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DE4034931C2 - Process for the disposal of dangerous particulate, solid waste materials by asphalt emulsion encapsulation - Google Patents

Process for the disposal of dangerous particulate, solid waste materials by asphalt emulsion encapsulation

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft feste Abfallmaterialien, genauer gesagt ein Verfahren zur Entsorgung bzw. Beseitigung von toxischem partikelförmigen Material durch Verkapselung in einer Asphaltemulsion.The present invention relates to solid waste materials, more precisely, a process for disposal or disposal of toxic particulate material through encapsulation in an asphalt emulsion.

Bei bestimmten industriellen Verfahren, wie beispielsweise der Verbrennnung von festen Abfallstoffen, wird Flugasche erzeugt, die aufgrund des Vorhandenseins von toxischen Ele­ menten, wie beispielsweise Blei, umweltschädlich ist. Eine solche Flugasche kann nicht durch Ablagerung in einer üblichen Deponie entsorgt werden, da das toxische Material in das Grundwaser eindringt. Selbst wenn ein Material vor­ handen ist, das die Abfallstoffe gegenüber einer Extraktion bzw. einem Auslaugen resistent macht, so werden doch Depo­ nieflächen immer knapper und teurer.In certain industrial processes, such as the burning of solid waste, fly ash generated due to the presence of toxic ele elements, such as lead, is environmentally harmful. A such fly ash cannot be deposited in a usual landfill to be disposed of as the toxic material penetrates into the groundwater. Even if a material before is the waste compared to an extraction or makes a leach resistant, so it becomes Depo never more and more scarce and expensive.

Ein Verfahren zur Entsorgung von Abfallflugasche, das in der Vergangenheit dort eingesetzt wurde, wo das Niveau der toxischen Elemente in der Flugasche ausreichend niedrig war, bestand darin, die Flugasche als Füllmaterial Asphaltbeton oder Asphaltdecken zuzusetzen. Dieses Entsorgungsverfahren ist jedoch nicht geeignet für Flugasche, die hohe Anteile von toxischen Elementen besitzt, da immer noch ein Auslaug­ vorgang der toxischen Elemente stattfindet.A process for the disposal of waste fly ash, which in the Past where the level of toxic elements in the fly ash was sufficiently low consisted of the fly ash as filler asphalt concrete or add asphalt surfaces. This disposal process however, is not suitable for fly ash that has high proportions  of toxic elements as it still leaches process of toxic elements takes place.

In der US-PS 46 23 469 ist ein Verfahren zur Entsorgung von hydrophilen Flüssigkeiten und halbflüssigen Abfallstoffen beschrieben, bei dem die Abfallflüssigkeit und Asphalt zur Erzeugung einer festen hydrophoben Masse, die in einer Deponie gelagert werden kann, vermischt werden, beschrieben. Gemäß diesem Verfahren wird die Ionenladung der Gegenionen des Abfallstoffes bestimmt, und es wird eine emulgierte Asphaltsuspension ausgewählt, die eine Partikelladung besitzt, die der der Ionenladung der Gegenionen des Abfallstoffes entgegengesetzt ist. Eine ausreichende Menge der ausgewählten Asphaltemulsion wird der Abfallflüssigkeit zugesetzt, so daß diese zu einer festen hydrophoben Masse koaguliert. Man läßt das Gemisch dann abbinden und in einen festen Zustand aushärten. Dieses Verfahren benötigt jedoch ebenfalls wertvolle Deponiefläche, und das entsprechende Endprodukt ist kommerziell nicht verwendbar.In US-PS 46 23 469 is a method for the disposal of hydrophilic liquids and semi-liquid waste described in which the waste liquid and asphalt for Generation of a solid hydrophobic mass, which in a Landfill can be stored, mixed, described. According to this method, the ion charge of the counter ions of the waste material, and it becomes an emulsified Asphalt suspension selected, which is a particle load has that of the ion charge of the counterions of the Waste is opposite. A sufficient amount the selected asphalt emulsion becomes the waste liquid added so that this to a solid hydrophobic mass coagulates. The mixture is then allowed to set and into one harden solid state. However, this procedure requires also valuable landfill area, and the corresponding The end product cannot be used commercially.

Eine Asphaltemulsion oder emulgierter Asphalt ist eine Emul­ sion von feinen Tröpfchen aus Asphaltkitt oder Bitumen in Wasser. Die Emulsion wird durch die Gegenwart eines Emulga­ tors, beispielsweise eines Detergens, stabilisiert. Je nach dem verwendeten Emulgator sind solche Emulsionen entweder anionisch mit negativ geladenen Asphaltkügelchen oder kat­ ionisch mit positiv geladenen Asphaltkügelchen. Solche Emul­ sionen sind für eine Reihe von Zwecken kommerziell verwend­ bar. Ein solcher Zweck besteht in der Erzeugung eines Dichtungsmaterials aus einem Asphaltemulsionsschlamm, bei dem es sich um ein Gemisch aus emulgiertem Asphalt, feinem Zuschlagstoff und Mineralfüllstoff sowie Wasser handelt. Durch Trocknung durch Wasserverdampfung wird der Schlamm zu einem dicken, gallertartigen Überzugsmaterial, das im nassen Zustand ähnlich einem Anstrichmaterial zur Beschichtung von Gehwegen, Fahrstraßen u. ä. aufgebracht wird.An asphalt emulsion or emulsified asphalt is an emul sion of fine droplets of asphalt putty or bitumen in Water. The emulsion is created by the presence of an emulga tors, for example a detergent, stabilized. Depending on such emulsions are either the emulsifier used anionic with negatively charged asphalt beads or cat ionic with positively charged asphalt beads. Such emul ions are used commercially for a number of purposes bar. One such purpose is to create a Sealing material from an asphalt emulsion slurry, at which is a mixture of emulsified asphalt, fine Aggregate and mineral filler as well as water. By drying through water evaporation the sludge becomes a thick, gelatinous coating material that is wet  Condition similar to a coating material for coating Sidewalks, driveways etc. Ä. is applied.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur sicheren Entsorgung bzw. Beseitigung von toxischem partikel­ förmigen Abfallmaterial zu schaffen, das Sicherheit gegen Auslaugen bzw. Extraktion bietet und keine wertvolle Depo­ niefläche benötigt sowie zur kommerziellen Nutzung geeignet ist.The invention has for its object a method for safe disposal or disposal of toxic particles to create shaped waste material that provides security against Leaching or extraction offers and no valuable depo never needed space and suitable for commercial use is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Entsorgung bzw. Beseitigung von gefährlichem partikelförmi­ gen Abfallmaterial, das gefährliche Abfall-Ionen enthält, durch Erzeugung eines Asphaltemulsionsschlammes und Be­ nutzung des Schlammes als kommerzielles Asphaltemulsions­ schlamm-Dichtungsmaterial gelöst. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:This object is achieved by a method for Disposal or removal of dangerous particulate waste material that contains hazardous waste ions, by producing an asphalt emulsion slurry and Be use of the sludge as a commercial asphalt emulsion Mud sealing material loosened. The procedure includes following steps:

  • a) Auswählen eines Emulgators, der zur Erzeugung einer stabilen Emulsion aus Asphalt, Wasser und dem partikel­ förmigen Abfallmaterial geeignet ist;a) Selecting an emulsifier that is used to produce a stable emulsion of asphalt, water and the particle shaped waste material is suitable;
  • b) Vermischen des partikelförmigen Abfallmateriales und der Asphaltemulsion in Anteilen, so daß ein Asphaltemul­ sionsschlamm erzeugt wird, der sichere Auslaug- bzw. Extraktionseigenschaften besitzt: undb) mixing the particulate waste material and of the asphalt emulsion in proportions, so that an asphalt emul Sionsschlamm is generated, the safe leaching or Extraction properties: and
  • c) Verwenden des Asphaltemulsionsschlammes für vorhandene kommerzielle Einsatzzwecke.c) Using the asphalt emulsion slurry for existing ones commercial uses.

Erfindungsgemäß wird unter Verwendung der Flugasche als ein Bestandteil ein geeigneter Asphaltemulsionsschlamm herge­ stellt. Um einen geeigneten Schlamm zu erhalten, muß der ge­ eignete Emulgator zuerst so ausgewählt werden, daß die Asphaltkügelchen in der Emulsion die Flugaschepartikel ver­ kapseln. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man Proben­ gemische aus der Flugasche, dem Asphalt und Wasser sowie verschiedenartigen der im Handel erhältlichen Emulgatoren herstellt und visuell bestimmt, welche Kombination sich in geeigneter Weise vermischt. Wenn die Ionenladung des Flug­ aschemateriales beim Zusatz zur Emulsion ermittelt werden kann, wird ein geeigneter Emulgator ausgewählt, dessen Ladung der der Abfall-Ionen entgegengesetzt ist. Es sind entweder anionische oder kationische Asphaltemulsionen er­ forderlich, je nach der Art des partikelförmigen Abfallma­ teriales.According to the invention, using the fly ash as a Part of a suitable asphalt emulsion slurry poses. To get a suitable sludge, the ge suitable emulsifier are first selected so that the  Asphalt beads in the emulsion ver the fly ash particles encapsulate. This can be achieved by taking samples mixtures from the fly ash, the asphalt and water as well various of the commercially available emulsifiers manufactures and visually determines which combination is in mixed appropriately. When the ion charge of the flight ash material can be determined when added to the emulsion a suitable emulsifier is selected, the Charge that is opposite to the waste ions. There are either anionic or cationic asphalt emulsions required, depending on the type of particulate waste teriales.

Nachdem der geeignete Emulgator ermittelt worden ist, werden Probengemische aus der Flugasche und der Asphaltemulsion hergestellt, wobei ein Prozentbereich an Flugasche im Ge­ misch abgedeckt wird, um den Grad des Extraktions- bzw. Auslaugungsvermögens zu testen und diejenigen Prozentsätze auszuwählen, die das Extraktions- bzw. Auslaugungsvermögen innerhalb eines für die Umwelt annehmbaren Bereiches halten. Das gewünschte Ergebnis wird dann besonders wirksam er­ reicht, wenn eine vollständige Verkapselung der Flugasche­ partikel durch die Asphaltkügelchen stattfindet. Des weite­ ren werden die Anteile der Asphaltemulsion und der Flugasche so ausgewählt, daß das Gemisch einen Asphaltemulsionsschlamm und keine feste Masse erzeugt.After the appropriate emulsifier has been determined Mixtures of samples from fly ash and asphalt emulsion manufactured, with a percentage of fly ash in Ge is mixed to determine the degree of extraction or Leach ability to test and those percentages select the extraction or leaching capacity keep within an environmentally acceptable range. The desired result will then be particularly effective is enough if a complete encapsulation of the fly ash particle takes place through the asphalt beads. The far the proportions of asphalt emulsion and fly ash selected so that the mixture is an asphalt emulsion slurry and does not produce a solid mass.

Der fertige Asphaltemulsionsschlamm, der hergestellt worden ist, kann in üblicher Weise kommerziell eingesetzt werden, als Bodenbelagüberzug oder Dichtungsmaterial, beispielsweise als Überzugsmaterial für Straßen oder für kommerzielle/ industrielle Zwecke oder als Bodenabdichtungsmaterial. Das Verhältnis Gewicht : Fläche ist bei diesen Anwendungsfällen üblicherweise niedrig, um die Konzentration des gefährlichen Abfallmateriales minimal zu halten, hängt jedoch letztend­ lich vom Typ und der Konzentration des toxischen Abfall­ materiales ab. Auf diese Weise wird die gefährliche Flug­ asche in einer sicheren, jedoch kommerziell nützlichen Art und Weise entsorgt bzw. beseitigt, und der Bedarf nach Depo­ niefläche zur Lagerung des Abfallmateriales wird minimal ge­ halten.The finished asphalt emulsion slurry that has been manufactured can be used commercially in the usual way, as a floor covering or sealing material, for example as covering material for streets or for commercial / industrial purposes or as a waterproofing material. The Ratio weight: area is in these applications usually low to the concentration of the dangerous Ultimately, keeping waste material to a minimum depends  type and concentration of toxic waste material. This way the dangerous flight ash in a safe but commercially useful way and disposed of, and the need for depo Never space for storing the waste material is minimal ge hold.

AusführungsbeispielEmbodiment

Es wurde eine Flugasche verwendet, die gefährliche Mengen an Blei enthielt. Insbesondere stammte die Flugasche aus einem Luftfiltrationsemissionssystem und einer Sammeleinheit für veraschten städtischen Müll. Die Flugasche enthielt Blei über den zulässigen Extraktionstestgrenzen, wie sie in der Veröffentlichung des British Columbia Waste Management Act "Leachate Extraction Procedures special Waste, Schedule 4" beschrieben sind, d. h., das erzeugte Extraktionsmaterial ent­ hielt mehr als 5 ppm Blei. Verschiedene Emulgatoren wurden mit einem Gemisch aus Flugasche, Asphalt und Wasser ge­ testet, um eine geeignete Emulsion zu erzeugen. Im Falle dieser speziellen Flugasche wurde festgestellt, daß der Emulgator REDI-KOTE E-5762 (Warenzeichen) der Firma Armak Chemical Co. eine geeignete stabile Emulsion ergab. Es wurden verschiedene Probengemische der Asphaltemulsionen und der Flugasche in Anteilen von 5 Gew.%, 10 Gew.%, 15 Gew.%, 20 Gew.% und 25 Gew.% hergestellt. Ein Wasserextraktions- Auslaugtest, beschrieben im "Special Waste-Schedule 4" des British Columbia Waste Management Act (Februar 29, 1988), wurde mit den Proben durchgeführt. Das Extraktionsmaterial einer jeden Probe wurde hergestellt und analysiert. Die im Extraktionsmaterial festgestellten Bleiwerte waren akzepta­ bel und betrugen beispielsweise 4,02 ppm in der 15%-Probe und 3,39 ppm in der 25%-Probe. A fly ash was used that contained dangerous amounts Contained lead. In particular, the fly ash came from one Air filtration emission system and a collection unit for incinerated urban garbage. The fly ash contained lead above the allowable extraction test limits as set out in the Publication of the British Columbia Waste Management Act "Leachate Extraction Procedures special waste, Schedule 4" are described, d. that is, the extraction material produced held more than 5 ppm lead. Different emulsifiers were used with a mixture of fly ash, asphalt and water tests to produce a suitable emulsion. In the event of this particular fly ash, it was found that the Emulsifier REDI-KOTE E-5762 (trademark) from Armak Chemical Co. gave a suitable stable emulsion. It different sample mixtures of the asphalt emulsions and the fly ash in proportions of 5% by weight, 10% by weight, 15% by weight, 20% by weight and 25% by weight. A water extraction Leaching test, described in the "Special Waste Schedule 4" of the British Columbia Waste Management Act (February 29, 1988), was performed on the samples. The extraction material each sample was made and analyzed. The in Lead values determined from the extraction material were acceptable and were, for example, 4.02 ppm in the 15% sample and 3.39 ppm in the 25% sample.  

Es wurde festgestellt, daß die verschiedenen Proben mit Ausnahme der 25%-Probe eine geeignete Zusammensetzung zur Verwendung als Asphaltemulsionsschlämme besaßen. Die 25%- Probe ist normalerweise als verarbeitbarer Schlamm für die Bodenbelagbeschichtung oder entsprechende Verwendungszwecke nicht geeignet.It was found that the different samples with Except the 25% sample a suitable composition for Possessed as asphalt emulsion slurries. The 25% Sample is usually used as a processable sludge for the Floor covering or corresponding uses not suitable.

Claims (6)

1. Verfahren zum Beseitigen bzw. Entsorgen von ge­ fährlichem partikelförmigen Abfallmaterial, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • a) Auswählen eines Emulgators, der zur Erzeugung einer stabilen Emulsion aus Asphalt, Wasser und dem partikel­ förmigen Abfallmaterial geeignet ist;
  • b) Vermischen des partikelförmigen Abfallmaterials und der Asphaltemulsion in Anteilen zur Erzeugung eines Asphaltemulsionsschlammes mit sicheren Extraktions­ bzw. Auslaugeigenschaften; und
  • c) Verwenden des Asphaltemulsionsschlammes für vorhandene kommerzielle Einsatzzwecke.
1. A method for removing or disposing of dangerous particulate waste material, characterized by the following steps:
  • a) selecting an emulsifier which is suitable for producing a stable emulsion of asphalt, water and the particulate waste material;
  • b) mixing the particulate waste material and the asphalt emulsion in portions to produce an asphalt emulsion slurry with safe extraction or leaching properties; and
  • c) Using the asphalt emulsion slurry for existing commercial uses.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung der Abfallionen ermittelt wird und ein Emul­ gator entsprechend der Ionenladung ausgewählt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the charge of the waste ions is determined and an emul gator is selected according to the ion charge. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das partikelförmige Abfallmaterial der Emulsion im As­ phalt vollständig verkapselt ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the particulate waste material of the emulsion in the As phalt is completely encapsulated. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß man als partikelförmiges Abfallma­ terial Flugasche verwendet.4. The method according to any one of claims 1 to 3, because characterized in that as a particulate waste measure material fly ash used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß man den Asphaltemulsionsschlamm zur Beschichtung von Pflaster, Bodenbelägen u. dgl. verwen­ det.5. The method according to any one of claims 1 to 4, there characterized in that the asphalt emulsion slurry  for coating plaster, floor coverings and. the like det. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Flugasche weniger als 30 Gew.-% des Asphaltemulsionsschlammes ausmacht.6. The method according to any one of claims 2 to 5, there characterized in that the fly ash is less than 30 Makes up% by weight of the asphalt emulsion slurry.
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