DE19900440A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter BödenInfo
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung einer Feinkornfraktion einer kontaminierten Bodenmasse mit einer Sedimentationseinrichtung (22), aufweisend zumindest einen Sedimentationsbehälter zur Aufnahme einer mit der Feinkornfraktion ausgebildeten Feinkornsuspension (25) und eines Dispersionsmittels und mit einer Separationseinrichtung (22) zur Trennung eines nach einer Sedimentationszeit (DELTAt) im Sedimenationsbehälter über einem Sediment ausgebildeten Flüssigkeitsüberstands vom Sediment.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung einer
Feinkornfraktion einer kontaminierten Bodenmasse gemäß dem Anspruch
1 sowie eine Vorrichtung zur Reinigung einer Feinkornfraktion einer
kontaminierten Bodenmasse gemäß dem Anspruch 9.
Bei bekannten Verfahren zur Reinigung kontaminierter Böden erfolgt die
Reinigungsbehandlung im wesentlichen durch eine Anreicherung der
belastenden Schadstoffe, wie beispielsweise Mineralölkohlenwasserstoffe,
an den Feinkornanteil der Bodenmasse. Hierzu wird je nach Zusam
mensetzung und Zustand der Bodenmasse eine Fraktionierung der Bo
denmasse bis zur möglichen Separation des Feinkornanteils durchgeführt.
Der durch die Anreicherung der Schadstoffe hoch belastete Feinkornan
teil der Bodenmasse wird dann entweder durch eine Deponielagerung
entsorgt oder einer - insbesondere wegen des immer noch relativ großen
Massenanteils des schadstoffbelasteten Feinkorns an der gesamten Bo
denmasse - aufwendigen und langwierigen biologischen Nachbehandlung
zugeführt. Hierzu ist es bekannt, den hoch belasteten Feinkornanteil in
sogenannte "Suspensions-Reaktoren" zu überführen, dort in einem geeig
neten fluiden Medium in Suspension zu halten und während der Suspen
sionsphase des Feinkorns eine biologische Reinigung durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren bzw.
eine zur Durchführung des Reinigungsverfahrens geeignete Vorrichtung
vorzuschlagen, mit dem bzw. mittels der eine noch weitergehende Redu
zierung des Massenanteils des hoch belasteten Feinkornanteils an der
Gesamtbodenmasse möglich ist, um eine gegebenenfalls nachfolgende
biologische Nachbehandlung wirtschaftlicher durchführen zu können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ausgehend von der Bereit
stellung einer Feinkornsuspension die Zugabe eines Dispersionsmittels
und die Eingabe der Feinkornsuspension in eine Sedimentationseinrich
tung zum Start einer Sedimentationsphase. Nach einer vorgegebenen
Sedimentationszeit Δt in der Sedimentationseinrichtung; erfolgt eine
Separation eines über einem Sediment ausgebildeten Flüssigkeitsüber
stands.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt durch die Wirkung des
Dispersionsmittels eine Ablösung von Mikroorganismen und adsorbierten
Ölanteilen von den Bodenpartikeln und eine Desagglomerisation sowie
eine Dispersion der Bodenpartikel. Insbesondere die Desagglomerisation
führt zu einer Anreicherung der Mikroorganismen an die Feinstkornfrak
tion der Bodenpartikel und die Ölanteile, wohingegen ein relativ grob
körniger Anteil der Feinkornfraktion sich als Sediment auf dem Boden
der Sedimentationseinrichtung abscheidet. Durch die hydrostatische
Abscheidung der Grobkornfraktion von der Feinstkornfraktion der Bo
denpartikel erfolgt eine Aufkonzentration der Schadstoffbelastung des
Feinstkornanteils um den Faktor 5 bis 10. Des weiteren ergibt sich als
unmittelbare Wirkung des Dispersionsmittels eine Anreicherung der
Mikroorganismen auf dem Feinstkornanteil und den Ölanteilen um den
Faktor 40 bis 50. Durch eine teilweise Freisetzung der Ölphase, die zu
einer Vergrößerung der Phasengrenzfläche Öl/Wasser führt, sind darüber
hinaus die Ölanteile für die Mikroorganismen schneller verfügbar. Somit
ergeben sich aus dem Einsatz eines Dispersionsmittels in Kombination
mit einer Sedimentation des relativen Grobkornanteils aus einer Fein
kornsuspension zwei wesentliche Vorteile, nämlich zum einen eine
gegenüber der Masse der Feinkornfraktion erhebliche Massereduzierung
der durch die hoch belastete Feinstkornfraktion gebildeten kontaminierten
Bodenmasse und zum anderen, durch die Aufkonzentration der Mikroor
ganismen einerseits und die Freisetzung der Ölphase andererseits, ein
effektiver Reinigungseffekt für die hoch belastete Feinstkornfraktion
bereits während der Sedimentationsphase in der Sedimentationseinrich
tung.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur zur Reinigung von
Böden, die durch Mineralölkohlenwasserstoffe kontaminiert sind, sondern
grundsätzlich zur Bodenreinigung unabhängig von der Art der kontami
nierenden Schadstoffe. Daher läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren
beispielsweise auch bei Kontaminationen durch Phenole, Polyzyklische
Aromaten, Chlorkohlenwasserstoffe oder Schwermetallen einsetzen, um
nur einige beispielhafte Anwendungsfälle zu nennen.
Die bereits, wie vorstehend ausgeführt, während der Sedimentationsphase
beginnende Reinigung des Feinstkornanteils kann auf besonders vorteil
hafte Art und Weise fortgesetzt werden, wenn der in der Sedimentations
einrichtung ausgebildete Flüssigkeitsüberstand einer biologischen Nach
behandlung zugeführt wird.
Ein erheblicher Reinigungseffekt kann schon dadurch erzielt werden, daß
der Flüssigkeitsüberstand nach Separation vom Sediment einem Abschei
deverfahren, also beispielweise einem Ölabscheideverfahren, unterworfen
wird.
Wenn der erfindungsgemäß in Suspension in die Sedimentationseinrich
tung eingegebene Feinkornanteil Ergebnis einer vorhergehenden Fraktio
nierung einer kontaminierten Bodenmasse ist, erweist es sich als vorteil
haft, das Sediment der Feinkornsuspension nach Separation vom Flüssig
keitsüberstand der Feinkornsuspension wieder mit den übrigen Fraktions
anteilen der Bodenmasse zu vereinigen. Darüber hinaus ist natürlich
gegebenenfalls auch eine von der übrigen Bodenmasse separate bzw.
unabhängige Verwertung möglich.
Als besonders vorteilhaft hinsichtlich einer möglichst einfachen techni
schen Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist es sich,
die Separation des Flüssigkeitsüberstands vom Sediment der Feinkorn
suspension durch Entfernung des Flüssigkeitsüberstands aus der Sedi
mentationseinrichtung durchzuführen. Darüber hinaus ist es auch mög
lich, die Separation mittels Entfernung des Sediments aus der Sedimenta
tionseinrichtung durchzuführen.
Die Entfernung des Flüssigkeitsüberstands aus der Sedimentationsein
richtung kann in mehreren Phasen erfolgen, derart, daß zeitlich aufeinan
derfolgend definierte Volumenanteile des Flüssigkeitsüberstands aus der
Sedimentationseinrichtung entnommen werden.
Hierdurch ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich
zu betreiben, was sich insbesondere dann als vorteilhaft erweist, wenn
nachfolgend eine biologische Nachbehandlung des Flüssigkeitsüberstands
erfolgt und dabei aufgrund der jeweils zeitlich aufeinanderfolgend aus
der Sedimentationseinrichtung zur Verfügung gestellten Volumenanteile
eine Einrichtung zur biologischen Nachbehandlung entsprechend konti
nuierlich betrieben werden kann und darüber hinaus in ihrer Größe
lediglich entsprechend dem Volumenanteil dimensioniert werden muß.
Bei einer ersten Variante des kontinuierlich betriebenen Verfahrens
erfolgt die Separation des Flüssigkeitsüberstands von dem durch Ab
scheidung in der Sedimentationseinrichtung gebildeten Sediment dadurch,
daß zeitlich im Abstand der vorgegebenen Sedimentationszeit Δt aufein
anderfolgend in einem Sedimentationsbehälter übereinander angeordnete
Volumenanteile der Feinkornsuspension durch den einzelnen Volumen
anteilen zugeordnete Flüssigkeitsentnahmeeinheiten von oben nach unten
aus dem Sedimentationsbehälter entnommen werden. Bei einem derartig
betriebenen Verfahren ist lediglich ein Sedimentationsbehälter zur
kontinuierlichen Ausübung des Verfahrens notwendig.
Bei einer Verfahrensvariante werden eine Mehrzahl von Sedimentations
behältern zeitlich aufeinanderfolgend mit der Feinkornsuspension befüllt,
und zeitlich aufeinanderfolgend nach dem jeweiligen Ablauf der Sedi
mentationszeit Δt wird aus jedem Sedimentationsbehälter mittels einer
zugeordneten Flüssigkeitsentnahmeeinheit der Flüssigkeitsüberstand
entnommen. Diese Verfahrensvariante ermöglicht bei Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens die Verwendung einer Mehrzahl von
relativ kleinen Sedimentationsbehältern anstatt nur eines relativ großen
Sedimentationsbehälters.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe weist die erfindungsgemäße
Vorrichtung die Merkmale des Anspruchs 9 auf.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Sedimentationseinrichtung
mit zumindest einem Sedimentationsbehälter zur Aufnahme einer Fein
kornsuspension und eines Dispersionsmittels sowie mit einer Separati
onseinrichtung zur Trennung eines nach einer Sedimentationszeit Δt im
Sedimentationsbehälter über einem Sediment ausgebildeten Flüssig
keitsüberstand vom Sediment auf.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit die Durchführung
eines Verfahrens, bei dem durch Ausscheidung eines Masseanteils aus
einer Feinkornsuspension durch Sedimentation zunächst ein Sediment
gebildet wird und anschließend eine Separation, d. h. eine räumliche
Trennung, zwischen dem Sediment und einem über dem Sediment ausge
bildeten Flüssigkeitsüberstand erfolgt.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die erfindungsgemäße
Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Fraktionierung von Bodenmasse
kombiniert wird, derart, daß der Sedimentationseinrichtung eine entspre
chende Fraktionierungseinrichtung vorgeordnet ist. Hierdurch wird es
möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer an sich konventio
nellen Fraktionierungseinrichtung zu kombinieren, um bislang mögliche
Reinigungsergebnisse durch die Kombination noch zu verbessern.
Wenn die Separationseinrichtung aus einer Flüssigkeitsentnahmeeinrich
tung gebildet ist, läßt sich die Separationseinrichtung in besonders
einfacher Weise mit einem Sedimentationsbehälter kombinieren.
Eine besonders einfache Ausführung der Flüssigkeitsentnahmeeinrichtung
wird möglich, wenn diese als Absaugeinrichtung ausgebildet ist.
Wenn die Flüssigkeitsentnahmeeinrichtung aus mehreren Flüssigkeitsent
nahmeeinheiten gebildet ist, die in einem definierten Abstand Δh vonein
ander in unterschiedlichen Niveaus an einem Sedimentationsbehälter
angeordnet sind, wird ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung
möglich, bei dem zeitlich aufeinanderfolgend Volumenanteile des Flüs
sigkeitsüberstands nacheinander aus ein und demselben Sedimentations
behälter entnommen werden.
Bei einer Variante ist die Flüssigkeitsentnahmeeinrichtung ebenfalls aus
mehreren Flüssigkeitsentnahmeeinheiten gebildet, wobei jedoch die
einzelnen Flüssigkeitsentnahmeeinheiten an voneinander unabhängigen
Sedimentationsbehältern angeordnet sind, und die einzelnen Sedimentati
onsbehälter zur Speisung mit einem zentralen Aufnahmebehälter zur
Aufnahme der Feinkornsuspension verbunden sind. Auch diese Variante
der Vorrichtung ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb, wobei jedoch
jedem Volumenanteil der im zentralen Aufnahmebehälter aufgenommenen
Feinkornsuspension ein separater Sedimentationsbehälter zugeordnet ist.
Nachfolgend werden Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens im
Zusammenhang mit dabei zum Einsatz kommenden möglichen Ausfüh
rungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine mögliche Variante einer Vorrichtung zur Durchführung
des Reinigungsverfahrens;
Fig. 2 bis 5 einzelne Verfahrensphasen einer möglichen Verfahrensvari
ante;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Feinkorn-Agglomerats;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Desagglomerisation des
Feinkorn-Agglomerats unter Einwirkung eines Dispersions
mittels;
Fig. 8 eine Verfahrensvariante zur großtechnischen Anwendung des
Verfahrens;
Fig. 9 eine weitere Verfahrensvariante zur großtechnischen Anwen
dung des Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine Reinigungsvorrichtung 20 mit einer Sedimentationsein
richtung 21 und einer Separationseinrichtung 22. Als weitere Alternativen
zur Separationseinrichtung 22 sind in Fig. 1 Separationseinrichtungen 23
und 24 dargestellt.
Die in Fig. 1 dargestellte Sedimentationseinrichtung 21 weist einen
Sedimentationsbehälter 26 auf, in den eine Feinkornsuspension 25 einge
geben oder in dem eine Feinkornsuspension 25 ausgebildet werden kann.
Bei der Feinkornsuspension 25 kann es sich um ein Verfahrensprodukt
einer vorhergehenden Fraktionierung einer kontaminierten Bodenmasse,
um einen feinkörnigen Schlamm oder beispielsweise auch um suspen
diertes Feinkorn aus der Trockenabsiebung von Bodenmaterial handeln.
Wesentlich für den Einsatz der in Fig. 1 im Prinzip dargestellten Vor
richtung sowie für das nachfolgend anhand unterschiedlicher Varianten
beschriebene Verfahren ist, daß für die nachfolgenden Verfahrensschritte
eine Feinkornsuspension vorliegt. Dabei kommt es nicht darauf an, ob die
Feinkornsuspension Ergebnis einer vorhergehenden Bodenbehandlung ist
oder ob es sich bei der Feinkornsuspension unmittelbar um das kontami
nierte Bodenmaterial selbst handelt.
In der Regel handelt es sich bei der Feinkornsuspension um ein suspen
diertes Feinkorn mit einer Partikelgröße < 100 µm.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 eine erste
Variante des Verfahrens erläutert. Fig. 2 zeigt den Sedimentationsbehäl
ter 26, der im vorliegenden Fall mit einer Mischeinrichtung 27 versehen
ist. Der Sedimentationsbehälter 26 dient zunächst zur Aufnahme der
Feinkornsuspension 25 sowie in einer Durchmischungsphase I zur mög
lichst gleichmäßigen Verteilung eines der Feinkornsuspension 25 hinzu
gegebenen Dispersionsmittels 28. Als Dispersionsmittel 28 kommen
Dispersionsmittel der Art in Frage, wie sie regelmäßig zur Ablösung von
Mikroorganismen von Bodenmaterial im analytischen Labormaßstab für
die Keimzählung bei der Quantitätsbestimmung von Keimen im Boden
material verwendet werden. Derartige Dispersionsmittel stören die
biologische Stoffwechselaktivität der im Bodenmaterial vorhandenen
Mikroorganismen nicht, solange in etwa die gleiche Konzentration
gewählt wird, wie sie zur Vorbereitung von Bodenmaterial zur Keimzäh
lung verwendet wird.
Fig. 3 zeigt den Sedimentationsbehälter 26 mit der darin aufgenommen,
das Dispersionsmittel 28 enthaltenden Feinkornsuspension 25 während
der Sedimentationsphase II. Die Sedimentationsphase II weist eine Dauer
Δt auf, die in Abhängigkeit von der Sedimentationsgeschwindigkeit so
gewählt wird, daß eine im wesentlichen vollständige Sedimentation der
nachfolgend als Grobfraktion 29 (Fig. 4) gegenüber einer Feinstfraktion
38 (Fig. 4) bezeichneten, in der Feinkornsuspension 25 enthaltenen
Bodenpartikel erfolgt ist.
Fig. 4 zeigt die Separationsphase III, in der nach Abschluß der Sedimen
tationsphase II ein über einem im wesentlichen aus der Grobfraktion 29
gebildeten Sediment 30 angeordneter, die Feinstfraktion 38 enthaltender
Flüssigkeitsüberstand 36 mit der Separationseinrichtung 22 aus dem
Sedimentationsbehälter 26 entfernt wird. Die Separationseinrichtung 22
ist im vorliegenden Fall als eine durch ein U-förmiges Rohr 31 gebildete
Flüssigkeitsentnahmeeinrichtung ausgeführt, wobei eine Auslauföffnung
32 unterhalb der im Sedimentationsbehälter 26 unmittelbar oberhalb des
Sediments 30 angeordneten Einlauföffnung 33 des Rohrs 31 angeordnet
ist. Weitere Alternativen zu der Separationseinrichtung 22 sind in Fig. 1
dargestellt, wobei die Separationseinrichtung 23 eine unmittelbar ober
halb des Sediments 30 in den Sedimentationsbehälter 26 einmündenden
Ablaufröhre 33 und die Separationseinrichtung 24 eine mit einer Pumpe
34 versehene Absaugeinrichtung 35 zur Entnahme des Sediments 30 aus
dem Sedimentationsbehälter 26 umfaßt.
Fig. 5 zeigt das beispielsweise im Sedimentationsbehälter 26 nach Ent
nahme des Flüssigkeitsüberstands 36 verbliebene Sediment 30 sowie den
in einen Nachbehandlungsbehälter 37 eingegebenen Flüssigkeitsüberstand
36, wobei gegebenenfalls in einer Nachbehandlungsphase IV eine biolo
gische Nachbehandlung des Flüssigkeitsüberstands 36 bzw. der darin
enthaltenen Feinstfraktion 38 erfolgen kann.
Anhand der Fig. 6 und 7 soll nachfolgend die Wirkungsweise des Disper
sionsmittels 28 in der Feinkornsuspension 25 erläutert werden. Fig. 6
zeigt ein suspendiertes Feinkorn-Agglomerat mit zur Feinstfraktion 38
gehörenden Feinstpartikeln 39 und zur Grobfraktion 29 zu zählenden
Grobpartikeln 40 während der in Fig. 2 dargestellten Durchmischungs
phase I. Das in Fig. 6 beispielhaft dargestellte Feinkorn-Agglomerat 41
weist in der Regel einen Durchmesser von 2 bis 10 µm auf.
Fig. 7 verdeutlicht die Wirkungsweise des der Feinkornsuspension 25
hinzugefügten Dispersionsmittels 28 während der Sedimentationsphase II
(Fig. 3) derart, daß eine Desagglomerisation des Feinkorn-Agglomerats
41 erfolgt, wodurch, wie aus Fig. 7 ersichtlich, eine bessere Verfügbar
keit der aus dem Feinkorn-Agglomerat 41 herausgelösten Ölpartikel 42
für die Mikroorganismen 43 gegeben ist. Aufgrund der Desagglomerisati
on erfolgt auch eine Trennung der Feinstpartikel 39 von den Grobparti
keln 40, wobei die Grobpartikel 40 innerhalb einer der Sedimentationsge
schwindigkeit der Grobpartikel 40 entsprechenden Sedimentationszeit Δt
im Sedimentationsbehälter 26 (Fig. 3) zu Boden sinken und sich am
Behälterboden als Sediment 30 abscheiden (Fig. 4).
Aufgrund des vorbeschriebenen physikalischen Phänomens wird deutlich,
daß je nach Festlegung der Sedimentationszeit Δt auch eine zumindest die
größeren Ausbildungen der Feinstpartikel 39 mit umfassende Sedimenta
tion möglich ist.
Nachfolgend sollen anhand der Fig. 8 und 9 zwei mögliche Variationen
des Reinigungsverfahrens dargestellt werden, die sich besonders für eine
großtechnische Anwendung des Verfahrens eignen.
Fig. 8 zeigt im schematischen Aufbau eine Reinigungsvorrichtung 44, die
einen zentralen Aufnahmebehälter 45 zur Aufnahme der Feinkornsuspen
sion 25, zur Hinzufügung des Dispersionsmittels 28 und zur Durch
mischung des Gemenges aus der Feinkornsuspension 25 und dem Disper
sionsmittel 28 mittels einer Mischeinrichtung 46 aufweist. Der Aufnah
mebehälter 45 dient darüber hinaus zur Speisung einer Mehrzahl verfah
renstechnisch parallel angeordneter Sedimentationsbehälter 47 bis 51, die
über ein Rohrverteilersystem 70 mit dem Aufnahmebehälter 45 verbunden
sind. Über eine zentrale Verteilereinrichtung 52 sind beliebige Strö
mungsverbindungen zwischen einer Abflußleitung 53 des Aufnahmebe
hälters 45 und jeweils den Sedimentationsbehältern 47 bis 51 zugeordne
ten Zuführleitungen 54 einstellbar.
Die in Fig. 8 dargestellte Reinigungsvorrichtung 44 ermöglicht einen
Betrieb, bei dem nach Durchmischung des Dispersionsmittels 28 mit der
Feinkornsuspension 25 im Aufnahmebehälter 45 der Reihe nach die
einzelnen Sedimentationsbehälter 47 bis 51 mit der mit dem Dispersi
onsmittel 28 vermischten Feinkornsuspension 25 befüllt werden. Dabei
kann die Anzahl der Sedimentationsbehälter 47 bis 51 bzw. deren Fas
sungsvolumen und das Fassungsvolumen des Aufnahmebehälters 45 so
aufeinander abgestimmt werden, daß nach Ablauf der Sedimentationszeit
Δt für den ersten Sedimentationsbehälter 47 und nach Ausbildung eines
Flüssigkeitsüberstands 55 über einem auf dem Behälterboden abgeschie
denen Sediment 56 gerade der letzte Sedimentationsbehälter 51 mit der
mit dem Dispersionsmittel 28 vermischten Feinkornsuspension 25 befüllt
ist. Anschließend kann eine Separation des Flüssigkeitsüberstands 55 aus
dem Sedimentationsbehälter 47 sowie eine Entfernung des Sediments 56
aus dem Sedimentationsbehälter 47 erfolgen, so daß der Sedimentations
behälter 47 anschließend neu befüllt werden kann. Nachfolgend wird in
gleicher Weise mit den Sedimentationsbehältern 48 bis 51 verfahren.
Der Separation des Flüssigkeitsüberstands 55 vom Sediment 56 kann wie
vorstehend beschrieben eine biologische Nachbehandlung des Flüssig
keitsüberstands 55 folgen.
Fig. 9 zeigt eine Reinigungsvorrichtung 57, die einen gleichzeitig als
Sedimentationsbehälter 58 dienenden Aufnahmebehälter aufweist. Der
Sedimentationsbehälter 58 ist im vorliegenden Fall mit einer Mischein
richtung 59 versehen und dient daher sowohl zur Aufnahme der Feinkorn
suspension 25 als auch zur Durchmischung der Feinkornsuspension 25
mit dem Dispersionsmittel 28. Um einen kontinuierlichen Betrieb der in
Fig. 9 dargestellten Reinigungsvorrichtung 57 zu ermöglichen, weist der
Sedimentationsbehälter 58 eine Mehrzahl von übereinander mit definier
ten Höhenabständen Δt angeordneten Flüssigkeitsentnahmeeinheiten 60
bis 63 auf, die zur Entnahme eines nach einem ein- bis vielfachen einer
Sedimentationszeit Δt jeweils bis zum Niveau einer zugeordneten Flüs
sigkeitsentnahmeeinheit 60 bis 63 ausgebildeten Flüssigkeitsüberstands
64 bis 67 dienen. Im einzelnen läuft das Verfahren in der Reinigungsvor
richtung 57 so ab, daß ein erster nach Ablauf einer Sedimentationszeit Δt
über dem Niveau der ersten Flüssigkeitsentnahmeeinheit 60 ausgebildeter
Flüssigkeitsüberstand 64 durch die Flüssigkeitsentnahmeeinheit 60
entnommen wird. Nach Ablauf der Sedimentationszeit 2 × Δt nach Beginn
der Sedimentation ist über dem Niveau der zweiten Flüssigkeitsentnah
meeinheit 61 ein weiterer Flüssigkeitsüberstand 65 mit der Höhe Δh
ausgebildet, so daß auch dieser durch die Flüssigkeitsentnahmeeinheit 61
entnommen werden kann. Nach Ablauf einer Sedimentationszeit 3 × Δt ist
über dem Niveau der Flüssigkeitsentnahmeeinheit 62 ein weiterer Flüs
sigkeitsüberstand 66 ausgebildet, der entnommen werden kann. Nach
Ablauf einer Sedimentationszeit 4 × Δt ist schließlich über dem Niveau
der letzten Flüssigkeitsentnahmeeinheit 63 ein Flüssigkeitsüberstand 67
mit der Höhe Δh ausgebildet, der durch die Flüssigkeitsentnahmeeinheit
63 entnommen werden kann. Am Ende der Sedimentationszeit verbleibt
daher nur noch ein auf dem Behälterboden abgeschiedenes Sediment 68
im Sedimentationsbehälter 58, das durch eine am Behälterboden angeord
nete Absaugeinrichtung 69 dem Sedimentationsbehälter 58 entnommen
werden kann, so daß anschließend das vorstehend beschriebene Verfahren
wiederholt werden kann.
Unabhängig von den vorstehend beschriebenen Verfahrensvarianten
können das Sediment und der Flüssigkeitsüberstand mit dem hoch bela
steten Feinstkornanteil getrennten Weiterbehandlungsverfahren zugeführt
werden. Betreffend das Sediment bietet sich vor der Wiederverwertung
als Boden- oder Baumaterial eine anschließende Eindickung und Entwäs
serung an. Betreffend die hoch belastete Feinstkornfraktion aus dem
Flüssigkeitsüberstand bietet sich eine Flotation mit anschließender Fest-
Flüssig-Trennung zur Rückgewinnung des Prozeßwasseranteils bzw. zur
nachfolgenden Eindickung der Feinstkornfraktion mit Entwässerung an,
um je nach Akzeptanz der gegebenenfalls verbliebenen Kontaminations
werte eine Wiederverwertung oder eine Entsorgung des Feinstkornanteils
anschließen zu können.
Claims (14)
1. Verfahren zur Reinigung einer Feinkornfraktion einer kontaminierten
Bodenmasse, aufweisend die Verfahrensschritte:
- - Bereitstellung einer Feinkornsuspension (25);
- - Zugabe eines Dispersionsmittels (28) und Eingabe der Feinkornsus pension in eine Sedimentationseinrichtung (21; 47 bis 51; 58) zum Start einer Sedimentationsphase; und
- - Separation eines nach einer Sedimentationszeit (Δt) in der Sedi mentationseinrichtung ausgebildeten Flüssigkeitsüberstands (36; 55; 64 bis 67) vom Sediment (30; 56; 68).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeitsüberstand (36; 55; 64 bis 67) einer biologischen
Nachbehandlung zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeitsüberstand (36; 55; 64 bis 67) nach Separation
vom Sediment (30; 56; 68) einem Ölabscheideverfahren unterworfen
wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sediment (30; 56; 68) nach Separation vom Flüssigkeitsüber
stand (36; 55; 64 bis 67) der Feinkornsuspension (25) wieder mit der
übrigen Bodenmasse zusammengeführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Separation des Flüssigkeitsüberstands (36; 55; 64 bis 67) vom
Sediment (30; 56; 68) durch Entfernung des Flüssigkeitsüberstands
aus der Sedimentationseinrichtung (22; 47 bis 51; 58) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entfernung des Flüssigkeitsüberstands (55; 64 bis 67) aus der
Sedimentationseinrichtung (47 bis 51; 58) in mehreren Phasen erfolgt,
derart, daß zeitlich aufeinanderfolgend definierte Volumenanteile des
Flüssigkeitsüberstands aus der Sedimentationseinrichtung entnommen
werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Separation des Flüssigkeitsüberstands (64 bis 67) dadurch er
folgt, daß zeitlich im Abstand der vorgegebenen Sedimentationszeit
(Δt) aufeinanderfolgend in einem Sedimentationsbehälter (58) über
einander angeordnete Volumenanteile der Feinkornsuspension (25)
durch den Volumenanteilen zugeordnete Flüssigkeitsentnahmeeinhei
ten (60 bis 63) von oben nach unten aus dem Sedimentationsbehälter
entnommen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Sedimentationsbehältern (47 bis 51) zeitlich
aufeinanderfolgend mit der Feinkornsuspension (25) befüllt werden
und zeitlich aufeinanderfolgend nach jeweiligem Ablauf der Sedi
mentationszeit (Δt) aus jedem Sedimentationsbehälter (47 bis 51)
mittels einer zugeordneten Flüssigkeitsentnahmeeinheit der Flüssig
keitsüberstand entnommen wird.
9. Vorrichtung zur Reinigung einer Feinkornfraktion einer kontaminier
ten Bodenmasse mit einer Sedimentationseinrichtung (22; 47 bis 51;
58), aufweisend zumindest einen Sedimentationsbehälter zur Aufnah
me einer mit der Feinkornfraktion ausgebildeten Feinkornsuspension
(25) und eines Dispersionsmittels (28) und mit einer Separationsein
richtung (22 bis 24; 60 bis 63) zur Trennung eines nach einer Sedi
mentationszeit (Δt) im Sedimentationsbehälter über einem Sediment
(30; 56; 68) ausgebildeten Flüssigkeitsüberstands (36; 55; 64 bis 67)
vom Sediment.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sedimentationseinrichtung vorgeordnet eine Einrichtung zur
Fraktionierung der kontaminierten Bodenmasse vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Separationseinrichtung aus einer Flüssigkeitsentnahmeein
richtung (60 bis 63) gebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitsentnahmeeinrichtung aus einer Absaugeinrichtung
gebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitsentnahmeeinrichtung aus mehreren Flüssigkeits
entnahmeeinheiten (60 bis 63) gebildet ist, die in einem definierten
Abstand (Δh) voneinander in unterschiedlichen Niveaus am Sedimen
tationsbehälter (58) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitsentnahmeeinrichtung aus mehreren Flüssigkeits
entnahmeeinheiten gebildet ist, die jeweils an einem Sedimentations
behälter (47 bis 51) angeordnet sind, wobei die einzelnen Sedimenta
tionsbehälter zur Speisung mit einem zentralen Aufnahmebehälter
(45) zur Aufnahme der Feinkornsuspension (25) verbunden sind.
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Citations (6)
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DE19900440C2 (de) | 2002-08-08 |
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