / s (!), Which is a reliable protection of the groundwater against leachate.

Der zu deponierende Müll selbst wird täglich durch einen preiswerten und wasseraufnahmefahigen Zuschlagstoff (z.B. Schlacke mit Asche eines Heizkessels) auf der Deponie abgedeckt und mechanisch verdichtet. Die so entstandene Zwischenabdichtung < Abb. 1 (4) > erreicht immerhin noch einen Durchlâssigkeitsbeiwert k < ΙΟ-9 m/s.The garbage to be deposited is covered daily on the landfill by an inexpensive and water-absorbent aggregate (e.g. slag with ash from a boiler) and mechanically compacted. The resulting intermediate seal <Fig. 1 (4)> still achieves a permeability coefficient k <ΙΟ-9 m / s.

Die letzte Barrière bildet die Oberflâchenabdichtung < Abb.l (5)>. Hierfür wird Humus mit einem feinen, scherfersten Zuschlagstoff (z.B. Mergel eines Kohlebergwerkes) vermischt und auf den Deponiekôrper aufgetragen.The last barrier is the surface seal <Fig.l (5)>. For this purpose, humus is mixed with a fine, very low-shear aggregate (e.g. marl from a coal mine) and applied to the landfill body.

Eine auf diese Weise hergestellte Deponie kommt ohne Drainagesystem hervorragend aus: Zum einen wird der Deponiekôrper in kurzen Zeitabstânden mit einer neuen Zwischenabdichtungsschicht abgedeckt. Zum andern wirkt gerade diese Dichtung aufgrund ihrer wasseraufnahmefahigen Zuschlagstoffe wie ein Schwamm, der aufgenommene Feuchtigkeit nicht nach unten weitergibt.A landfill manufactured in this way works extremely well without a drainage system: On the one hand, the landfill body is covered with a new intermediate sealing layer in short intervals. On the other hand, this seal, in particular, acts like a sponge due to its water-absorbent additives, which does not pass on any moisture absorbed.

Um das System noch zu perfektionieren, lassen sich die -jeweils leicht schrâge- Basis- und Zwischenabdichtung im Querschnitt jeweils kassetten- oder wabenartig übereinander anordnen <Abb.2>, so daß auch größere Deponien nach diesem Verfahren ohne Drainage, aber mit dem größtmöglichen Schütz des Grundwassers gebaut werden kônnen.To perfect the system even more, the slightly sloping base and intermediate seals can each be arranged in a cassette or honeycomb cross-section on top of each other <Fig.2>, so that even larger landfill sites without drainage, but with the greatest possible protection of the groundwater can be built.

Claims

1. A method for sealing soil formations, in particular for the encapsulation of contaminated sites or landfills, characterized in that at least three different mineral sealing layers are provided, two of which, hereinafter referred to as base and surface sealing, show extremely low permeability coefficients, while the third or middle layer has a high sorption capacity with a low permeability coefficient.

2. The method according to claim 1, characterized in that only biological or industrial waste or overburden products are used as sealing materials.

3. The method according to claim 1, characterized in that the base seal with clean water treated sludge of wet gravel and sand separation is applied to the surface to be sealed.

4. The method according to claim 1, characterized in that for the upper layer of the base seal, sludge of the wet gravel and sand separation is mixed with finely ground and pure, shear-resistant additive and applied.

5. The method according to claim 4, characterized in that pure marl is used as an additive, e.g. arises as a waste product from a coal mine.

5. Figure 1 shows a schematic cross section through the mineral seal. Here, sludge (2) or a mixture (3) of sludge and fine marl forms the base seal, which is applied to a surface to be sealed (1) - e.g. Sand and gravel is applied. The intermediate seal (4) consists of a compressed mixture of waste and slag with ash. Finally, the mixture of humus with marl forms the surface seal (5). Figure 2 shows the cassette or honeycomb-like arrangement of the sealing layers in the diagram, with the intermediate seals (2) being encapsulated by the base layers (1). At the top, the cassette system is covered by a mixture of humus and marl (3). IL / PATENT CLAIMS

6. The method according to claim 1, characterized in that the central or intermediate seal consists of one or more layers of a compressed mixture of the garbage to be dumped and a moistened, shear-resistant and sorptive additive.

7. The method according to claim 6, characterized in that boiler slag and ashes from coal-fired boilers or room boilers are used as the additive.

8. The method according to claim 1, characterized in that a mixture of humus and broken, shear-resistant additive forms the surface seal.

9. The method according to claim 8, characterized in that fine and pure marl is used as the additive.

10. The method according to claim 1, characterized in that the base and center seal show a small slope and are arranged in cassette or honeycomb-like fashion, so that a drainage system can be dispensed with.