Projekt 16285/01

Konditionierung gebrauchter Bentonitsuspensionen durch mineralische Zuschlagstoffe bei gleichzeitiger Gewinnung von Sekundärrohstoffen für die Herstellung hochwärmedämmender Leichthochlochziegel

Projektträger

terracontrol Gesellschaft für Reststoffwirtschaft und angewandte Umweltgeologie mbH
Hermann-Löns-Weg 32
69118 Heidelberg
Telefon: 06221/895421

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Gebrauchte Bentonitsuspensionen fallen u.a. im Spezialtiefbau an. Deren Entsorgung wirft aus ökologischer und ökonomischer Sicht Probleme auf. Ziel des Vorhabens war die Erarbeitung der Grundlagen eines wirtschaftlichen und umweltgerechten Aufbereitungs- und Verwertungskonzepts. Das Konzept sollte auf der Entwässerung der Suspensionen mit Hilfe von mineralischen Zuschlagstoffen beruhen, welche sich als Filterhilfen eignen und als Abstoffe in anderen Industriezweigen anfallen können. Der aus Bentonit und Zuschlagstoffen bestehende Filterkuchen sollte einem Ton-Sand-Gemisch entsprechen und als Rohstoff bei der Herstellung hochwärmedämmender Leichthochlochziegel eingesetzt werden können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen vergleichender Laborversuchsreihen wurden 25 potentielle Filterhilfen auf ihre Eignung getestet. Die verwendeten Suspensionen kamen aus dem Bau von Schlitzwänden und Bohrpfählen sowie dem Tunnelbau. Die Versuche wurden in einem Baustofflabor der Fa. Bilfinger & Berger, die umweltrelevanten Analysen (Suspensionen, Filterhilfen, Filtrat) am Institut für Umwelt-Geochemie der Universität Heidelberg durchgeführt.
Mit ausgewählten Filterhilfen (gebrauchte Kieselgur, Perlitstaub, Bimswaschschlamm und Müllverbrennungsasche (MVA)) wurden anschließend im Technikummaßstab Entwässerungen mit Kammerfilterpressen praxisnah realisiert und optimiert. Gleichzeitig konnten ausreichende Mengen Filterkuchen für die keramotechnischen Untersuchungen an der Georg-Simon-Ohm-Fachhochschule Nürnberg gewonnen werden.
Hier wurden nach Vorversuchen zum generellen Einsatz von Bentoniten die Filterkuchen aus Bentonit und Zuschlagstoffen bis max. 40 Ma.% mit einem Ziegel-Rohton vermengt. An insgesamt 1364 Formlingen (Labor-Ziegel und Wärmeleitplatten) erfolgte die Bestimmung der Trocken- und Brennschwindung, Rohdichte und Scherben-Rohdichte, Druckfestigkeit und Scherben-Wärmeleitfähigkeit.


Ergebnisse und Diskussion

Zum Projekt liegt der ausführliche Abschlussbericht von 01/2002 vor.
Die Eignung als Filterhilfe hat sich in den Labortests bei einer Vielzahl der geprüften Stoffe bestätigt, z.B. Perlitstaub, gebrauchte Kieselgur oder Müllverbrennungsasche (MVA). Auf dem Markt steht also eine Vielzahl potentieller Filterhilfen in Form mineralischer Abfallstoffe oder niedrigpreisiger (Sekundär-) Rohstoffe zur Verfügung.
Die keramtechnischen Ergebnisse zeigen, dass alle Feststoffgemische in der Ziegelindustrie verwendet werden können. Die enthaltenen Filterhilfen weisen vergleichsweise niedrige Schüttgewichte auf. Dadurch werden schwerere Tonmineralien in der Ziegelrohmasse substituiert und die Scherbenrohdichte herabgesetzt. Die gleichzeitige Erniedrigung der Wärmeleitfähigkeit führt zu der gewünschten wärmedämmenden Wirkung.
Unter wärmetechnischen Gesichtspunkten und auch bezüglich der Druckfestigkeiten sind die Bentonit-Filterkuchen mit Perlitstaub, gebrauchter Kieselgur und Bimswaschschlamm besonders gut für die Ziegelherstellung geeignet.
Die mit Müllverbrennungsasche hergestellten Probekörper erbrachten bei praktisch allen Tests die schlechtesten Ergebnisse. Wenn der wärmetechnische Effekt nicht im Vordergrund steht, kann die diese zumindest als Abmagerungsmittel eingesetzt werden. Der zugesetzte Massenanteil sollte jedoch niedrig sein, um eine zu starke Festigkeitsminderung zu verhindern.
Die umweltrelevanten Analysen der Filterhilfen erbrachten keine besonderen Auffälligkeiten. Nur die verwendete Müllverbrennungsasche wies erhöhte Schwermetall- und Salzgehalte auf. Dies ist ein weiterer Grund, Müllverbrennungsasche ggf. nur in geringen Massenanteilen zu verwenden.
Die gesetzten Arbeitsziele wurden fast vollständig und in der erwarteten Zeit erreicht. Allerdings ist wegen der Komplexität der Einflussgrößen zum gegenwärtigen Zeitpunkt keine seriöse Wirtschaftlichkeitsbetrachtung möglich. Die Wirtschaftlichkeit hängt insbesondere vom Standort der Filterpresse und des Verwerters (Ziegelei) sowie der regionalen Verfügbarkeit der Filterhilfen ab. Die Kostenvorteile, die sich über die Nutzung sekundärer Filterhilfen und die Vermeidung von Deponierungskosten ergeben, müssen gegen einen unter Umständen größeren logistischen Aufwand gerechnet werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass das Verwertungskonzept auf das jeweilige Bauvorhaben angepasst werden muss. Seine besondere Bedeutung dürfte in der Abwicklung großer Spezialtiefbau-Projekte, z.B. im Tunnelbau, liegen.
Das neue Konzept entspricht dem Prinzip der Abfallverwertung bzw. -vermeidung. Zusätzlich entfällt der Einsatz von Flockungsmitteln für die Filtration. Deponiekapazitäten werden geschont, wie auch die Rohstoff-Ressourcen für die Ziegelherstellung (Tonersatz).


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Es ist geplant, das Verwertungskonzept in folgender Form zu verbreiten:
· Direkte Informationen an Spezialtiefbau-Unternehmen (z. B. Auszüge aus dem Abschlußbericht, Veröffentlichungen)
· Veröffentlichung in Fachzeitschriften aus den Bereichen Abfallwirtschaft, Spezialtiefbau, Ziegelindustrie
· Vorträge, Seminare und Veranstaltungen der FH Nürnberg


Fazit

Aus Sicht der terracontrol GmbH könnte auf Basis der im Förderprojekt erzielten guten Ergebnisse bereits ein Großversuch im Rahmen eines großen Spezialtiefbau-Projektes durchgeführt werden. Neben den technischen und genehmigungsrechtlichen Aspekten würde ein Großversuch ergänzende Hinweise zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens geben.

Übersicht

Fördersumme

119.719,51 €

Förderzeitraum

04.02.2000 - 31.10.2001

Bundesland

Baden-Württemberg

Schlagwörter

Ressourcenschonung
Umwelttechnik