| Optimisation of the leaching behaviour from hazardous waste incineration ashes |
Schlüsselwörter:
Sonderabfall, Verbrennung, Asche, Elution, Schwermetalle, Modellierung
Hazardous waste, incineration, ash, leaching, heavy metals, modelling
Sachgruppe der DNBAbstract
From hazardous waste incineration (HWI) in rotary kilns ashes are generated as solid residues. In this thesis the effect of limestone addition to
HWI-ashes was examined for the elution behaviour of heavy metals after a temperature treatment. Experimental results were compared to theoretic
modelling. After treatment at 1200°C, the typical temperature for hazardous waste incineration, a minimum of heavy metal leaching from HWI-ashes was
found at CaO-contents between 15 and 20%. On the one hand, lower melting temperatures of the ashes were measured after limestone addition. The melting
process may lead to immobilisation of heavy metals in glassy phases of the ash. On the other hand, thermodynamic equilibrium calculations prove the
decrease of the solubility of heavy metals as for example zinc, lead and chromium due to a changed chemical speciation. In future a HWI-ash optimised
with regard to heavy metal leaching could be disposed off to lower landfilling costs, so that the incineration costs of hazardous waste in
rotary kilns may also decrease.
Bei der Sonderabfallverbrennung (SAV) in Drehrohröfen fallen Aschen als feste Rückstände an. In dieser Dissertation wurde die Wirkung der Zugabe von
Kalkstein zu SAV-Aschen auf das Elutionsverhalten von Schwermetallen nach einer Temperaturbehandlung untersucht und theoretisch modelliert. Nach
Behandlung bei der für die Sonderabfallverbrennung typischen Temperatur von 1200°C kann im Ergebnis insgesamt ein Minimum der Elution von Schwermetallen
aus SAV-Aschen bei CaO-Gehalten zwischen 15 und 20% festgestellt werden. Nach der Zugabe von Kalkstein ist zum einen eine Senkung der
Schmelztemperaturen der SAV-Asche gemessen worden. Dadurch laufen während der Temperaturbehandlung bei 1200°C im Bereich von 10 bis 20% CaO Schmelzprozesse ab, die zur Einbindung von Schwermetallen in glasige Anteile
der Aschen führen können, verbunden mit einer geringeren Elution. Zum anderen belegen thermodynamische Gleichgewichtsberechnungen die Verminderung
der Löslichkeit von Schwermetallen wie Zink, Blei und Chrom durch eine geänderte chemische Speziierung. Eine hinsichtlich der Schwermetallelution
optimierte SAV-Asche könnte zukünftig zu niedrigeren Deponiekosten beseitigt werden, so daß die Entsorgungskosten für Sonderabfälle durch Verbrennung in
Drehrohröfen gesenkt werden können.
| Betreuer | Herbell, Jan-Dirk; Prof. Dr. rer.nat. |
| Gutachter | Herbell, Jan-Dirk; Prof. Dr. rer.nat. |
| Gutachter | Gudenau, Heinrich Wilhelm; Prof. Dr.-Ing. |
| Upload: | 2001-03-21 |
| URL of Theses: | http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-5040/inhalt.htm |