DE19730093A1 - Verfahren zur Aufbereitung von mit Öl kontaminierten Böden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von mit Öl kontaminierten Böden, bei dem zum einen die Bodenbestandteile in gereinigter Form und zum anderen das kontaminierende Öl gewonnen werden.

Im Rahmen der Gewinnung, des Transports, der Verarbeitung und der Lagerung von Öl bzw. Ölprodukten kommt es immer wieder zu Unfällen, bei denen größere Mengen Öl oder Ölprodukte aus den dafür vorgesehenen Leitungen, Transportern oder Behältern austreten und den umgebenden Boden kontaminieren. Großflächige Kontaminationen sind beispielsweise in größerer Zahl aus den Ölgewinnungsgebieten der ehemaligen Sowjetunion, entlang von Pipelines und insbesondere in Kuwait nach Sprengung der Ölgewinnungseinrichtungen während des Golfkriegs bekannt geworden. Im Anschluß an den Golfkrieg wurden in Kuwait mehr als 300 Ölseen vorgefunden, deren Beseitigung bis heute noch nicht vollständig erfolgt ist. Noch heute gelten etwa 50 km² Boden in Kuwait als ölverseucht.

Insbesondere stellt sich als Problem heraus, daß die Ölkontaminationen unter dem Einfluß der Witterung ihren Zustand verändern, indem leichtflüchtige Bestandteile abdunsten und die verbleibenden, hochsiedenden und zähflüssigen Bestandteile zunehmend verklumpen und verharzen. Im Laufe der Zeit dringt das Öl zudem unterschiedlich tief in den Boden ein, wobei die Eindringtiefe nicht nur von der Qualität des Öls sondern auch von der Natur und Beschaffenheit des Bodens abhängig ist. Die in Kuwait vorgefundenen Ölseen wurden bislang zwar teilweise abgepumpt, jedoch konnten die mit Öl kontaminierten Böden, die weit größere Flächen bedecken, bislang nicht saniert werden.

Es sind bislang eine Reihe von Extraktionsverfahren bekannt geworden, bei denen Ölverschmutzungen geringeren Umfangs durch Waschen der kontaminierten Böden mit geeigneten Lösemitteln beseitigt wurden. Alle diese Verfahren eignen sich aber nicht zur Reinigung großflächig verseuchter Gebiete, bei denen Ölmengen in der Größenordnung von einigen Tausend bis einigen hunderttausend Tonnen entfernt werden müssen. Zudem führen diese und andere, thermische Verfahren zu einem Bodenmaterial, aus dem die organische Materie weitgehend entfernt oder verändert ist und das nur schwer wiederbelebt werden kann.

Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem mit Öl kontaminierte Böden in großem Umfang unter Reinigung der Böden und Gewinnung des darin enthaltenen Öls aufbereitet werden können. Dabei ist es wesentlich, daß das Verfahren so durchgeführt wird, daß die zur Behandlung vorgesehenen Medien nicht ihrerseits wieder Rückstände in den behandelten Böden bilden. Dies bedeutet, daß das Verfahren weitgehend ohne Zusatz chemischer Hilfsmittel durchgeführt werden soll und zu einem organische Materialien enthaltenden, einfach widerzubelebenden gereinigten Bodenmaterial führen soll.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das die folgenden Stufen aufweist:
Gewinnen einer ersten, ölreichen Bodenfraktion, Konditionieren und Waschen mit Wasser unter Erhitzen sowie Abtrennen der Feststoffe; und
Gewinnen einer zweiten, ölärmeren Bodenfraktion, Konditionieren und Waschen mit Wasser unter Erhitzen zusammen mit den aus der ersten Bodenfraktion gewonnenen Feststoffe sowie Abtrennen der Feststoffe,
wobei die flüssigen Phasen aus der Wäsche der ersten und zweiten Bodenfraktion in eine Wasserphase und in eine Ölphase aufgetrennt werden.

Unter Öl wird erfindungsgemäß sowohl Rohöl als auch dessen Verarbeitungsprodukte und Rückstände, wie sie sich bei längerer Lagerung im Freien bilden, verstanden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbereitung von mit Öl kontaminierten Böden beinhaltet wenigstens zwei separate Verfahrensstufen, die, je nach Bedarf, durch weitere Verfahrensstufen ergänzt werden können. In der ersten dieser beiden Verfahrensstufen wird eine erste, ölreiche Bodenfraktion gewonnen, konditioniert und der weiteren Waschbehandlung zugeführt, aus der gereinigter Feststoff sowie rückgewonnenes Wasser und abgetrenntes Öl resultieren. Der abgetrennte Feststoff gelangt mit einer zweiten, ölärmeren Bodenfraktion in die zweite Verfahrensstufe, in der sie gemeinsam der Waschbehandlung und der Trennung unterworfen werden, aus der ebenfalls abgetrennter Feststoff, rückgewonnenes Wasser und abgetrenntes Öl resultieren. In beiden Stufen wird zunächst der Feststoff von den flüssigen Phasen abgetrennt, wonach die flüssigen Phasen für beide Stufen gemeinsam oder auch getrennt in eine Wasser- und eine Ölphase aufgetrennt werden.

Unter Konditionierung der Bodenfraktion werden die Klassierung, Homogenisierung und ggf. die Überführung in eine pumpfähige wäßrige Suspension verstanden.

Im allgemeinen werden die gewonnenen Bodenfraktionen zunächst klassiert, um grobe Bestandteile abzutrennen. Bei dieser Klassierung kann mit erhitztem Wasser versetzt werden, um die mit Ölschlamm benetzten Grobbestandteile zu reinigen und die Feinbestandteile in einer wäßrige Suspension zu überführen. Die Feinbestandteile werden dann als Suspension in die weitere Behandlung geführt. Zur Verbesserung der Trennung des Öls von den Feststoffen kann dem Wasser ein geeignetes Tensid oder andere die Abtrennung von Öl begünstigenden Substanzen zugesetzt sein.

Es ist besonders bevorzugt, daß bei der Behandlung der Bodenfraktionen Heißdampf, insbesondere bei einer Naßsiebung, eingesetzt wird, um den Trennvorgang zu begünstigen und das Wasser auf die notwendige Temperatur zu bringen. Der Heißdampf wird dabei in das Gemisch eingeblasen und dient gleichzeitig dazu, das Gemisch aufzurühren und die Feststoffe in Suspension zu halten. Gleichzeitig wird die Trennung von Öl und Feststoff verbessert.

Besonders vorteilhaft ist es, die von Grobbestandteilen befreite und mit Wasser aufgeschlämmte Bodenfraktion in Rührkesseln zunächst mit Heißdampf aufzurühren und auf diese Weise zugleich die notwendige Temperatur von 50 bis 65°C, vorzugsweise 65 bis 85°C bereitzustellen. Durch das Einblasen von Heißdampf werden die festen Bestandteile aufgewirbelt und in Suspension gehalten, was das Anfahren des Rührwerks im Rührkessel erleichtert. Im allgemeinen hat der Heißdampf eine Temperatur von 130 bis 190°C, insbesondere von 170°C (10 bar).

Nach dem Aufschlämmen, Aufheizen und Aufrühren der kontaminierten Bodenfraktionen läßt man zunächst die Feststoffe sedimentieren. Dabei scheiden sich oberhalb der Feststoffe Öl und Wasser als flüssige Phasen ab. Die gewählte Temperatur dient auch dazu, zähflüssige Kohlenwasserstoffbestandteile in eine pumpbare Phase zu überführen bzw. besser in den flüssigen Anteilen der Ölkontamination in Lösung zu bringen.

Falls erforderlich, werden in einer vorgeschalteten Arbeitsstufe noch pumpfähige Anteile der mit Öl kontaminierten Böden abgepumpt, konditioniert und einer separaten Behandlung unterworfen. Bei dieser separaten Behandlung werden die pumpfähigen Anteile zunächst von groben Bestandteilen befreit. Die groben Bestandteile können, wie zuvor beschrieben, mit heißem Wasser bzw. Heißdampf beaufschlagt werden, um anhaftendes Öl zu gewinnen. Es kann aber zweckmäßig sein, insbesondere bei hohen Anteilen an organischen Stoffen, beispielsweise Tierkadavern und Pflanzenresten und dergleichen, diese abgetrennte Fraktion einer geeigneten Entsorgung, beispielsweise der Verbrennung, zuzuführen.

Das von groben Bestandteilen gereinigte Öl, das nach wie vor feste Feinbestandteile enthält, wird ebenfalls mit Heißwasser und/oder Heißdampf beaufschlagt. Öl und Wasser werden in einem Trennreaktor von den festen Rückständen bei Temperaturen von 50 bis 95°C abgetrennt. Die Trennung kann auch durch Sedimentation oder durch Zentrifugieren vorgenommen werden. Die festen Rückstände und Wasser werden in die erste Stufe des Gesamtverfahrens eingeführt, Öl und Wasser in einem Dekanter voneinander getrennt, wobei ein Emulsionsspalter verwandt werden kann. Das Öl wird einem Tanklager zugeführt, das Wasser im Verfahren recycelt.

In der Vorstufe zur Gewinnung der flüssigen Anteile beispielsweise eines Ölsees kann es zweckmäßig sein, Heißdampf in den Ölsee einzublasen, um die Temperatur der Ölrückstände anzuheben und ein pumpfähiges Wasser/Öl- Gemisch zu erzeugen. Insbesondere bei alten Ablagerungen werden in der Regel die flüchtigen Bestandteile des kontaminierenden Öls verdunstet sein. In diesem Fall wird eine Mischung aus Feststoffen, Heißwasser und erhitztem Öl in die Vorstufe gefördert.

Zur Verbesserung des Trennverhaltens können Emulgatoren und/oder Flockungsmittel und/oder Lösungsmittel zugesetzt werden.

Im allgemeinen werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren pumpfähige Anteile des kontaminierten Bodens mit im allgemeinen einem Ölgehalt von 40% oder mehr der Vorstufe zugeführt, ölreiche Bodenfraktionen mit einem Ölgehalt von mehr als 20 bis 40 Gew.-% der ersten Stufe und ölarme Bodenfraktionen mit weniger als 20 bis 40 Gew.-% Ölanteil der zweiten Stufe zugeführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Stufe (für die ölärmere Bodenfraktion) des erfindungsgemäßen Verfahrens in mehrere Schritte unterteilt. Dazu wird der konditionierte und gewaschene Feststoff erneut mit Wasser unter Erhitzen aufgeschlämmt und sedimentieren gelassen. In diesem Fall werden die aus der ersten Stufe ausgebrachten Feststoffe dieser zweiten Wäsche und Sedimentation in der zweiten Stufe zugeführt. Wie zuvor beschrieben, kann auch hier mit Vorteil Heißdampf eingeblasen werden. Es gelten die bereits genannten Temperaturbedingungen.

Bei der Abtrennung der Grobanteile in der ersten und zweiten Verfahrensstufe wird das bei der Behandlung der Grobanteile anfallende ölhaltige heiße Wasser dazu verwandt, die Feinbestandteile in Suspension der weiteren Wasch- und Trennbehandlung zuzuführen, vorzugsweise der Behandlung in einem Rührkessel. In diese Rührkessel wird Heißdampf eingeblasen, der zum einen zur Erhöhung der Temperatur dient, zum anderen aber auch dazu, die Feststoffe in Suspension zu halten und das Anfahren des Ölkessels zu erleichtern. Aus dem Rührkessel werden dann die Öl- und Wasserphase in ein geeignetes Trenngefäß überführt, beispielsweise einen 3-Phasen-Dekanter oder Separator, wo die Auftrennung in wäßrige Phase und Ölphase erfolgt. Hierzu können Emulsionsspalter zugegeben werden, beispielweise in Form von niedrigviskosen organischen Lösungsmitteln oder Kohlenwasserstoffen. Bevorzugt ist die Verwendung von niederen Alkoholen, beispielsweise Methanol, oder aber Schnitte aus Ölen zwischen Benzin und Mitteldestillaten aus der Rohöldestillation, die beispielsweise vor Ort gewonnen werden können.

Die aus der zweiten Stufe und dort vorzugsweise aus der zweiten Wäsche abgetrennten Feststoffe mit in der Regel weniger als 1% Ölbestandteilen werden zweckmäßigerweise mit einem Öl abbauenden Mikroorganismus beimpft und zur weiteren Absenkung des Ölgehalts deponiert. Die Deponierung kann beispielsweise dort erfolgen, wo die ölkontaminierten Bodenfraktionen gewonnen wurden, und kann den ersten Schritt einer Regenierung und Rekultivierung der kontaminierten Flächen darstellen.

Das im Verfahren verwandte Prozeßwasser - in der Regel entsalztes Wasser - wird zweckmäßigerweise im Kreislauf geführt, um eine aufwendige Klärung zu vermeiden und die Energie- wie die Wasserkosten - insbesondere in wasserarmen Gegenden - niedrig zu halten. Der Wasserkreislauf ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn das Prozeßwasser Tenside, Emulgatoren oder andere Zusätze enthält, die geeignet sind, die Ölrückstände von den Bodenbestandteilen zu lösen und/oder die Trennung der Ölphase von der Wasserphase zu begünstigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die beigefügten Abbildungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Von diesen zeigt

Fig. 1 eine Übersicht über das gesamte Verfahren und die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Verfahrensstufen;

Fig. 2 die Stufe zur Behandlung flüssiger oder verflüssigbarer Anteile;

Fig. 3 die erste Stufe zur Behandlung ölreicher Bodenfraktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 4 die zweite Stufe zur Behandlung ölärmerer Bodenfraktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 gibt einen fließbildmäßigen Überblick über eine Variante des erfindungsgemäßen Gesamtverfahrens. Dargestellt ist die in einzelne Stufen gegliederte Aufbereitung eines großflächig mit Öl kontaminierten Gebietes, bei dem neben flüssigen Ölbestandteilen unterschiedlich stark mit Öl kontaminierte Bodenbereiche vorliegen.

In Stufe A wird der im Zentrum der Kontamination liegende Ölsee mit < 40 Gew.-% Ölanteil über eine Pumpeinrichtung und die Pipeline 1 abgepumpt, wobei ein Öl/Feststoff-Gemisch anfällt. Zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Öls oder um diese in den flüssigen und pumpfähigen Zustand zu bringen kann es zweckmäßig sein, in den Ölsee Heißdampf einzublasen, wodurch gleichzeitig auch verkrustete Strukturen aufgebrochen werden können und eine Homogenisierung der Ölbestandteile erreicht wird.

Das abgepumpte Material gelangt durch die Pipeline 1 in eine Aufbereitung t1, in der grobe Bestandteile abgetrennt und mit heißem Wasser oder Dampf gewaschen werden und das dabei erhaltene Gemisch aus Öl, Wasser und feinen Feststoffen mit Heißdampf D beaufschlagt und in die einzelnen Bestandteile aufgetrennt wird. Das dabei gewonnene Rohöl R gelangt über die Leitung 11 in einen Auffangbehälter, das vom Rohöl R abgetrennte Wasser W über die Leitung 12 zur Leitung 13 und zusammen mit den abgetrennten Feinfeststoffen und darüber in die nächste Verfahrensstufe.

Nach dem Abpumpen der flüssigen Bestandteile des Ölsees wird in der nächsten Stufe B1 der Teil des mit Öl kontaminierten Boden abgetragen, der einen Ölbestandteil von 30% oder mehr aufweist. Diese erste ölreiche Bodenfraktion gelangt mit einem Transportmedium auf dem Weg 2 zunächst in eine Vorbehandlung, in der eine Klassierung, Homogenisierung und Vorbereitung für die Abtrennung des Öls stattfindet. Dabei werden Steine und dergleichen abgetrennt und mit Heißdampf bzw. heißem Wasser von Öl befreit. Der weiteren Behandlung zugeführt wird ein im heißem Wasser suspendiertes Gemisch aus mit Öl kontaminierten Feinstoffen und Öl, das über die Leitung 20 in die Wäsche und Trennung t2 verfrachtet wird. In einem Rührkessel wird das Gemisch mit Heißdampf beaufschlagt und aufgewirbelt und nach gründlicher Durchmischung und Erhitzung auf die angestrebte Temperatur sedimentieren gelassen. Die abgesetzten Feststoffe F1 werden über die Leitung 23 in die zweite Stufe abgeführt, die flüssigen Bestandteile in einen Dekanter überführt, aus dem im oberen Bereich das Rohöl R über die Leitung 21 abgezogen wird und das abgetrennte Wasser W über die Leitung 22 recycelt wird.

In der nächsten Verfahrensstufe B2 wird aus dem mit Öl kontaminiertem Bereich eine zweite ölärmere Bodenfraktion abgetragen, die einen Ölgehalt von 0 bis 30 Gew.-% aufweist. Das abgetragene Material gelangt über 3 in die Vorbehandlung b2, in der unter Beaufschlagung mit heißem Wasser und/oder Heißdampf zunächst grobes Material abgetrennt wird, das Gemisch weiter homogenisiert wird und eine Suspension von feinen Feststoffen und Öl in Wasser erhalten wird. Durch das Einblasen von Heißdampf D wird die Separierung des Öls von den festen Bodenbestandteilen gefördert. Die Suspension gelangt anschließend in den ersten Rührkessel der nachgeschalteten Trennung t3 und wird dort mit Heißdampf aufgewirbelt und ausgeschlämmt. Nach der Sedimentation werden die Feststoffe aus dem ersten Rührkessel zusammen mit den Feststoffen F1 aus t2 in einen zweiten Rührkessel überführt und dort erneut mit Heißdampf beaufschlagt und aufgeschlämmt. Nach erneuter Sedimentation wird eine saubere Feststofffraktion F2 mit weniger als 1 Gew.-% Restöl gewonnen und über die Leitung 33 abgeführt. Die flüssigen Bestandteile aus dem ersten und zweiten Rührkessel der Trennung t3 gelangen in einen Dekanter und werden dort in Rohöl R und Wasser W aufgetrennt. Zur Aufspaltung von Öl/Wasseremulsionen kann es zweckmäßig sein, einen Emulsionsspalter über Leitung 34 zuzuführen, der zweckmäßigerweise in den zweiten Rührkessel eingespeist und von dort mit dem Wasser in den Dekanter gelangt. Zweckmäßigerweise wird Mitteldestillat (Diesel) aus der Rohölraffination d verwandt, in die auch das an Ort und Stelle gewonnene Öl eingespeist werden kann. Das gewonnene Wasser wird über die Leitung 32 recycelt, das abgetrennte Öl R über die Leitung 31 einem Tanklager zugeführt.

Die in der Trennung t3 gewonnenen Feststoffe F2 werden über 41 mit ölabbauenden Mikroorganismen versetzt, entsprechend konditioniert und über den Transportweg 4, sei es über Bänder oder über Lastwagen, der Deponie C zugeführt, bei der es sich um das von kontaminiertem Material gereinigte Gebiet handeln kann und dort auf unbelastetem Boden deponiert.

Fig. 2 zeigt im Detail die Abtrennung des Öls aus den in Stufe 1 gewonnenen flüssigen Anteilen gemäß t1 aus Fig. 1. Es versteht sich, daß eine solche vorgeschaltete Stufe 1 nur dann erforderlich ist, wenn tatsächlich pumpfähige Ölanteile vorhanden sind oder durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch Erhitzen oder Einspeisen von Heißdampf, gewonnen werden können.

In der Regel besteht der in den Ölteichen lagernde Schlamm aus einem Gemisch aus Öl, Wasser und Feststoffen. Zusätzlich können organische Materialien aus der Umgebung, beispielsweise Blätter und in Einzelfällen Tierkadaver (Vögel) enthalten sein.

Durch Lagerung über Jahre hinweg kann sich in solchen Ölseen eine Schichtung von einzelnen Phasen ausgebildet haben. Ein für die Aufbereitung zusätzliches Problem ergibt sich, wenn ein Teil der Ölphase als sehr stabile wäßrige Emulsion vorliegt, beispielsweise etwa 10 bis 20%.

Beim Abpumpen größerer Ölseen kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß zwei oder mehr Pumpen, beispielsweise kontinuierlich arbeitende Verdrängerpumpen (Exzenterschnecken-Pumpen), die auch bei höherem Druck keine zusätzlichen Emulsionen verursachen, auf einem Schwimmponton schwenkbar installiert werden, so daß es möglich ist, aus verschiedenen Schichtungen zu saugen und die entsprechenden Ölschichten zu mischen.

Die Pumpen können Feststoffpartikel bis zu 20 mm Größe ebenso ansaugen, wie Blätter und kleinere Tierkadaver.

Vor der Behandlung in der Trennanlage werden in einem Feststoffabscheider 101 Grobteile abgetrennt. Alternativ kann auch eine Zerkleinerung stattfinden.

Anschließend wird das über die Leitung 1 in die Trennanlage t1 geführte Gemisch aus Öl, Wasser und Feststoffen und Wärmetauscher 102 auf eine zuträgliche Temperatur gebracht und ggfs. über die Leitung 14 mit einem Emulsionsspalter E versetzt. Anschließend findet im Rührkessel 103 eine Homogenisierung statt. Zur Erleichterung der Abtrennung der feinen Feststoffe können über 15 Flockungsmittel F1 zugesetzt werden. Anschließend gelangt das Gemisch in einen Dekanter 104, in dem das Öl vom Feststoff und Wasser abgetrennt und über die Leitung 11 abgeführt wird.

Feststoff und Wasser gelangen entweder direkt in die Verfahrensstufe B1 oder über die Leitung 16 in den der ersten Trennung nachgeschalteten Rührkessel 106, in den über die Leitung 18 überhitzter Dampf D über im unteren Bereich eingelassene Düsen 108 eingeblasen wird. Der eingeblasene Dampf D heizt das Gemisch auf und hält die Feststoffe in Suspension, was das Anfahren des Rührers erleichtert.

In den Rührkessel 106 bzw. über die Zuleitung 16 werden über die Zuleitung 17 aus der Destillation 109 geeignete Lösungsmittel eingeführt, falls eine Extraktion restlicher Ölmengen notwendig ist. Zweckmäßigerweise handelt es sich dabei um ein Mitteldestillat der Rohöldestillation (Diesel).

Nachdem im Rührkessel 106 die gewünschte Temperatur von 65 bis 95°C eingestellt ist und das Gemisch homogenisiert ist, wird das Gemisch über die Leitung 13 in einen Dekanter 17 gefahren, in dem eine Separierung nach Lösungsmittel und Wasser/Feststoff-Gemisch erfolgt. Lösemittel werden über die Leitung 19 in die Destillation 109 zurückgefahren. Wasser W und Feststoffe F, überwiegend Sand, werden über die Leitung 13 ausgeschleust oder in die Stufe B1 des Verfahrens geführt.

Das rohölhaltige Lösemittel aus dem Dekanter 107 gelangt über die Leitung 19 in die Rektifikation 109, in die zur Abtrennung der leichtflüchtigen Bestandteile Dampf D über die Leitung 18 eingeblasen wird. Das Dampf/Lösemittel-Gemisch gelangt über die Leitung 17 und 16 in den Rührkessel 106 zurück. Die schwerflüchtigen Ölbestandteile werden über die Leitung 11 abgezogen und gelangen mit dem Rohöl R in das Tanklager. Die Rohölleitung 11 nimmt gleichzeitig die im Verfahren anfallenden Kohlenwasserstoffkondensate auf.

Fig. 3 zeigt die Aufbereitung der in Stufe B1 gewonnenen ölreichen Bodenfraktion gemäß b2 und t2 in Fig. 1. Das in dieser Stufe gewonnene ölreiche Bodenmaterial mit insbesondere 30 bis 40% Kohlenwasserstoffanteilen nach Gewicht gelangt zunächst in eine Klassierungseinheit 201, in der Fremdkörper mit beispielsweise mehr als 200 mm zurückgehalten werden (Spaltsieb). In einem Rädersieb 202 werden Feststoffklumpen zerkleinert und Anteile mit einem Korndurchmesser von beispielsweise < 50 mm abgetrennt. Diese Anteile verlassen den Prozeß über ein Transportband, ggfs. nach der Wäsche mit Heißwasser/Heißdampf zur Abtrennung von restlichen oberflächlichen Ölbestandteilen. Der verbleibende Feststoff von < 50 mm wird dann, ggf. nach Passieren eines nicht gezeigten weiteren Rädersiebs, das Feststoffanteile von beispielsweise < 10 mm abtrennt und nach Passieren eines Magnetabscheiders 203 über den Transportweg 2 auf Bändern der Naßsiebung 204 zugeführt.

Die Naßsiebung wird mit Heißdampf D über die Leitung 24 unterstützt, damit das Öl-Sand-Gemisch ca. 65°C erreicht. Der gewaschene Sand mit einem Korn ≧ 3 mm wird abgetrennt und der Deponie zugeführt.

Das so aufbereitete Ölsand-Wassergemisch mit einem Feststoffanteil von beispielsweise %v 3 mm wird über die Leitung 20 in einen Wasch- und Rührkessel 205 geführt, ggf. zusammen mit gewaschenen Feststoffen aus Stufe A (nicht dargestellt). In diesem Rührkessel wird über die Leitung 24 Heißdampf D eingeblasen. Unter heftigem Mischen mit Dampf und unter Rühren wird das Öl vom Feststoff abgewaschen, wobei die Extraktionstemperatur auf einen geeigneten Wert im Bereich von 50 bis 95°C insbesondere 65 bis 85°C eingestellt wird. Nach ausreichender Beruhigungszeit wird die Ölphase, mit einem Wasseranteil, über die Leitung 26 abgezogen und dem Ölabscheider 206 zugeführt. In diesen Ölabscheider gelangt über die Leitung 27 auch aus dem Verfahren stammendes Kondensat K, das zur Emulsionsspaltung beiträgt.

Die gewaschenen Feststoffanteile F1 verlassen den Rührkessel 205 über die Leitung 23 in Richtung auf die nächste Verfahrensstufe. Im Ölabscheider 206 wird das gewonnene Rohöl R über die Leitung 21 abgeführt, während zurückgewonnenes Wasser über die Leitung 22 in die Naßsiebung 204 zurückgeführt wird. Durch Verschleppung und Verdunstung bewirkte Wasserverluste werden in der Regel durch Heißdampf D ausgeglichen.

Das Einspeisen des Heißdampfs D in den Rührkessel 205 hat neben der Bereitstellung der notwendigen Energie zwei weitere Effekte. Zum einen wird durch Cavitationseffekte die Trennung von Öl und Feststoff erleichtert und beschleunigt. Zum anderen hilft der eingeblasene Dampf, das Wasser/Feststoff- Gemisch so aufzuwirbeln, daß das Rührwerk gestartet werden kann.

Es versteht sich, daß zur Erhöhung der Verfahrenskapazität Konditionierungs-, Wasch- und Trenneinrichtungen mehrfach parallel vorhanden sein können.

Fig. 4 zeigt eine Variante der in Fig. 3 gezeigten Verfahrensstufe, wie sie insbesondere zur Wäsche und Extraktion der ölarmen Bodenfraktion aus Stufe B2 entsprechend b2 und t3 in Fig. 1 eingesetzt wird. Die Aufbereitung und Konditionierung der Bodenmaterialien entspricht derjenigen in Stufe B1, jedoch wird der Wäsche und Extraktion in dem Rühr- und Waschkessel 305 eine zweite Wäsche und Extraktion in einem weiteren Rühr- und Waschkessel 307 nachgeschaltet.

Im einzelnen gelangt in Stufe B2 das mit Öl kontaminierte Bodenmaterial über den Transportweg 3 und die Naßsiebung 304 in den ersten Rührkessel 305, in dem unter heftigem Mischen mit Dampf und Rühren das Öl vom Feststoff gewaschen wird. Die im Rührkessel 305 ausgewaschenen Ölteile werden zusammen mit einem Teil der wäßrigen Phase dem Dekanter 306 zugeführt. Die im Rührkessel 305 anfallenden Feststoffanteile werden zusammen mit Wasser über 35' dem zweiten Rührkessel 307 zugeführt, in den auch über 23 die abgetrennten Feststoffe F1 aus der Stufe B1 gelangen. Wie in den Rührkessel 305 wird auch in den Rührkessel 307 über die Leitung 34 Heißdampf eingespeist. Ausgewaschene Ölbestandteile gelangen zusammen mit Wasser in den Dekanter 306. Die ausgewaschenen und sedimentierten Feststoffe werden zusammen mit einem Teil der Wasserphase über 33 weggeführt (F2).

Zur Verbesserung der Trennung im Dekanter 306 kann es zweckmäßig sein, einen Emulsionsspalter zuzusetzen. In diesem Fall kann über die Leitung 37 Kondensat eingespeist werden. Besonders effektiv ist aber das Einspeisen eines Emulsionsspalters auf Basis eines niedrigen Alkohols oder eines Ölschnitts der Rohöldestillation zwischen Benzin und Mitteldestillat, beispielsweise in Form von Mitteldestillat MD. Der Emulsionsspalter kann dann über eine Rückgewinnungsanlage aus dem Rohöl abgetrennt und erneut in das Verfahren eingeführt werden.

Die Feststoffe F2 aus der Verfahrensstufe gelangen anschließend in die Verfahrensstufe C, wo sie konditioniert und mit Öl abbauenden Mikroorganismen versetzt werden, um den Restgehalt von maximal 1% Öl, auf Gewichtsbasis, abzubauen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fallen die gereinigten Bodenbestandteile mit wenigster als 1% Restöl an. Das Kreislaufwasser weist in der Regel ebenfalls weniger als 1% Öl auf, daß aber im Verfahren verbleibt, während im abgetrennten Öl im allgemeinen etwa 1% Restwasser und 1% Feststoffe verbleiben. In der Regel handelt es sich bei dem abgetrennten und gewonnenen Öl um ein solches minderwertiger Qualität. Ziel des Verfahrens ist in erster Linie die Säuberung des mit den Öl kontaminierten Bodens, um die Flächen zu entgiften und einer neuen Verwendung zuführen zu können.

Claims (20)

1. Verfahren zur Aufbereitung von mit Öl kontaminierten Böden, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen
Gewinnen einer ersten, ölreichen Bodenfraktion, Konditionieren und Waschen derselben mit Wasser unter Erhitzen sowie Abtrennen der Feststoffe; und
Gewinnen einer zweiten, ölärmeren Bodenfraktion, Konditionieren und Waschen derselben mit Wasser unter Erhitzen zusammen mit den aus der ersten Bodenfraktion abgetrennten Feststoffen sowie Abtrennen der Feststoffe;
wobei die flüssigen Phasen aus der Wäsche der ersten und zweiten Bodenfraktion in eine Wasserphase und in eine Ölphase aufgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die erste und/oder zweite Bodenfraktion zunächst klassiert und in Wasser unter Erhitzen suspendiert werden, wobei grobe Bestandteile abgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Bodenfraktion mit Heißdampf beaufschlagt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Bodenfraktion unter Einblasen von Heißdampf gewaschen werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vorgeschalteten Stufe pumpfähige Anteile der mit Öl kontaminierten Böden abgepumpt, von groben Bestandteilen befreit, konditioniert und in feste sowie flüssige Bestandteile aufgespalten werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die pumpfähigen Anteile der mit Öl kontaminierten Böden mit heißem Wasser behandelt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die pumpfähigen Anteile mit Heißdampf beaufschlagt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der vorgeschalteten Stufe aus den pumpfähigen Anteilen gewonnenen feineren festen Bestandteile zusammen mit der konditionierten ersten Bodenfraktion gewaschen werden.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Feststoffe aus der Wäsche der zweiten Bodenfraktion einer zweiten Wäsche mit Wasser unter Erhitzen unterworfen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wäsche unter Beaufschlagung mit Heißdampf erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Feststoffe aus der ersten Bodenfraktion den Feststoffen aus der ersten Wäsche der zweiten Bodenfraktion zugeschlagen werden.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wäschen in einem Rührkessel unter Einblasen von Heißdampf vorgenommen werden.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftrennung der flüssigen Phasen in eine Wasser- und eine Ölphase in Dekantern erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Auftrennung der flüssigen Phasen ein Emulsionsspalter zugesetzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Emulsionsspalter Mitteldestillat zugesetzt wird.

16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozeßwasser im Kreislauf geführt wird.

17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ölreiche Bodenfraktion einen Ölanteil von ≧ 30 Gew.-% aufweist und die ölärmere Bodenfraktion einen Ölanteil von ≦ 30 Gew.-%.

18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wäschen bei Temperaturen von 50 bis 95°C, vorzugsweise 65 bis 85°C vorgenommen werden.

19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Heißdampf einer Temperatur von 130 bis 190°C, vorzugsweise von 170°C verwandt wird.

20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gewaschenen und abgetrennten Feststoffe mikrobiologisch von anhaftenden Ölresten befreit werden.