Forschungszentrum
Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte – FZKA 7025
Einfluss geänderter Stoffströme in der
Abfallwirtschaft auf die zukünftige Qualität und die Verwertungsmöglichkeiten
von Müllverbrennungsschlacken
G. Pfrang-Stotz, J.
Reichelt
Zusammenfassung
Da der Einfluss
geänderter Stoffströme in der Abfallwirtschaft auf die Qualität und die
Verwertungsmöglichkeiten von MV-Schlacken bisher weitgehend unbekannt war,
wurden im Rahmen dieses Forschungsprojektes in 10 Müllverbrennungsanlagen
unterschiedlicher Verfahrenstechnik während des regulären Betriebes jeweils
zwei Wochen anlagenspezifische Müllfraktionen in den Verbrennungsraum
eingebracht und thermisch behandelt.
Zusätzlich wurden in drei
Müllverbrennungsanlagen Mehrfachversuche mit unterschiedlichen Müllfraktionen
durchgeführt, um den Einfluss eines wechselnden Müllinputs bei gleicher
Verfahrenstechnik auf die MV-Schlackenqualität untersuchen zu können. In drei
weiteren Müllverbrennungsanlagen unterschiedlicher Verfahrenstechnik wurden die
frisch produzierten MV-Rohschlacken jeweils zwei Wochen permanent beprobt, um
den kurzfristigen Einfluss des Müllinputs auf die MV-Schlackenqualität
bestimmen zu können.
Eine Korrelation zwischen Müllzusammensetzung
und den resultierenden mineralogischen, umweltrelevanten und bautechnischen
Eigenschaften der MV-Schlacken führte zu folgenden Ergebnissen:
• Ein gleichbleibender Müllinput hat bei einer konstanten
Fahrweise der Müllverbrennungsanlage einen homogenen Mineralbestand in den
MV-Rohschlacken zur Folge.
• Kurzzeitige
Schwankungen im Müllinput spiegeln sich in der mineralogischen
Phasenzusammensetzung der Fein- und Grobfraktion der beprobten MV-Rohschlacken
wider, wobei die Änderungen im Müllinput besonders deutlich in der
mineralogischen Phasenzusammensetzung der Feinfraktion zum Ausdruck kommen, in
der die für das Alterationsverhalten maßgeblichen Mineralphasen angereichert
sind und damit die notwendige Ablagerungszeit bis zu einem bautechnischen Einsatz
der MV-Schlacken steuert.
• Die
thermische Behandlung der großen Müllfraktionen Hausmüll,
hausmüllähnlicher Gewerbeabfall und
Gewerbeabfall führen zu vergleichbaren MV-Rohschlacken, während eine
Mitverbrennung von Sonderfraktionen, wie z.B. Tiermehl und Sperrmüll, eine
stärkere Auswirkung auf die Bildung der MV-Rohschlacken zeigt, die sich in
einer unterschiedlichen mineralogischen Phasenzusammensetzung in der
Feinfraktion der MV-Rohschlakken äußert.
• Eine
unterschiedliche Verfahrenstechnik führt bei gleichbleibendem Müllinput zu
MVSchlacken unterschiedlicher Qualität.
• Während
der Aufbereitung und Ablagerung der MV-Schlacken können aus unterschiedlichen
MV-Rohschlacken aufgrund starker Homogenisierungseffekte und entsprechender
Steuerung der Aufbereitungs- und Lagertechnik MV-Schlacken gleicher Qualität
erzeugt werden.
• Die
Vorgaben der technischen Regelwerke in Bezug auf die Umweltverträglichkeit und
die Bautechnik werden erfüllt.
INFLUENCE OF CHANGING WASTE INPUT OF THE FUTURE QUALITY AND
REUSE OF MSWI BOTTOM ASHES IN THE BUILDING INDUSTRY
Abstract
At time the influence of the waste input of the quality and
the reuse of MSWI bottom ashes as granular material for the building industry is
unknown in a great extent. So in 10 MSWI power plants of different process
technologies definite volumes of typical wastes of the respective plants are
thermal treated for two weeks.
In three MSWI power plants additional experiments with different waste
inputs are feasibled to minimize the influence of the process technology. In
three additional MSWI power plants samples of MSWI raw bottom ashes were taken
permanently for a time of 2 weeks to get informations about short time influences of the waste input.
Within the framework of this research project the coherence between
different waste fractions and the mineralogical, structural engineering and
environmental relevant properties of processed and stored MSWI bottom ashes are
investigated. The following results are recognizable:
• A homogenous waste
input leads to a homogenous mineralogical composition of the MSWI bottom ashes.
• Short time
variances leads to different mineralogical compositions especially in the finer
coarse fraction of the MSWI bottom ashes, which is responsible for the
alteration behaviour and the necessary storing time after that a using as
granular material in road construction and earthworks is possible.
• The waste fractions
domestic waste and industrial waste leads after thermal treatment to comparable
mineralogical compositions of the MSWI bottom ashes whereas the co-combustion
of special fractions exert a great influence in comparison.
• Influences of
different process technologies are visible.
• During processing and
storing of the MSWI bottom ashes there are effects of homogenization
recognizable, which leads to comparable mineralogical, environmental and
structural engineering properties.
• The technical and
environmental requirements for using the MSWI bottom ashes as material in road
construction and earthworks are complied.