DE19836946A1

DE19836946A1 - Automated process crushes demolition building refuse for automated admixture with micro-biological matter saving time and minimizing emissions

Info

Publication number: DE19836946A1
Application number: DE1998136946
Authority: DE
Inventors: Bernhard Gemende; Mirko Acksel; Heralt Schoene; Gerhard Mueller; Karl-Heinz Schurig
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2000-02-24

Abstract

An automated process and assembly decontaminate refuse from especially demolished buildings. The refuse is first broken down in a crusher and is then moved on a conveyer belt to a mixer. In the mixer, selected micro-organisms and other additives are introduced in accurately dosed quantities under the control of an automatic dose regulation unit. Decontamination takes place in a stack.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung von kontaminiertem Bauschutt für die mikrobiologische Dekontamination in Mieten und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for preparing contaminated rubble for the microbiological decontamination in rents and a device for carrying out the Procedure.

Die Bandbreite für die Behandlung von kohlenwasserstoffverunreinigten Materialien ist groß. Neben chemisch-physikalischen und thermischen existieren seit einigen Jahren auch biologische Verfahren. Besonders bei der Sanierung von Boden sind die Technologien, die auf einem mikrobiologischen Abbau der Schadstoffe basieren, Stand der Technik. Dabei ist das Mietenverfahren am weitesten verbreitet. Die Anwendung bzw. Adaptierung dieses Sanierungsverfahrens für kontaminierten Bauschutt befindet sich jedoch noch weitgehend in der Entwicklungsphase, so daß diese Materialien in großen Mengen unbehandelt auf Deponien verbracht werden müssen.There is a wide range for the treatment of materials contaminated with hydrocarbons. In addition to chemical-physical and thermal also exist for some years biological processes. The technologies that are particularly useful when renovating floors are based on a microbiological degradation of pollutants, state of the art. It is the most widespread rental process. The application or adaptation of this However, the remediation process for contaminated building rubble is still largely in the development phase, leaving these materials untreated in large quantities Landfills must be moved.

Aus der DE 38 43 146 A1 ist ein Verfahren zur biologischen Behandlung von kontaminierten Materialien, insbesondere von kontaminierten Böden, bekannt. Die zu behandelnden Materialien werden in einer Miete auf einer mit Entwässerungs- und Belüftungsöffnungen versehenen Bodenplatte aufgehäuft. Bei diesem Verfahren werden den zu behandelnden Materialien natürliche Mikroorganismen zugeführt und über die Bodenplatte die für die jeweiligen, den zu behandelnden Schadstoffen angepaßten Mikroorganismen notwendigen Milieu- bzw. Funktionsbedingungen eingestellt. Als Mikroorganismen kommen Pseudomonas-Arten in Betracht. Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß den zu behandelnden Materialien beim Aufbau der Miete Zuschlagstoffe, wie Trägersubstanzen oder dgl., hinzugefügt werden. Über Art und Menge der Zuschlagstoffe werden keine weiteren Angaben gemacht.DE 38 43 146 A1 describes a method for the biological treatment of contaminated Materials, especially from contaminated soils, are known. The ones to be treated Materials come in a rental on one with drainage and ventilation openings provided base plate piled up. In this procedure, the patient to be treated Materials supplied to natural microorganisms and the base plate for the necessary microorganisms adapted to the pollutants to be treated Environment or functional conditions set. Come as microorganisms Pseudomonas species into consideration. An embodiment of the method provides that the treating materials when building the rent aggregates, such as carriers or Like., Be added. No further details are given on the type and quantity of the additives Information provided.

Aus der DE 43 12 351 A1 ist ein Verfahren zur Dekontaminierung schwermetall- und kohlenwasserstoffbelasteten Boden und Bauschutts bekannt. Das Ausgangsmaterial wird bei Bedarf auf eine Korngröße von < 20 mm gebrochen. Dieses Material wird in zumindest erdfeuchtem Zustand intensiv mit einem Adsorbens (z. B. Aluminiumsilikat) vermischt, so daß enthaltene Schwermetalle immobilisiert werden. Anschließend wird dieses Material mit einer Biomassesuspension versetzt und kann dann zu einer Miete aufgehäuft werden. In der Miete werden durch mikrobiologischen Abbau die Kohlenwasserstoffverbindungen in Wasser und Kohlendioxid umgesetzt. DE 43 12 351 A1 describes a method for decontaminating heavy metals and hydrocarbon contaminated soil and rubble known. The starting material is at Broken to a grain size of <20 mm. This material is in at least earth-moist state intensively mixed with an adsorbent (e.g. aluminum silicate) so that contained heavy metals are immobilized. Then this material with a Biomass suspension moved and can then be heaped up for rent. In the rent are the hydrocarbon compounds in water and Implemented carbon dioxide.

Bei diesem Verfahren erfolgt die Zugabe der Mikroorganismen in einer Biomassesuspension, in der ergänzende Nährstoffe gelöst vorliegen, zu dem feuchten, klassierten und mit dem Adsorbens versetzten Boden und Bauschutt.In this process, the microorganisms are added in a biomass suspension, in which supplementary nutrients are present, in addition to the moist, classified and with the Adsorbents move soil and building rubble.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, womit kontaminierter Bauschutt optimal für die nachträgliche mikrobiologische Dekontaminierung in Mieten aufbereitet werden kann. Durch eine Vorrichtung soll die weitgehend automatisierte Herstellung des Gutes ohne weitere Manipulationen bzw. Mischvorgänge ermöglicht werden. Diese Herstellung soll unter Zeitersparnis und ohne bzw. mit stark verringerter Emission von Schadstoffen erfolgen.The object of the invention is to provide a method by which contaminated Building rubble optimal for the subsequent microbiological decontamination in rents can be processed. The largely automated is to be automated by a device Production of the goods can be made without further manipulations or mixing processes. This production is said to save time and without or with a greatly reduced emission of Pollutants occur.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Varianten des Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen. Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 11 genannten Merkmalen gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen.According to the invention the object is achieved by a method with those mentioned in claim 1 Features resolved. Advantageous variants of the method result from the associated ones Subclaims. The object is further achieved by a device with the in the claim 11 mentioned features solved. Further developments and refinements of the device are Subject of subclaims.

Bei dem Verfahren besteht das wesentliche der Erfindung darin, daß dem klassierten Bauschutt 1-20 Ma.-%, vorzugsweise 5-10 Ma.-% organische Zuschlagstoffe untergemischt werden. Die Vermischung des Bauschutts mit den organischen Zuschlagstoffen gewährleistet optimale Besiedlungsbedingungen der Mikroorganismen, so daß die schädlichen Kohlenwasserstoffe im Bauschuttvolumen abgebaut werden können.In the method, the essence of the invention is that the classified Building rubble 1-20 mass%, preferably 5-10 mass% organic aggregates be mixed in. Mixing the rubble with the organic aggregates ensures optimal colonization conditions of the microorganisms, so that the harmful hydrocarbons can be broken down in the volume of rubble.

Für den optimalen Schadstoffabbau werden weiterhin Nährstoffe wie Stickstoff- und Phosphordünger mit einem Anteil von 1-20 Ma.-% der Schadstoffkonzentration zugesetzt. Der Wassergehalt des Einbaumaterials wird zwischen 5-30 Ma.-% eingestellt. Das Einbaumaterial ist durch die verschiedenen Zumischstufen homogenisiert und kann ohne weitere Vorbehandlung, Manipulations- und Mischvorgänge für eine Miete verwendet werden.For optimal pollutant degradation, nutrients such as nitrogen and Phosphorus fertilizer with a share of 1-20 Ma .-% of the pollutant concentration added. The water content of the paving material is set between 5-30% by mass. The Paving material is homogenized by the various mixing stages and can be used without further pretreatment, manipulation and mixing processes used for a rental become.

Die Besonderheit der Erfindung besteht somit in den Anforderungen an das Einbaumaterial. Für eine erfolgreiche Sanierung von schadstoffbelastetem Bauschutt im Vergleich zum Boden im Vorfeld der eigentlichen Sanierung (vor dem Aufsetzen der Mieten) müssen aufwendigere technologische Maßnahmen ergriffen werden. Problematisch sind dabei besonders das Zerkleinern des Bauschutts, die Zugabe und Untermischung von Mikroorganismen und Zuschlagstoffen, die Einstellung eines günstigen Wassergehaltes und die Homogenisierung des Einbaumaterials. Die Gesamtheit der Merkmale zur Lösung dieses Problems bedurfte umfangreicher Versuche, um die beschriebenen Grenzen festzustellen. The peculiarity of the invention thus consists in the requirements for the installation material. For successful renovation of polluted building rubble compared to the floor in the run-up to the actual renovation (before setting up the rents), more complex technological measures are taken. This is particularly problematic Crushing the rubble, adding and mixing microorganisms and Aggregates, the setting of a favorable water content and the homogenization of the installation material. All of the features needed to solve this problem extensive tests to determine the limits described.

Von besonderem Vorteil ist die Zugabe der Mikroorganismen in einer Nährlösung zusammen mit Melasse in einem Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 2, und Tensiden in einem Verhältnis von 25 : 1 bis 100 : 1 und Paraffinen in einem Verhältnis von 10 : 1 bis 50 : 1. Die Zugabe kann nach der Zerkleinerung des Bauschutts durch besprühen erfolgen oder direkt in ein Mischaggregat, mit der Zugabe der organischen Zuschlagstoffe und weiterer Nährstoffe, wie Stickstoff- und Phosphordünger.The addition of the microorganisms in a nutrient solution is particularly advantageous with molasses in a ratio of 1: 1 to 1: 2, and surfactants in a ratio of 25: 1 up to 100: 1 and paraffins in a ratio of 10: 1 to 50: 1 Shredding of the rubble can be done by spraying or directly into a mixing unit with the addition of organic additives and other nutrients such as nitrogen and Phosphorus fertilizer.

Besonderes Augenmerk ist auf eine schonende mechanische Behandlung der Mikroorganismen zu legen, die infolge der Mischprozesse auftreten. Auch dazu dient die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus
Particular attention should be paid to gentle mechanical treatment of the microorganisms that occur as a result of the mixing processes. The device for carrying out the method, consisting of

a) a crusher in which the discharge of crushed rubble onto a Conveyor is carried out,
b) a conveyor with a mixing unit at its end,
c) a further conveyor for the supply of organic additives and Nutrients,
d) a water addition device arranged downstream of the mixing unit, which is provided for moistening the installation material ( 11 ),
e) a spray device for the addition of the microorganisms in nutrient solution over the Conveyor or the mixing unit,
f) and a control unit for admixing the components of the paving material corresponding to the mass% specified in the process.

Besonders schonend werden die Mikroorganismen behandelt, wenn die Vermischung des Bauschutts in einem Mischaggregat erfolgt, das aus einem Mischtrichter und einem Mischrotor besteht, bei dem der Mischrotor mit Mitnahmestegen versehen ist. Die Drehzahl des Mischrotors sollte zwischen 10-200 U/min, vorzugsweise zwischen 50-100 U/min liegen. Der Mischrotor kann als Scheibe oder als Kegel ausgeführt sein.The microorganisms are treated particularly gently when the mixing of the Building rubble takes place in a mixing unit consisting of a mixing funnel and a Mixing rotor exists, in which the mixing rotor is provided with driving webs. The speed the mixing rotor should be between 10-200 rpm, preferably between 50-100 rpm lie. The mixing rotor can be designed as a disc or as a cone.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. In the drawings show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung mit den zur Vorrichtung gehörigen Teilen Fig. 1 is a schematic representation with the parts belonging to the device

Fig. 2 eine mögliche Ausführungsvariante für die Sprühvorrichtung Fig. 2 shows a possible embodiment for the spray device

Fig. 3 zwei mögliche Ausführungsvarianten für das Mischaggregat. Fig. 3 shows two possible variants for the mixing unit.

Die Vorrichtung ist schematisch in der Fig. 1 dargestellt, mit der auch das Verfahren erläutert werden soll. Diese besteht aus einem Brecher 1, in dem zunächst eine Zerkleinerung des kontaminierten Bauschutts auf Korngrößen kleiner als 32 mm erfolgt. Anschließend fällt das Material auf ein Förderband 9. Dort erfolgt über einen Vorratsbehälter 4 eine Benetzung des Bauschutts mit einer Lösung aus Mikroorganismen, Zusatzstoffen und Wasser mittels einer Sprühvorrichtung 2 (Fig. 2). Die exakte Dosierung wird durch eine Steuereinheit 3 über die Messung des Bauschuttmassestroms zum Brecher 1 geregelt. Der so mit Mikroorganismen beimpfte Bauschutt fällt am Ende des Förderbandes in ein Mischaggregat 5. Gleichzeitig werden diesem über ein zweites Förderband 10 organische Zuschlag- und Nährstoffe aus Vorratsbehältern 7, 8 zugeführt. Auch hier ist die Dosierung an den Bauschuttmassestrom geknüpft. Durch das Mischaggregat 5 wird eine sehr gute Durchmischung und Homogenisierung der Materialien gewährleistet. Dieser Vorgang wird letztlich durch die Schüttung noch verbessert. Über eine Feuchtebestimmung kann durch eine zusätzliche Wasserzugabeeinrichtung 6 noch gezielt der Wassergehalt des Einbaumaterials 11 eingestellt werden.The device is shown schematically in FIG. 1, with which the method is also to be explained. This consists of a crusher 1 , in which the contaminated rubble is first crushed to grain sizes smaller than 32 mm. The material then falls onto a conveyor belt 9 . There, the building rubble is wetted with a solution of microorganisms, additives and water by means of a spray device 2 ( FIG. 2) via a storage container 4 . The exact metering is regulated by a control unit 3 by measuring the flow of rubble to the crusher 1 . The building rubble thus inoculated with microorganisms falls into a mixing unit 5 at the end of the conveyor belt. At the same time, organic aggregates and nutrients from storage containers 7 , 8 are fed to it via a second conveyor belt 10 . Here, too, the dosage is linked to the flow of rubble. The mixing unit 5 ensures very good mixing and homogenization of the materials. This process is ultimately improved by the fill. The water content of the paving material 11 can be specifically adjusted by means of a moisture determination by means of an additional water addition device 6 .

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Sprühvorrichtung 2 für die Zugabe der Mikroorganismen in Nährlösung. Die Vorrichtung sieht ein Stahlgestell 17 vor, das ein Rohr 18 in ausreichender Höhe über dem Förderband der Fördereinrichtung 9 fixiert. An diesem Rohr 18 befinden sich mehrere Öffnungen oder Sprühköpfe, aus denen die Nährlösung über einen Schlauch 19 aus einem Tank auf den Bauschutt 20 gesprüht wird. Fig. 2 shows an embodiment of a spray device 2 for adding the microorganisms in nutrient solution. The device provides a steel frame 17 which fixes a tube 18 at a sufficient height above the conveyor belt of the conveyor 9 . There are several openings or spray heads on this pipe 18 , from which the nutrient solution is sprayed from a tank onto the building rubble 20 via a hose 19 .

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Mischaggregates. Es besteht aus einem Mischtrichter 12, hier in Form eines Pyramidenstumpfes, und aus einer Scheibe 15, die über einer Welle 21 mit einem Antriebsaggregat (z. B. Elektromotor) verbunden ist. Fallen nun der Bauschutt und die Zuschlagstoffe auf die Scheibe 15, erfolgt durch die Rotation und die darauf angebrachten Mitnahmestege 14 eine Durchmischung. Das danach durch die Radialkräfte seitlich nach außen transportierte Material kann durch die Trichteröffnung nach unten fallen. Vorzugsweise ist zusätzlich ein Abstreifer 16 an der Trichterinnenwand anzubringen, um ein Zusetzen der Mischscheibe zu verhindern. Dies kann aber auch z. B. über eine kegelförmige Ausführung des Rotationsteils 13 erreicht werden. Fig. 3 shows an embodiment of the mixing unit. It consists of a mixing funnel 12 , here in the form of a truncated pyramid, and of a disc 15 , which is connected via a shaft 21 to a drive unit (e.g. electric motor). If the building rubble and the aggregates fall onto the disc 15 , the rotation and the carrier webs 14 attached to it cause mixing. The material then transported laterally outwards by the radial forces can fall down through the funnel opening. In addition, a scraper 16 is preferably to be attached to the inner wall of the funnel in order to prevent the mixing disk from clogging. But this can also be done e.g. B. can be achieved via a conical design of the rotary member 13 .

Reference list

11

Brecher
Crusher

22nd

Sprühvorrichtung
Spraying device

33rd

Steuereinheit
Control unit

44th

Vorratsbehälter für Mikroorganismen und Nährlösung
Storage container for microorganisms and nutrient solution

55

Mischaggregat
Mixing unit

66

Wasserzugabeeinrichtung
Water addition device

77

Vorratsbehälter für Zuschlagstoffe
Storage containers for aggregates

88th

Vorratsbehälter für Nährstoffe
Storage containers for nutrients

99

Fördereinrichtung
Conveyor

1010th

Fördereinrichtung
Conveyor

1111

Einbaumaterial
Paving material

1212th

Mischtrichter
Mixing funnel

1313

Rotationsteil kegelförmig
Rotary part conical

1414

Mitnahmesteg
Takeaway

1515

Rotationsteil scheibenförmig
Rotary part disc-shaped

1616

Abstreifer
Wipers

1717th

Stahlgestell
Steel frame

1818th

Rohr
pipe

1919th

Schlauch
tube

2020th

Bauschutt
Rubble

2121

Welle
wave

Claims

1. Process for the preparation and preparation of contaminated building rubble for microbiological decontamination in a rental process in which

a) the contaminated building rubble is crushed to a grain size of <32 mm using a crusher (I),
b) organic aggregates with a proportion of 1-20% by mass are mixed into the comminuted material,
c) further nutrients with a proportion of 1-20% by mass, based on the pollutant concentration, are metered in,
d) the water content of the contaminated material is set in a range of 5-30% by mass, where
e) the crushed building rubble is wetted with microorganisms in a nutrient solution or the microorganisms are added in a nutrient solution during steps b) or c), and
f) the material is homogenized by steps a) -d) and is used as installation material for a rental.

2. The method according to claim 1, wherein the proportion of organic additives Is 5-10 mass%.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the mixing of the contaminated Material with the aggregates and nutrients is made by a natural fill.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, in which the addition of water Water content for the mixture of contaminated material and additives is set to 10-20% by mass.

5. The method according to any one of the preceding claims, in which the contaminated Material allochthonous microorganisms in a concentration of 0.1 to 2 l / t contaminated rubble can be added.

6. The method of claim 5, wherein the microorganisms in a concentration of about 1 l / t of contaminated building rubble can be added.

7. The method according to claim 1 or 2, in which bark mulch as organic additives, Wood chips light materials excavated soil humus materials or others organic structural materials are used.

8. The method of claim 3, wherein the contaminated material and the additives in a mixing unit with the lowest possible mechanical stress for the Microorganisms are homogenized.

9. The method of claim 5, wherein the addition of the microorganisms in a nutrient solution together with

a) molasses in a ratio of 1: 1 to 1: 2,
b) and surfactants in a ratio of 25: 1 to 100: 1
c) and paraffins in a ratio of 10: 1 to 50: 1.

10. The method according to claim 5, wherein the addition of the nutrient solution takes place on a conveyor ( 9 ) or directly into a mixing unit ( 5 ).

11. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 10,

a) in which a crusher ( 1 ) is provided, in which the crushed building rubble is discharged onto a conveyor ( 9 ),
b) a mixing unit ( 5 ) is provided at the end of the conveying device ( 9 ),
c) a further conveying device ( 10 ) for supplying aggregates ( 7 ) and nutrients ( 8 ) is provided,
d) after the mixing unit ( 5 ) the paving material ( 11 ) is dispensed, a water addition device ( 6 ) being provided for moistening the paving material ( 11 ),
e) that a spray device ( 2 ) is provided for the addition of the microorganisms in nutrient solution, which is attached in parallel above the conveyor ( 9 ) or the mixing unit ( 5 ),
f) the admixture of the constituents of the paving material being adjustable via a control unit ( 3 ) in accordance with the required mass%.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the spray device ( 2 ) is a tube with a row of smaller openings or the tube has several spray heads attached to this in a row.

13. The apparatus of claim 11 or 12, characterized in that the mixing unit ( 5 ) consists of a mixing funnel ( 12 ) and a mixing rotor ( 13 ; 15 ), wherein the mixing rotor ( 13 ; 15 ) is provided with carrier webs ( 14 ) and can be driven by a drive motor at a speed of 10-200 rpm.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the mixing rotor ( 13 ; 15 ) is designed as a disc ( 15 ) or as a cone ( 13 ) and rotates at a speed of 50-100 U / min.

15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the mixing funnel ( 12 ) is designed in the form of a cone or truncated pyramid and has a stripping device ( 16 ) on its inner wall.