Mission Black Goo: Herausfinden, was es ist und wie man es angeht

Arlene Karidis | 05. Januar 2022

Seit einigen Jahren ist auf einigen Deponien ein neues Phänomen zu beobachten: Schwarze Feststoffe gelangen auf diese Standorte und in Sickerwasser- und Gassammelsysteme, verstopfen die Ausrüstung und beeinträchtigen die Verwaltung und Extraktion von Sickerwasser und Gas. Da es sich um „schwarze Gänsehaut“ handelt, weiß niemand genau, woher es kommt oder was es genau ist.

Wissenschaftler, die diese gummiartigen Feststoffe untersuchen, sagen jedoch, dass es sich offenbar um ein polymerähnliches Material handelt, das dazu neigt, zusammenzukleben. Es tritt auf feuchteren Deponien auf und gilt Berichten zufolge dort als besonders problematisch, wo Betreiber Klärschlamm annehmen; Allerdings gibt es bei mehreren Änderungen im Abfallstrom noch viel mehr zu lernen.

Es ist zu einem Problem für Spezialunternehmer geworden, die Sickerwassersammelsysteme reinigen, und insbesondere für einige Deponiebetreiber. Sie setzen sich im Rahmen ihrer Operationen mit schwarzem Schleim und seinen Auswirkungen auseinander.

Mit Mitteln der Environmental Research & Education Foundation versucht Craig Benson, ein Deponieingenieur an der University of Wisconsin-Madison, endgültig zu bestimmen, was diese klebrigen, schwarzen Feststoffe sind und woher sie kommen. In aufeinanderfolgenden Studienphasen werden er und sein Team herausfinden, wie es durch den Abfall in Sümpfe und Pumpen gelangt. Bestimmen Sie, wie Sie es am besten ausspülen können. und letztendlich, wie man Probleme von vornherein verhindern kann.

Schwarzer Schleim wurde erstmals auf Nassdeponien beobachtet, die über konventionelle Sickerwassersammelsysteme, aber auch über Zweiphasen-Extraktionssysteme zur Entwässerung von Abfällen verfügen, die Pumpen für Flüssigkeiten und ein Vakuum zum Absaugen von Gas umfassen.

„Es kam in die Pumpen und blockierte sie, und wir mussten sie regelmäßig reparieren. Wir begannen uns zu fragen: Was ist das für ein Zeug? Wo kommt es her?“ Benson sagt.

Eine wichtige Frage, die das Team der Wisconsin University beantworten muss, ist, wie es sich durch den Abfall bewegt, denn Deponieexperten können die Pfade, auf denen es sich bewegt, oder Prozesse, die sich auf die Mobilität auswirken, ändern, sobald sie dies verstanden haben. Benson wird sich speziell damit befassen, wie mobil es im Porenraum im Abfall ist und was es mehr oder weniger mobil macht.

„Liegt es zum Beispiel an der Temperatur? Wir wissen, dass Polymere, die Wassermoleküle binden, wie die in Babywindeln, mit der Temperatur variieren. Hat das mit der Chemie des Sickerwassers zu tun? Ist es insbesondere charakteristisch für jüngeres oder älteres Sickerwasser, das unterschiedliche Chemikalien aufweist? bilden?" Benson sagt.

Der erste Schritt besteht jedoch darin, die grundlegende molekulare Zusammensetzung des Materials zu identifizieren und mithilfe von Werkzeugen verschiedene Elemente im Glibber zu untersuchen, um seinen Inhalt zu verstehen.

Während das Team glaubt, dass es sich um ein Polymer handelt, arbeitet es daran, dies zu bestätigen oder herauszufinden, woraus es sonst noch bestehen könnte, und verlässt sich auf diese Informationen, um Hinweise darauf zu erhalten, woher es kommt.

Der Grad der Klebrigkeit ist je nach Einrichtung unterschiedlich. Auf manchen Deponien beginnt es betonartig auszuhärten. In anderen Fällen bleibt es klebrig und geschmeidig. Aber in allen Fällen setzt es sich an Pumpen und Rückschlagventilen fest und setzt sich in Sümpfen ab. Es setzt sich überall dort ab, wo Wasserstaus auftreten, bemerkt Nelson Breeden, Regionalingenieur bei Waste Connections mit Sitz in Woodlands, TX.

„Wenn es sich weiterbewegt, scheint es kein Problem zu sein. Wir versuchen, es zu bewegen, indem wir Sickerwasser-Transferpumpen betreiben, um das Wasser durch Rohre umzuwälzen, aber es gibt nicht viel, was man tun kann.“

Durch hydraulisches Spülen wird es durch Rohre oder überall dort, wo es sich ansammelt, bewegt. Aber es behebt das Problem nicht dauerhaft“, sagt er.

Progressive Environmental Services hat eine Lösung, die in einer der Einrichtungen von Waste Connections funktioniert hat. Aufgrund des Säuregehalts des Produkts gilt dies jedoch nicht für andere Standorte, an denen das Unternehmen Schutzabdeckungen installiert hat, die Kalkstein enthalten, da dieser den Kalkstein zersetzt.

„Ich denke, es gibt viele verschiedene mögliche Ursachen, aber basierend auf den begrenzten chemischen Tests, die wir durchgeführt haben, scheint es überall zu sein.“

Die Art und Weise, wie es sich verhält und wo wir die meisten Probleme haben, scheint oft auf Polymere hinzudeuten, die Kläranlagen zur Herstellung von Schlammtrocknern verwenden. Wenn Sie es durch eine Pumpe laufen lassen, hat es keine Zeit, zu koagulieren und die Partikel zusammenzubringen. Wenn also Polymere in stehendem Wasser vorhanden wären, würden sich die Partikel verbinden und sich dann wie Schleim verhalten“, sagt Breeden.

Greg Werner, Direktor bei CEC, weist darauf hin, dass die Entwässerung von Flüssigkeiten wahrscheinlich der häufigste Weg ist, über den schwarzer Schlamm auf die Mülldeponie gelangt.

Es wird durch den Entwässerungsprozess aufgefangen und mit anderem Sickerwasser vermischt. Dies ist der Zeitpunkt, an dem die Industrieabwassergruppe von CEC dies zum ersten Mal zu Gesicht bekommt und daher als Empfänger hinzugezogen wird, wenn sie Sickerwasser behandeln, bevor es in ein Gewässer oder eine öffentliche Abwasseraufbereitungsanlage eingeleitet wird.

„Wenn wir Probleme in Kläranlagen haben, müssen wir Anpassungen vornehmen. Wissen wir sicher, ob schwarzer Schleim der Schuldige ist? Nein.“ Wenn es in der Kläranlage der Deponie bereits eingemischt ist, sehen wir es physisch nicht. Es wird durch Sickerwasser verdeckt“, sagt er.

Dies kann Auswirkungen auf den Prozess der Schlammbildung und die Leistung der Behandlungsausrüstung haben.

„Wir versuchen, Verbindungen im Sickerwasser zu behandeln, aber wenn es klebrig ist, ist das der Fall Herkömmliche Methoden, die möglicherweise jahrelang funktioniert haben, sind jedoch nicht so effektiv, da sie unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. „Wir müssen also alternative Methoden verwenden, sobald wir ein Leistungsproblem sehen [das mit Gänsehaut zusammenhängen könnte]“, sagt Werner.

Der beste Weg besteht darin, die Behandlungsstrategie anzupassen. Werner verweist auf zwei Haupttypen von Ansätzen: Der eine besteht darin, bestehende chemische oder biologische Prozesse zu verbessern oder anzupassen, um klebrige Eigenschaften zu behandeln, was anwendbar ist, wenn es mit anderen Materialien gemischt wird.

Ein idealer Weg, wenn auch seltener, da das Material selten sichtbar ist, besteht darin, es physisch aus dem Bach zu entfernen, bevor es in den Aufbereitungsprozess gelangt. In diesem Szenario können Ingenieure möglicherweise eine Trenn- oder Filtermethode zum Schutz der Ausrüstung einsetzen.

Waste Connections arbeitet weiterhin daran, diese zähen schwarzen Feststoffe am vorderen Ende (bevor das Sickerwasser behandelt wird) in den wenigen feuchteren Anlagen, in denen es auftritt, im Auge zu behalten.

„Die Pumpen des Sickerwasser-Sammelsystems schalten sich abhängig vom Wasserstand im Sumpf ein und aus. Es kommt also zu einer Stagnationszeit, in der sich Polymere zusammenziehen und an den Pumpen haften und sich ansammeln können. Wenn die Leitung verstopft ist, müssen Sie sie ausspritzen Möglicherweise muss die Leitung durchtrennt und ersetzt werden. Um dies zu vermeiden, spülen wir sie, wenn möglich, kontinuierlich durch.

Andernfalls kann es auf Ihrer Deponie zu Wassersäulen kommen und es zu Compliance-Problemen. Wenn die Pumpe also nicht läuft, müssen alle Hände an Deck arbeiten, um sie zu reinigen und wieder in Betrieb zu nehmen“, sagt Breeden.

Benson und sein Team in Wisconsin sammeln derzeit Proben von Mülldeponien im ganzen Land.

„Um zu verstehen, was Glibber ist und woher er kommt, braucht man unterschiedliche Proben. Jede Probe ist irgendwie einzigartig, deshalb sammeln wir so viele wie möglich und suchen nach Gemeinsamkeiten. Idealerweise möchten wir sie von überall dort bekommen.“ es zeigt sich“, sagt Benson.

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