DE19512448C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Dekontamination eines mit oxidierbaren Schadstoffen kontaminierten Materials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dekontamination von mit oxidierbaren Schadstoffen kon­ taminierten Materialien, insbesondere von Bodenmaterial, das mit organischen Schadstoffen kontaminiert oder belastet sein kann.

Es sind zur Zeit eine Reihe von Dekontaminationsverfahren, beispielsweise Waschverfahren und thermische Verfahren be­ kannt, die aber nur im Zusammenhang mit Off-Site-Anlagen verfügbar sind. Solche Anlagen unterliegen vor Betriebsbe­ ginn einem zeitraubenden und aufwendigen Genehmigungsver­ fahren. Darüber hinaus entstehen bei der Dekontamination von verseuchten Böden in solchen Off-Site-Anlagen erheb­ liche Kosten für den An- und Abtransport des kontaminierten und des dekontaminierten Materials.

Thermische Verfahren haben den Nachteil, daß die biologi­ sche Funktionalität des behandelten Bodens nicht mehr ge­ währleistet werden kann. Daneben sind auch mikrobielle Be­ handlungsverfahren bekannt, die vor Ort eingesetzt werden, die aber in ihrer Wirksamkeit sehr zeitaufwendig sind.

Den bekannten Verfahren ist es gemeinsam, daß sie in der Regel einen sehr hohen Energieeinsatz und weitere Entsor­ gungen, beispielsweise von Wasser, Rauchgas, Filtern usw. erfordern. Auch zeigt sich bei den bekannten Verfahren, daß immer noch viele Restschadstoffe zurückbleiben. Nachteilig ist es auch, daß bei Vorliegen vieler unterschiedlicher Schadstoffe, die das zu behandelnde Material kontaminieren, unterschiedliche Verfahren zur Dekontamination des Mate­ rials zum Einsatz kommen müssen, um die verschiedenen Arten von Schadstoffen abzubauen oder in unschädliche oder um­ weltfreundliche Komponenten zu zerlegen.

Des weiteren ist aus der DE-OS 43 02 020 ein Verfahren zur oxidativen Zerstörung von organischen Substanzen, die in Böden abgelagert sind, mit einem Ozon enthaltenden Gas be­ schrieben. Der kontaminierte Boden kann in einem Dreh­ reaktor mit ozonhaltigem Sauerstoff behandelt werden. Die­ ses Verfahren erfordert in der Regel relativ lange Reak­ tionszeiten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen oxidierbare Schadstoffe, insbesondere Schadstoffe auf der Basis von or­ ganischen Verbindungen, insbesondere in Bodenmaterialien, auf einfache, energiesparende und schnellreaktive Weise entsorgt werden können, ohne daß beachtenswerte Restschad­ stoffe zurückbleiben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Dekonta­ mination eines mit oxidierbaren Schadstoffen kontaminierten Materials, insbesondere von Bodenmaterialien, bei dem das Material zum Abbau der Schadstoffe mit Ozonionen enthal­ tendem Ozon behandelt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens mit einem ver­ schließbaren Behälter, der eine Behälterkammer umschließt und Einfüll- und Austrittsstutzen für das zu behandelnde Material und Anschlußstutzen, an die jeweils der Auslaß eines Ozon und Ozonionen erzeugenden Generators angeschlos­ sen ist, aufweist und mit einer Einrichtung, die Druck auf eine Gasphase erzeugt und das von dem Generator erzeugte Ozon/Ozonionengemisch zusammen mit der Gasphase der Behäl­ terkammer zu führt.

Theoretische Abhandlungen in bezug auf Eigenschaften der Ozonionen finden sich u. a. in den Veröffentlichungen "Mobi­ lities of Several Mass-identified positive and Negative Ions in Air", International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes, 81 (1987) 45-65, und "First Model of Ne­ gative Ion Composition in the Troposphere", Planet. Space Sci., Vol.34, Nr. 12, Seiten 1229-1239, 1986.

Erfindungsgemäß wird die besondere oxidative Kraft der Ozonionen genutzt, um ein mit oxidierbaren Schadstoffen kontaminiertes Material, insbesondere Bodenmaterial, das insbesondere mit organischen Schadstoffen belastet sein kann, zum Abbau der Schadstoffe zu behandeln, wobei die Ozonionen in einem geschlossenen oder offenen System gene­ riert werden.

Mittels der von der Ozonionen-Erzeugungseinrichtung erzeug­ ten hochaktiven Ozonionen werden die Schadstoffe, die das Material belasten, oxidiert und in umweltfreundliche Kom­ ponenten wie Sauerstoff, Wasser oder Kohlendioxid zerlegt, wie es z. B. bei der Oxidation von Benzol mittels der Ozo­ nionen der Fall ist.

Vorzugsweise wird eine hohe Konzentration von Ozonionen im reaktiven Gemisch, also in der Gasphase, verwendet, da die Ozonionen durch ihre relativ geringe Lebensdauer-Halb­ wertszeit zwischen 70 msec und 70 sec eine verstärkte Oxi­ dationsfähigkeit im Vergleich zu nicht-ionisierten Ozonmo­ lekülen haben.

Die Verwendung eines Oxidationsmittels auf der Basis von Ozonionen hat den großen Vorteil, daß eine Vielzahl von unterschiedlichen organischen Schadstoffen und auch von nicht-organischen Schadstoffen, die z. B. Bodenmaterial ver­ seuchen, in einem Dekontaminationsvorgang mittels der er­ findungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens abgebaut werden können. Z.B. konnten bei der Be­ handlung von sogenanntem Kieselrotboden mittels des Gegen­ stands der Erfindung eine Vielzahl organischer Schadstoffe, wie Dioxine und Furane, in einem Dekontaminationsvorgang abgebaut werden. Mittels der Ozonionen-Dekontamination kön­ nen insbesondere Schadstoffe, die auf organischen chemi­ schen Verbindungen beruhen, wie z. B. aromatische Kohlenwas­ serstoffe (AKW), leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasser­ stoffe (LHKW), polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), ohne Verbleiben von Restschadstoffen zerlegt und be­ seitigt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren schont zudem das Bodenmaterials, so daß es biologisch wieder verwendet werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können gasförmige Ma­ terialien, wie z. B. Abgase oder dergleichen, Flüssigkeiten, wie z. B. Fäkalien, und Feststoffe bzw. feste Materialien, wie z. B. Stäube, Schlämme und Schüttgüter, die auch auf­ grund von Feuchtigkeit und Feingutanteil relativ zähflüssig sein können, dekontaminiert werden. Ein typisches festes Material ist Bodenmaterial, z. B. belastete Feldflächen. Auch die Behandlung von Suspensionen ist mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren möglich. Die Schadstoffe können als feste, flüssige oder gasförmige Phase in dem kontaminierten Material enthalten sein.

Die Ozonionen-Erzeugungseinrichtung kann aus einem oder mehreren Generatoren bestehen, wie sie z. B. in der inter­ nationalen Patentanmeldung PCT/EP 92/02875 (Veröffentli­ chungsnummer WO 93/12035) beschrieben sind, deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufge­ nommen wird. Dieser Ozon-Generator erzeugt unter Einwirkung elektrischer Entladungen und weiterer physikalischer Vor­ gänge Ozonionen (Ozonid-Ionen). Mit diesen Ozongeneratoren können hochreaktive Ozonionen bei niedrigem Energieaufwand erzeugt werden. Die Leistung für die Ozonionenerzeugung liegt je nach Anwendungsfall bei einigen 10 W bis einigen 100 W. Da bis auf die Erzeugungsenergie von Ozonionen keine zusätzliche Energie zur oxidativen Verbrennung der meist organischen Schadstoffe mittels Ozonionen, man spricht hier von kalter Verbrennung, notwendig ist, ist der Energiever­ brauch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem er­ findungsgemäßen Verfahren gegenüber thermischen Aufberei­ tungen erheblich reduziert, bei denen bekanntlich eine Tem­ peratur über 1000°C und damit ein entsprechend hoher Ener­ gieaufwand erforderlich ist.

Vorzugsweise werden die Ozonionen mittels des Ozongene­ rators aus in der Umluft vorhandenem Sauerstoff gewonnen, wobei die Umluft als Gasphase oder Gas dient.

Weiterhin kann ein geschlossener Ozonionen-Erzeugungs­ kreislauf vorgesehen sein, in dem der Behälter und die Ozo­ nionen-Erzeugungseinrichtung angeordnet sind. Der Ozon­ kreislauf (geschlossenes Umlaufsystem) wird von einem Ge­ bläse als druckerzeugende Einrichtung in dem Umluftsystem aufrechterhalten. Das Gebläse saugt eingangsseitig Luft (Sauerstoff) bzw. Gas aus dem Inneren des Behälters, näm­ lich der Behälterkammer, an und führt ausgangsseitig die angesaugte Luft der Ozonionen-Erzeugungseinrichtung zum Ge­ nerieren von Ozonionen zu, die dann wiederum ausgangsseitig mit dem Inneren des Behälters fluidmäßig verbunden ist. Durch Verwendung entsprechender Druck- und Saugleitungen ist somit ein geschlossener Luft(Sauerstoff)/Ozonionen-Kreis­ lauf gegeben. Dieser geschlossene Kreislauf hat den Vorteil, daß keine Ozonionen (oder Ozon, das immer auch ge­ neriert wird und in der umgewälzten Gasphase vorliegt) in die Umgebung der Vorrichtung und damit in die Atmosphäre austreten können.

Vor dem Gebläse kann eine Filtereinrichtung vorgesehen sein, um Feststoffteilchen bzw. Partikel aus dem Luft/ Ozonionen-Kreislauf herauszufiltern. Um zu verhindern, daß der Filter der Filtereinrichtung durch Anhäufung von Fest­ stoffteilchen verstopft und undurchlässig wird, kann der Filter mit Druckluftstöße beaufschlagt werden, die bewir­ ken, daß die im Filter zurückgehaltenen Feststoffteilchen wieder zurück in die Filterkammer fallen. Man spricht hier von einem Selbstreinigungseffekt des Filters.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch anstatt des geschlossenen Systems ein offenes System (Umluftsystem) um­ fassen, in dem der Behälter und die Ozonionen-Erzeugungs­ einrichtung angeordnet sind, wobei das System ein Gebläse als druckerzeugende Einrichtung hat, das ausgangsseitig mit der Atmosphäre verbunden ist und eingangsseitig über eine Saugleitung, in der eine Filtereinrichtung angeordnet ist, die Gasphase von der Behälterkammer ansaugt, wobei die Ozonionen-Erzeugungseinrichtung eingangsseitig mit der At­ mosphäre und ausgangsseitig mit der Behälterkammer verbun­ den ist und das Gebläse Umluft als Gasphase im offenen System bewegt.

Der Behälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat vorzugs­ weise einen Eintrittsstutzen, durch den das kontaminierte Material in das Behälterinnere (Behälterkammer) eingeführt werden kann, und einen Austrittsstutzen, durch den das in der Behälterkammer dekontaminierte Material entleert werden kann. Die beiden Stutzen sind mit Abdichtschiebern ver­ schließbar, die vorzugsweise gasdicht abdichten, so daß die Gasphase mit Ozonionen bzw. Ozon nicht nach außen entwei­ chen kann und tatsächlich ein gasdichtes Behältersystem vorliegt.

Als Behälter können im Prinzip beliebige Behälterformen, z. B. rohrförmige, trommelförmige, kegelförmige usw., ver­ wendet werden. Vorzugsweise ist der Behälter als Misch­ trommel ausgelegt, in der ein Mischwerk untergebracht ist. Das Mischwerk kann als Pflugscharen-Mischwerk ausgelegt sein. Es ist aber auch ein wendelförmiges, schaufelförmi­ ges, wirbelförmiges Mischwerkzeug möglich.

Durch die Relativbewegung zwischen Mischwerkzeug und Behäl­ ter wird das Feststoff-Material in der Behälterkammer mit dem eingeleiteten Ozonionenstrom von der Ozonionen-Erzeu­ gungseinrichtung vermischt, wodurch eine homogene Einwir­ kung bzw. Oxidation der Schadstoffe im Feststoffmaterial ermöglicht wird und insbesondere der Dekontaminationsvor­ gang für die in dem Behälter eingefüllte Feststoffmenge be­ schleunigt werden kann.

Zum Herstellen der Relativbewegung zwischen Behälter und Mischwerk- bzw. Rührwerkzeug im Inneren des Behälters kann der Behälter bewegt, d. h., um seine Achse gedreht werden, oder es kann das Rührwerkzeug bewegt werden oder sowohl der Behälter als auch das Rührwerkzeug gleichzeitig bewegt wer­ den. Der Behälter kann horizontal, d. h. die Achse, um die sich das Mischwerk dreht, liegt horizontal zu dem Boden oder einem Rahmen, auf dem die erfindungsgemäße Vorrichtung steht, oder vertikal angeordnet sein.

Bei der Behandlung von Feststoffen wird der Mischer vor­ zugsweise derart betrieben und ausgelegt, daß die sogenann­ te Froudsche Zahl etwa 2 bis 6, insbesondere etwa 3 bis 5, beträgt. Die Froudsche Zahl ergibt sich aus der Formel Fr = (R × ω²)/g, wobei R die Geometrie des Mischwerkzeugs, also z. B. den Radius der Mischerschaufel, ω die Winkelgeschin­ digkeit, mit der sich das Mischerwerkzeug dreht, und g die Erdbeschleunigung angibt. Würde die erfindungsgemäße Vor­ richtung bei einer Froudschen Zahl wesentlich größer als etwa 6 betrieben werden, so würde sich das zu behandelnde Material in der Behälterkammer überwiegend an der Wandung des Behälters bzw. Mischers anlagern, was dazu führen würde, daß die Ozonionen nicht gleichmäßig auf das mit Schadstoffen kontaminierte Material einwirken können und damit der Dekontaminationseffekt der Vorrichtung ver­ schlechtert werden würde. Bei Unterschreiten der Froudschen Zahl von etwa 2 würde sich dagegen das zu behandelnde Fest­ stoffmaterial bzw. Schüttgut überwiegend im unteren Teil des Behälters bzw. Mischers absetzen, so daß auch in diesem Fall keine optimale Vermischung zwischen Ozonionen und zu behandelndem Material stattfinden würde, d. h., auch in diesem Fall wäre die Behandlungseffektivität deutlich her­ abgesetzt. Im Bereich der Froudschen Zahl zwischen etwa 2 und 6 und insbesondere zwischen etwa 3 und 5 liegt dagegen eine homogene Durchmischung zwischen dem zu behandelnden Feststoffmaterial und den eingeleiteten Ozonionen in der Behälterkammer vor, wodurch ein optimaler Dekontaminations­ wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht wird. Anders ausgedrückt entstehen bei der Mischung keine "Toträume" von Feststoffmaterial, die der Ozonionenstrom nicht erreichen kann, solange der Mischer in dem optimalen Bereich für die Froudsche Zahl zwischen etwa 2 bis 6, ins­ besondere zwischen etwa 3 und 5, betrieben wird.

Vorzugsweise ist das Pflugschar-Werkzeug an der Kontur sägezahnähnlich ausgelegt, wodurch vorteilhafterweise eine Verkeilung des festen Materials in der Behälterkammer zu­ mindest weitgehend vermieden wird. Dadurch wird auch einer sonst möglichen Verstopfung der Behältereintrittsöffnung bzw. der Behälteraustrittsöffnung durch Verklumpung oder Verkeilung von festen Materialien in diesen Öffnungen vor­ gebeugt.

Im Behälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zusätz­ lich eine Rotationseinrichtung vorgesehen sein, die dazu dient, etwa verklumptes Feststoffmaterial in der Behälter­ kammer wieder zu zerkleinern und einen um 90 Winkelgrad ge­ drehten Strom des Materials in der Behälterkammer zu dem Mischwerkzeug zu erzeugen. Als Rotationswerkzeug sind mes­ serähnliche Werkzeuge geeignet.

Das feststofförmige oder flüssige zu behandelnde Material wird vorzugsweise mit einer motorbetriebenen Einförder­ schnecke über den Eintrittsstutzen in das Behälterinnere eingeführt. Die Einförderschnecke hat als Zuführeinrichtung den Vorteil, daß Feststoffmaterialien unterschiedlichsten Typs, wie z. B. Schlämme oder rieselfähiges Schüttgut, gleichmäßig und sicher der Behälterkammer zugeführt werden können. Darüber hinaus kann mit der bevorzugten Förder­ schnecke auch eine relativ genaue Dosierung der zugeführten Materialmenge in die Behälterkammer hinein ausgeführt wer­ den. Der Füllgrad kann dabei mittels einer Füllstandsmeß­ einrichtung, die am oder im Behälter angeordnet ist, über­ prüft werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhafterweise mo­ bil ausgelegt. D.h., die Vorrichtung kann z. B. auf einem Anhänger montiert sein, der dann mittels eines entsprechen­ den Zugfahrzeugs zum Ort des kontaminierten Materials transportiert werden kann. Hierdurch kann das kontaminierte Material vorteilhafterweise vor Ort behandelt werden, wo­ durch umständliche und kostenaufwendige Transportvorgänge von kontaminiertem Material und dekontaminiertem Material entfallen können.

Die Behandlung der belasteten Materialien kann bei einem Unterdruck erfolgen, der vorzugsweise in einem Bereich von etwa 2 bis 10 mbar liegen kann, wodurch die Schadstoffaus­ gasung aus dem belasteten Material erhöht und folglich der Oxidationseffekt durch Ozonionen in der Behälterkammer ver­ stärkt wird. Durch den Unterdruck in der Behälterkammer kann einem unbeabsichtigtem Austreten von Schadstoffen, auch von Zwischenprodukten beim Schadstoffabbau, im Leck­ fall vorgebeugt werden.

Die Behandlung der Materialien in der Behälterkammer kann auch bei Überdruck erfolgen, der den Wirkungsgrad des er­ findungsgemäßen Verfahrens erhöht. Auch eine Dekontamina­ tion bei Gleichdruck, also atmosphärischem Druck, ist mög­ lich.

Bevor das kontaminierte Feststoffmaterial in die Behälter­ kammer gelangt, kann es auf eine bestimmte Größe oder klei­ ner durch einen Shredder zerkleinert werden.

Als druckerzeugende Einrichtung der Vorrichtung kann an­ statt oder zusätzlich zu der Gebläseeinrichtung auch eine Preßluftflasche oder eine Sauerstoffflasche verwendet wer­ den.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Er­ findung sind den Unteransprüchen 2 bis 4 und 6 bis 15 zu entnehmen.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen­ den Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbin­ dung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Dekontamination von Feststof­ fen, insbesondere von kontaminierten Böden in einer seitli­ chen Prinzipdarstellung; und

Fig. 2 ein Fließschema zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1, die einen mit Hilfe von Rädern 2, 4 verfahrbaren Rahmen (Anhänger) 6 aufweist, auf dem eine Misch- und Reaktionstrommel 8 als Behälter mit der Behälterkammer 8.1 angeordnet ist, die nachfolgend als Mischtrommel bezeichnet wird. Die Mischtrommel 8 weist oberseitig einen mit einem Abdichtschieber 10 ausgestatte­ ten Einfüllstutzen 12 bzw. Eintrittsstutzen auf, der an das Abgabeende einer Einförderschnecke 14 angeschlossen ist, deren Befüllende mit einem mit einem Deckel 17 verschließ­ baren Befülltrichter 16 verbunden ist. Die Mischtrommel 8 weist unterseitig einen Abgabestutzen bzw. Austrittsstutzen 18 mit einem Abdichtschieber 20 auf. Die Abdichtschieber 10 und 20 sind gasdicht ausgelegt und werden durch Stelltriebe 11 und 21 (vgl. Fig. 2) gesteuert betätigt. Der Ab­ gabestutzen 18 ist an eine Ausförderschnecke 22 angeschlos­ sen.

Die Mischtrommel 8 weist weiterhin drei Anschlußstutzen 28, 30 und 32 auf, an die jeweils der Auslaß eines Ozonionen-Gene­ rators 34, 36, 38 angeschlossen ist, dessen Aufbau in der Internationalen Patentanmeldung PCT/EP 92/02875 be­ schrieben ist.

Die Ozonionen-Generatoren 34, 36, 38 befinden sich in einem geschlossenen Umluftsystem, das einen Luft (Sauerstoff)/ Ozonionen-Kreislauf darstellt. Das Umluftsystem umfaßt ein (Umluft-)Gebläse 40, das in dem Umluftsystem einen Druck bzw. eine Druckdifferenz aufbaut, um die von den Ozonionen-Gene­ ratoren 34, 36 und 38 erzeugten Ozonionen im Umluft­ strom (Sauerstoff/Luftgemisch mit Ozonionen und zum Teil auch Ozon) in die Behälterkammer 8.1 des Behälters 8 zu be­ fördern. Das Umluftsystem besteht weiterhin aus einer Druckleitung 42, die zu den Ozonionen-Generatoren 34, 36 und 38 führt, und aus einer Saugleitung 44, die über eine Filtereinrichtung 46 an der Mischtrommel 8 angeschlossen ist. Von der Druckleitung 42 zweigen eine erste Meßleitung 50 und eine Abluftleitung 51 ab. In die zur Atmosphäre, al­ so zur Umgebung der Vorrichtung 1, hinführende Abluftlei­ tung 51 sind ein Magnetventil 52 und ein Ozonkatalysator 53 angeordnet. Von der Abluftleitung 51 zweigt hinter dem Ozonkatalysator 53 eine zweite Meßleitung 54 ab. Die beiden Meßleitungen 50 und 54 sind mit einem Umschalterventil 55 verbunden, über das sie wechselweise mit einem Kataly­ sator zum Abbau von Ozon 56 verbindbar sind, so daß sowohl der Ozongehalt in der Umluft in der Druckleitung 42, also in der Mischtrommel 8, über die erste Meßleitung 50 als auch der Ozongehalt der Abluft in der Abluftleitung 51 hinter dem Ozonkatalysator 53 über die zweite Meßleitung 54 gemessen werden kann.

In der Mischtrommel 8 befindet sich weiterhin ein Mischer bzw. Mischwerk (nicht dargestellt), das als Pflugscharen-Misch­ werk ausgebildet ist, dessen Konturen sägezahnähnlich sind. Zusätzlich kann in der Mischtrommel eine Rotations­ einrichtung 57 (vgl. Fig. 2) vorgesehen sein, die mit ro­ tierenden, messerähnlichen Werkzeugen versehen ist, um ei­ ner Verklumpung des in die Behälterkammer 8.1 eingefüllten Feststoff-Materials vorzubeugen.

Die Stromversorgung der Vorrichtung 1 erfolgt durch ein Stromaggregat 58. Der Antrieb des Mischwerkzeugs der Misch­ trommel 8 und der Antrieb der Ein- und Ausförderschnecke 14 und 22 erfolgt über Hydraulikmotoren 60, 62, 64, die von einem Hydraulikaggregat 66 versorgt werden. Das Stromaggre­ gat 58 und das Hydraulikaggregat 66 werden von einem Die­ selmotor (nicht dargestellt) angetrieben.

Die Mischtrommel 8 ist mit einem Füllstandsmesser 68 ausge­ stattet, der zur Erfassung des Füllgrads der Mischtrommel 8 dient.

Eine programmgesteuerte Steuer- und Bedienungseinrichtung 70 dient zur Steuerung der Vorrichtung 1 und des mit der Vorrichtung 1 durchgeführten Dekontaminationsverfahrens von kontaminierten, festen Materialien.

Die Vorrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Nach Öffnen des Deckels 17 (Fig. 2) (der Deckel kann auch fehlen) wird der Befülltrichter 16 mit dem mit oxidierbaren Schadstoffen, kontaminierten und zu behandelnden Material, insbesondere dekontaminiertem Bodenmaterial, in vorgebbarer Menge beschickt, wobei durch Schließen des Deckels 17 die Menge des in den Befülltrichter 16 eingefüllten Materials auf das Volumen des Befülltrichters 16 beschränkt werden kann. Nach Beschickung des Befülltrichters 16 wird der Deckel geschlossen. Die Einförderschnecke 14 erfaßt dann und fördert das Material im Befülltrichter 16 bei geöffne­ ten Abdichtschieber 10 über den Einfüllstutzen bzw. Ein­ trittsstutzen 12 in das Innere der Mischtrommel 8, nämlich der Behälterkammer 8.1.

Wenn der vorgewählte Füllungsgrad (beispielsweise 50 Volu­ menprozent) im Inneren der Mischtrommel 8 erreicht ist, was durch den Füllstandsmesser 68 gemessen und der Steuerein­ richtung 70 mitgeteilt wird, schließt die Steuereinrichtung 70 den Abdichtschieber 10 am Einfüllstutzen 12 der Mischtrommel 8 gasdicht ab.

Danach werden durch die Steuereinrichtung 70 die Ozonionen-Gene­ ratoren 34, 36 und 38 eingeschaltet, die den Sauerstoff der sich in der Mischtrommel bzw. im Umluftsystem be­ findlichen Luft zum großen Teil in Ozonionen umwandeln. Gleichzeitig schaltet die Steuereinrichtung 70 das Umluft­ gebläse 40 ein, das die Gasphase (Luftstrom mit Sauerstoff, Ozon und Ozonionen) im geschlossenen Kreislaufsystem beste­ hend aus den Einrichtungen 46, 44, 40, 42, 34, 36, 38, 8.1, in Umwälzrichtung gesehen, umwälzt. Das Gebläse 40 erzeugt dabei in diesem Systemkreislauf ein Druckgefälle bzw. eine Druckdifferenz, um die umgewälzte Gasphase durch die Ozo­ nionen-Generatoren 34, 36, 38 in die Behälterkammer 8.1 un­ ter Druck einzuführen.

Die umgewälzte Gasphase durchströmt dabei die sich selbst­ reinigende Filtereinrichtung 46, die Feststoffpartikel aus der umgewälzten Gasphase herausfiltert. Die in der Filter­ einrichtung 46 angesammelten Filterstäube werden automa­ tisch in die Mischtrommel 8 zurückgeführt, was beispiels­ weise in vorbestimmten Zeitabständen vermittels aus einem Druckluftaggregat 72 abgegebenen Druckluftstößen unter Steuerung der Steuereinrichtung 70 erfolgen kann.

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit oder sobald über das Ozonmeßgerät 56 das Erreichen eines voreinstellbaren Ozon­ konzentrationswertes festgestellt und der Steuereinrichtung 70 signalisiert wird, wird der Mischer bzw. das Mischwerk der Mischtrommel 8 über den Hydraulikmotor 16 unter Steue­ rung der Steuereinrichtung 70 in Betrieb gesetzt, um eine gleichmäßige Durchmischung des zu behandelnden Materials mit der mit Ozonionen angereicherten Luft zu erreichen.

Nach Ende einer einstellbaren oder steuerbaren Behandlungs­ zeit schaltet die Steuereinrichtung 70 die Ozongeneratoren 34, 36, 38 ab. Der Mischer wird jedoch für eine gewisse Zeit noch weiter betrieben, um eine vollständige Entgasung des behandelten Materials in der Behälterkammer 8.1 zu er­ reichen. In der Behälterkammer 8.1 kann ein Unterdruck, ein Überdruck oder ein atmosphärischer Druck bei der Dekontami­ nation vorherrschen.

Sobald der sogenannte MAK-Wert unterschritten wird, öffnet die Steuereinrichtung 70 den Abdichtschieber 20 im Auslauf­ stutzen 18 der Mischtrommel. Das behandelte Material fällt dann in die Ausförderschnecke 22, die das Material aus der Behälterkammer 8.1 heraus an eine gewünschte Stelle für den Abtransport heraus fördert.

Um die Effektivität der Vorrichtung bzw. des erfindungsge­ mäßen Verfahrens zu erhöhen, kann zusätzlich Sauerstoff, z. B. aus einer Sauerstoffflasche , in die Mischtrommel 8 über eine Leitung 74 und einem Magnetventil 76 eingeleitet werden, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist, wodurch eine we­ sentlich höhere Ausbeute an Ozonionen und damit eine schnellere Dekontamination des belasteten Materials er­ reichbar ist.

Der Dekontaminationsprozeß kann über die Steuereinrichtung 70 in Abhängigkeit von der Behandlungszeit, d. h. der Zeit der Einwirkung der Ozonionen auf das zu behandelnde Materi­ al, gesteuert werden, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der gemessenen Ozonwerte. Als Steuergröße kann aber auch der Ozonmeßwert dienen.

In Abwandlung zur obenstehenden Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 kann das Umluftsystem anstatt als geschlos­ senes Kreislaufsystem auch als offenes System betrieben werden. Die Druckluftleitung 42 ist dann beim geöffneten System zwischen dem Gebläse 40 und den Ozonionen-Generato­ ren 34, 36 und 38 unterbrochen, d. h. das Gebläse 40 saugt die Gasphase aus der Behälterkammer 8.1 über die Filterein­ richtung 46 und die Ansaugeinleitung 44 entweder in die At­ mosphäre ab oder in einen Katalysator zum Abbau von Ozon, dessen Ausgang dann in die Atmosphäre geht. Bei diesem offenen System wird dann z. B. atmosphärische Luft über den vom Gebläse 40 auf­ gebrachten Ansaugdruck direkt den Ozonionen-Generatoren 34, 36, 38 zugeführt, deren Ausgang mit der Behälterkammer 8.1 der Mischtrommel 8 verbunden ist. Zusätzlich kann Sauer­ stoff den Ozongeneratoren 34, 36, 38 zugeführt werden, um die Ozonionen-Generationsrate zu erhöhen.

Die druckerzeugende Einrichtung, das Gebläse 40, kann im offenen System auch auf der Druckseite angeordnet sein, d. h. das Gebläse 40 saugt Luft aus der Atmosphäre an und beschickt die Ozonionen-Generatoren 34, 36 und 38.

In Alternative zum Gebläse 40 kann die Druckerzeugung im Umluftsystem auch durch z. B. eine Preßluftflasche oder eine Sauerstoffdruckflasche ausgeübt werden. Der Druck der Preß­ luft wird dann dazu verwendet, die Preßluft durch die Ozo­ nionen-Generatoren und weiter in die Behälterkammer 8.1 zu befördern.

Claims (15)

1. Verfahren zur Dekontamination eines mit oxidierbaren Schadstoffen kontaminierten Materials, insbesondere von Bo­ denmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zum Abbau der Schadstoffe mit Ozonionen enthaltendem Ozon behan­ delt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einem Unterdruck von 2 bis 10 mbar durchge­ führt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kontaminierte Material während der Behandlung ge­ mischt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Abluft enthaltendes Ozon katalytisch abgebaut wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem verschließbaren Behälter (8), der eine Behälter­ kammer (8.1) umschließt und Einfüll- und Austrittsstutzen (12, 18) für das zu behandelnde Material und Anschlußstutzen (28, 30, 32), an die jeweils der Auslaß eines Ozon und Ozon­ ionen erzeugenden Generators angeschlossen ist, aufweist und mit einer Einrichtung (40, 42, 44, 74), die Druck auf eine Gasphase erzeugt und das von dem Generator erzeugte Ozon/ Ozonionengemisch zusammen mit der Gasphase der Behälterkammer (8.1) zuführt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von einer die Druck auf die Gasphase erzeugende Vorrichtung und den Generator verbindenden Druckleitung eine Abluft­ leitung (51) abzweigt, die über ein Magnetventil (52) frei­ gebbar ist und in der ein Katalysator zum Abbau von Ozon angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens ein Meßgerät (56) zur Messung der Ozon­ konzentration in der im geschlossenen oder offenen System um­ gewälzten Gasphase und in der Abluft vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Anschluß (74) zur Zufuhr von Sauerstoff zu dem Generator oder in das System zur Umwälzung der Gas­ phase vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einfüll- und Austrittsstutzen jeweils mittels eines Abdichtschiebers verschließbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Behälter (8) zusätzlich mit wenigstens einem Rotationswerkzeug (57) zur Zerkleinerung des in die Behälterkammer (8.1) eingefüllten Materials ausgestattet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationswerkzeug (57) messerähnliche Werkzeuge hat.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (8) als Mischtrommel ausge­ bildet ist, in der ein Mischwerk angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerk Pflugscharwerkzeuge hat.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Pflugscharwerkzeuge sägezahnförmig ist.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuer- und Bedienungseinrichtung (70) vorgesehen ist, die die Vor­ richtung (1) nach einem Zeit- oder Produktionsprogramm in Ab­ hängigkeit von den Meßsignalen des Ozonanalysators (56) und des Füllstandmeßgeräts (68) steuert.