DE19901996B4

DE19901996B4 - Method for reducing volatiles in soils and apparatus for carrying out this method

Info

Publication number: DE19901996B4
Application number: DE1999101996
Authority: DE
Inventors: Emmo Poetzsch
Original assignee: Umweltschutz Nord & Co GmbH
Current assignee: Umweltschutz Nord & Co GmbH
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: DE19901996A1

Abstract

Verfahren zur Reduzierung von flüchtigen Inhaltsstoffen in Bodenmaterial, bei welchem das Bodenmaterial (12) in einen im wesentlichen unterdruckdichten Raum eingeschlossen wird, der Raum derart einem Unterdruck ausgesetzt wird, daß flüchtige Inhaltsstoffe aus dem Bodenmaterial (12) entweichen, und der Raum in Intervallen derart belüftet wird, daß die freigesetzten Inhaltsstoffe aus dem Raum ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß im geschlossenen Raum auch während der Belüftung ein Unterdruck erzeugt wird oder die Schritte der Unterdruckerzeugung und der Belüftung wechselweise durchgeführt werden.A method of reducing volatile matter in soil material, in which the soil material (12) is enclosed in a substantially vacuum-tight space, the space is subjected to a negative pressure such that volatile ingredients escape from the soil material (12), and the space at intervals such is ventilated that the released ingredients are discharged from the room, characterized in that a negative pressure is generated in the closed room even during ventilation or the steps of generating negative pressure and ventilation are carried out alternately.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von flüchtigen Inhaltsstoffen, insbesondere flüchtigen Kohlenwasserstoffen, in Bodenmaterial, bei welchem das Bodenmaterial in einen im wesentlichen unterdruckdichten Raum eingeschlossen wird, der Raum derart einem Unterdruck ausgesetzt wird, dass flüchtige Inhaltsstoffe aus dem Bodenmaterial entweichen, und der Raum in Intervallen derart belüftet wird, dass die freigesetzten Inhaltstoffe aus dem Raum ausgetragen werden. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Reduzierung von flüchtigen Inhaltstoffen, insbesondere flüchtigen Kohlenwasserstoffen, in Böden und insbesondere zur Durchführung des zuvor erwähnten Verfahrens.The invention relates to a process for reducing volatiles, in particular volatile hydrocarbons, in soil material, in which the soil material is enclosed in a substantially vacuum-tight space, the space is exposed to a negative pressure such that volatile constituents escape from the soil material, and the space ventilated at intervals so that the released ingredients are discharged from the room. Furthermore, the invention relates to a device for reducing volatile constituents, in particular volatile hydrocarbons, in soils and in particular for carrying out the aforementioned method.

Derartige Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Dekontaminierung von aus verseuchten Erdböden stammendem Bodenmaterial sind vielfältig bekannt. Nach Aushub des Bodenmaterials werden diesem beispielsweise mineralische Nährstoffe sowie schadstoffadaptierte Mikroorganismen nach Analyse der Schadstoffkonzentrationen sowie Ermittlung des biologischen Abbaupotentials und der aktuellen mikrobiellen Aktivität zugesetzt. Hierzu wird das Bodenmaterial in geschlossene Zelte eingelagert, so daß die von den schon ursprünglich vorhandenen sowie zugesetzten Mikroorganismen produzierten Schadstoffe nicht an die Außenumgebung abgegeben, sondern kontrolliert abgeleitet und behandelt werden können.Such methods and devices for the decontamination of contaminated soil derived soil material are widely known. After excavation of the soil material, for example, mineral nutrients and pollutant-adapted microorganisms are added after analysis of the pollutant concentrations and determination of the biodegradation potential and the current microbial activity. For this purpose, the soil material is stored in closed tents, so that the pollutants produced by the already originally present and added microorganisms not delivered to the outside environment, but can be controlled derived and treated.

Die JP 08299946 A schlägt die Verwendung eines Verschlussbeutels vor, in den kontaminiertes Bodenmaterial eingepackt wird. Ferner offenbart dieser Stand der Technik die Verlegung von Belüftungsleitungen zwischen dem Bodenmaterial und der Wandung des Verschlussbeutels und somit an den Seiten des Bodenmaterials, um Luft in das Bodenmaterial einzublasen, während eine perforierte Saugleitung innerhalb des Bodenmaterials eingebracht ist und aus diesem herausführt, um die seitlich von den Belüftungsleitungen eingebrachte Luft bei Unterdruck aus der Mitte des Bodenmaterials wieder herauszuführen. Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht jedoch in der erhöhten Gefahr einer Verstopfung der Perforationen der Saugleitung durch das umgebende Bodenmaterial. Ist die Saugleitung im wesentlichen vollständig verstopft, arbeitet die Vorrichtung nicht mehr.The JP 08299946 A suggests the use of a closure bag in which contaminated soil material is packed. Further, this prior art discloses the laying of ventilation ducts between the bottom material and the wall of the closure bag and thus on the sides of the bottom material to inject air into the bottom material while a perforated suction duct is inserted inside and out of the bottom material from the ventilation ducts introduced air at negative pressure from the center of the soil again lead out. However, a disadvantage of this known device is the increased risk of clogging of the perforations of the suction line by the surrounding soil material. If the suction line is substantially completely blocked, the device stops working.

Die DD 296 215 A5 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung flüchtiger Stoffe, insbesondere niedrig siedender und/oder wasserdampfflüchtiger organischer Verbindungen, aus Erdböden durch Absaugen und Reinigen des abgesaugten, mit den zu entfernenden Stoffen kontaminierten Gases. Zu diesem Zweck wird das zu reinigende Material in einen geschlossenen Raum eingebracht, in dem am quasi-inertes Gas in das Innere dieses Materials eingeführt wird, das nach Durchströmen des Materials aus dem geschlossenen Raum wieder abgezogen, gereinigt und diesem in einem Kreislauf bis zur Erzielung des gewünschten Reinheitsgrades des aufzubereitenden Materials wieder zugeführt wird. Als geschlossener Raum kann eine sog. Glocke, die auf eine das Bodenmaterial aufnehmende Bodenplatte dichtend aufgesetzt wird, oder ein transportabler Stahl-Container verwendet werden, in welchem das kontaminierte Bodenmaterial in herausnehmbaren Gitterboxen belüftet wird. Alternativ kann die Behandlung des Materials kontinuierlich in gasdurchfluteten Schneckenförderern oder Bandfiltern stattfinden.The DD 296 215 A5 describes a method and an apparatus for removing volatile substances, in particular low-boiling and / or steam-volatile organic compounds, from soils by suctioning off and cleaning the sucked gas contaminated with the substances to be removed. For this purpose, the material to be cleaned is introduced into a closed space, in which the quasi-inert gas is introduced into the interior of this material, which, after flowing through the material from the closed space again deducted, cleaned and this in a cycle to the achievement the desired degree of purity of the material to be recycled is supplied again. As a closed space, a so-called bell, which is placed sealingly on a bottom plate receiving the bottom material, or a transportable steel container can be used, in which the contaminated soil material is ventilated in removable lattice boxes. Alternatively, the treatment of the material may take place continuously in gas-filled screw conveyors or belt filters.

Die US 5,836,718 A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von kontaminiertem Bodenmaterial vor Ort, wobei zunächst eine undurchlässige Basislage ausgebreitet wird, darauf anschließend des zu reinigende Bodenmaterial aufgehäuft wird, während des Aufhäufens des Bodenmaterials im Bodenmaterial sowohl Prozessluft-Einlassleitungen als auch Prozessluft-Auslassleitungen verlegt werden und eine undurchlässige Abdeckung auf das dann aufgehäufte Bodenmaterial aufgelegt und mit der Basislage luftdicht verbunden wird, um einen unterdruckdichten Raum herzustellen.The US 5,836,718 A discloses a method and apparatus for cleaning contaminated soil material in situ, wherein first an impermeable base sheet is spread, after which the soil material to be cleaned is piled up, during the accumulation of the soil material in the soil material both process air inlet lines and process air outlet lines are laid and an impermeable cover is placed on the then heaped ground material and airtightly connected to the base layer to produce a vacuum-tight space.

Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist der relativ hohe Konstruktions- und damit auch Kostenaufwand.A disadvantage of these known methods and devices is the relatively high construction and thus cost.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mittels derer auf einfache und kostengünstige Weise die Konzentration von flüchtigen Inhaltsstoffen verhältnismäßig schnell reduziert werden kann.The object of the present invention is to provide a method and a device of the type mentioned above, by means of which in a simple and inexpensive manner, the concentration of volatile ingredients can be reduced relatively quickly.

Die Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im geschlossenen Raum auch während der Belüftung ein Unterdruck erzeugt wird oder die Schritte der Unterdruckerzeugung und der Belüftung wechselweise durchgeführt werden.The object is achieved in the method of the type mentioned in that in the closed space during the ventilation, a negative pressure is generated or the steps of the vacuum generation and ventilation are carried out alternately.

Die Aufgabe wird des weiteren bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein verschließbarer, im geschlossenen Zustand im wesentlichen unterdruckdichter Raum zum Einschließen von zu reinigendem Bodenmaterial, eine mit dem geschlossenen Raum verbundene Pumpe zum Erzeugen eines Unterdruckes in dem Raum, eine Vorrichtung zum Belüften des geschlossenen Raumes und ein Vorraum, welcher zwischen dem aus dem Raum herausführenden freien Ende einer Saugleitung und dem Bodenmaterial angeordnet ist, vorgesehen sind.The object is further achieved in the device of the type mentioned above in that a closable, in the closed state substantially vacuum-tight space for enclosing to be cleaned soil material, connected to the closed space pump for generating a negative pressure in the room, a device for ventilating the closed space and an anteroom, which is arranged between the leading out of the space free end of a suction pipe and the soil material, are provided.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß nach Einschluß des zuvor ausgehobenen Bodenmaterials ein Unterdruck im unterdruckdichten Raum angelegt wird, bei dem die flüchtigen Inhaltsstoffe aufgrund ihres Dampfdrucks und/oder Siedepunkts aus dem Bodenmaterial freigesetzt und anschließend während der Belüftung im wesentlichen vollständig aus dem Raum ausgetragen werden. Auf diese Weise können auch in der Bodenfeuchte gelöste oder als azeotropes Gemisch vorliegende Inhaltsstoffe, insbesondere Kohlenwasserstoffe, in die Gasphase überführt und zum Teil schon durch den Pumpvorgang aus dem geschlossenen Raum ausgetragen werden. Der überwiegende Teil der noch im geschlossenen Raum vorhandenen gasförmigen Inhaltsstoffe wird bei der nachfolgenden Belüftung hinausgeleitet. Zurück bleibt das von einem großen Teil seiner flüchtigen Inhaltsstoffe gereinigte Bodenmaterial. Durch wiederholtes Ausführen dieser Verfahrensschritte kann das Bodenmaterial nach und nach von seinen flüchtigen Inhaltsstoffen im wesentlichen befreit werden. Außerdem wird die Reinigungswirkung noch dadurch erhöht, dass erfindungsgemäß ein Unterdruck auch während der Belüftung des geschlossenen Raumes aufrechterhalten wird, um einen gerichteten Volumenstrom zum Austragen der flüchtigen Inhaltsstoffe zu erhalten, indem die eingelassene Luft den mit den flüchtigen Inhaltsstoffen angereicherten Innenraum durchströmt und diese aufgrund der Sogwirkung mit zu einer den Unterdruck erzeugenden Pumpe nimmt, oder alternativ der geschlossene Raum wechselweise einem Unterdruck ausgesetzt sowie belüftet wird. The advantages of the invention are, in particular, that after inclusion of the previously excavated soil material, a negative pressure in the vacuum-tight space is created in which releases the volatile ingredients due to their vapor pressure and / or boiling point from the soil material and then during the ventilation substantially completely out of the room be discharged. In this way, dissolved in the soil moisture or present as an azeotrope mixture ingredients, in particular hydrocarbons, transferred to the gas phase and be discharged in part already by the pumping process from the closed space. The majority of the gaseous ingredients still present in the closed space is led out during the subsequent ventilation. What remains is the soil material, which has been purified by a large part of its volatile constituents. By repeatedly performing these process steps, the soil material can be gradually freed from its volatile ingredients substantially. In addition, the cleaning effect is further increased by the fact that according to the invention, a negative pressure is maintained even during the ventilation of the closed space to obtain a directed volume flow for discharging the volatile ingredients by the intake air flows through the enriched with the volatile ingredients interior and this due to the Suction effect with a negative pressure generating pump takes, or alternatively the closed space is alternately subjected to a negative pressure and vented.

Um ein Ansaugen von Bodenmaterial durch die Pumpe und somit eine die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung beeinträchtigende Verstopfungsgefahr zu verhindern, weist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der geschlossene Raum einen Vorraum auf, welcher zwischen dem Bodenmaterial und dem aus dem Raum herausführenden freien Ende der Saugvorrichtung, beispielsweise einer Saugleitung, angeordnet ist. Hierdurch wird ein weitgehend störungsfreier Betrieb der Pumpe mit über die Zeit gleichmäßig großen Fördermengen möglich.In order to prevent suction of soil material by the pump and thus the functioning of the device obstructive blockage, in the inventive device, the closed space on an anteroom which between the soil material and leading out of the space free end of the suction device, such as a suction line , is arranged. As a result, a largely trouble-free operation of the pump with over the time evenly large flow rates possible.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Unterdruck in dem Raum bei Nichtbelüftung 500 bis 800 hPa beträgt. Dieser Unterdruck ist ausreichend, um viele kritische Kohlenwasserstoffe von der festen oder auch z. T. flüssigen Phase in die Gasphase zu überführen. Zudem ist der Energieverbrauch im Pumpenbetrieb bei diesen Unterdrücken relativ gering, was einer weiteren Kostenreduktion entgegenkommt.It has proved to be advantageous if the negative pressure in the room during non-aeration is 500 to 800 hPa. This negative pressure is sufficient to many critical hydrocarbons from the solid or z. T. liquid phase into the gas phase. In addition, the energy consumption in pump operation at these suppression is relatively low, which accommodates a further cost reduction.

Besonders vorteilhaft wird der geschlossene Raum im Anschluß an die Überführung der flüchtigen Inhaltsstoffe in die Gasphase stoßweise belüftet, da auf diese Weise auch lediglich noch schwach an den festen Bodenbestandteilen adsorbierte Inhaltsstoffe einen genügend großen Impuls erfahren, um in die Gasphase überführt und aus dem geschlossenen Behälter ausgetragen werden zu können.Particularly advantageously, the closed space is aerated intermittently following the transfer of the volatile ingredients in the gas phase, as in this way even only weakly adsorbed on the solid soil components ingredients experience a sufficiently large impulse, transferred to the gas phase and from the closed container be discharged.

Zur gerichteten Belüftung ist zweckmäßigerweise eine von außen in den geschlossenen Raum hineinführende Belüftungsleitung vorgesehen, welche vorzugsweise im Bodenmaterial verlegt ist Mittels dieser Anordnung werden Inhaltstoffe aus dem Bodenmaterial entfernt, die sich zwar schon im gasförmigen Zustand befinden, sich aber noch in tieferen Bodenschichten aufhalten und Gefahr laufen, wieder adsorbiert zu werden.For directed ventilation a venting line leading from the outside into the closed space is expediently provided, which is preferably laid in the floor material. By means of this arrangement, contents are removed from the floor material, which are already in the gaseous state but are still in deeper soil layers and danger to be adsorbed again.

In der Belüftungsleitung ist bevorzugt ein Absperrventil angeordnet, um den Belüftungsstrom zu regulieren. Das Absperrventil ist beispielsweise elektronisch und über einen Computer steuerbar, so daß der geschlossene Raum gezielt zu bestimmten Zeiten belüftet werden kann.In the vent line a shut-off valve is preferably arranged to regulate the ventilation flow. The shut-off valve is, for example, electronically and controllable by a computer, so that the closed space can be specifically ventilated at certain times.

Die im Bodenmaterial verlegte Belüftungsleitung ist zumindest abschnittsweise perforiert, um ein möglichst großes Bodenvolumen belüften zu können. Zu diesem Zweck weist die Belüftungsleitung zudem mehrere im Bodenmaterial verlegbare Seitenarme auf, um das Bodenmaterial weitgehend gleichmäßig belüften zu können. Vorzugsweise sind die Seitenarme über ihre gesamte Länge perforiert.The laid in the soil material venting line is at least partially perforated in order to ventilate the largest possible floor volume can. For this purpose, the ventilation line also has several displaceable in the soil material side arms in order to ventilate the soil material largely uniform can. Preferably, the side arms are perforated over their entire length.

Die aus dem geschlossenen Raum ausgetragenen Inhaltsstoffe werden bevorzugt in einem Wasserabscheider abgeschieden und das Kondenswasser beispielsweise einem Speicherbehälter zur entsprechenden Analyse zugeführt. Zusätzlich oder alternativ wird der Luftstrom mitsamt der darin enthaltenen Inhaltsstoffe zu einem Abgasfilter geleitet, der vorzugsweise Aktivkohle enthält. Durch diese Abscheide- bzw. Filtermaßnahmen wird die Emission von Schadstoffen an die Umgebung auf ein Mindestmaß begrenzt. Zudem können das abgeschiedene Kondenswasser bzw. die im Filter adsorbierten Stoffe auf einfache Weise in bestimmten Intervallen oder am Ende des Prozesses auf die Effizienz der Dekontaminierung untersucht werden. Daneben bietet es sich an, auch das an die Umgebung abzugebende Gas auf den Gehalt an Schadstoffen zu untersuchen.The discharged from the closed space ingredients are preferably deposited in a water and the condensate, for example, a storage container for appropriate analysis supplied. Additionally or alternatively, the air flow, together with the ingredients contained therein, is conducted to an exhaust gas filter, which preferably contains activated carbon. By means of these separation or filtering measures, the emission of pollutants to the environment is kept to a minimum. In addition, the separated condensate or the adsorbed in the filter materials can be easily examined at certain intervals or at the end of the process on the efficiency of decontamination. In addition, it makes sense to also examine the gas to be released to the environment on the content of pollutants.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine Probeentnahmestelle am geschlossenen Raum vorgesehen, über die es möglich ist, von außen auf Bodenproben zuzugreifen. Somit sind auch während des Prozesses sukzessive Bodenproben entnehmbar, welche auf den oder die entsprechenden Schadstoffe hin untersucht werden können. Um auch bei inhomogenem Bodenmaterial eine Übersicht der Schadstoffverteilung zu erhalten, sind bevorzugt mehrere Probeentnahmestellen vorgesehen.In a particularly preferred embodiment, at least one sampling point is provided at the closed space, via which it is possible to access soil samples from outside. Thus, even during the process successive soil samples can be removed, which can be examined for the corresponding pollutants or out. In order to obtain an overview of the pollutant distribution even with inhomogeneous soil material, preferably several sampling points are provided.

Einer Homogenisierung des Bodenmaterials kommt es zugute, wenn eine Durchmischungsvorrichtung in dem geschlossenen Raum vorgesehen ist, welche beispielsweise von einer um eine ortsfeste Achse rotierbaren Schnecke oder einem den Raum durchlaufenden Mischer – z. B. einem Molch – gebildet ist. Weiterhin wird durch die Durchmischung die Oberfläche des Bodenmaterials und somit die Verdampfungsoberfläche für die flüchtigen Inhaltsstoffe vergrößert. Außerdem sind eventuell zugesetzte Zuschlagstoffe gleichmäßig im Bodenmaterial verteilbar, welche die Desorption der Inhaltsstoffe fördern. Diese Zuschlagstoffe können beispielsweise spezielle Mikroorganismen sowie von diesen benötigte Mineral- bzw. Nährstoffe sein. Homogenization of the soil material is advantageous when a mixing device is provided in the closed space, which is, for example, a screw rotatable about a fixed axis or a mixer passing through the space -. B. a pig - is formed. Furthermore, the mixing increases the surface of the soil material and thus the evaporation surface for the volatile ingredients. In addition, any added aggregates are evenly distributed in the soil material, which promote the desorption of the ingredients. These additives can be, for example, special microorganisms and minerals or nutrients required by them.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der verschließbare Raum von einer flexiblen Folie gebildet. Hierbei wird das Bodenmaterial auf die ausgebreitete Folie aufgehäuft und die Belüftungsleitung mit ihren ggf. mehreren Seitenarmen im Bodenmaterial verlegt. Des weiteren wird mindestens eine an eine Pumpe angeschlossene Saugleitung installiert und anschließend die Folie unter Einschluß des Bodenmaterials verschlossen, beispielsweise versiegelt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Folie aufgrund ihrer Flexibilität vielseitig einsetzbar ist. So kann beispielsweise das von der Folie eingeschlossene Volumen den gegebenen Erfordernissen angepaßt werden. Zusätzlich können unterschiedliche Raumformen realisiert werden, um an verschiedene Gegebenheiten vor Ort angepaßt zu werden. Zudem kann die Folie im zusammengelegten Zustand schnell und kostengünstig zum Einsatzort transportiert werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the closable space is formed by a flexible film. Here, the soil material is piled on the spread film and laid the ventilation duct with their possibly more side arms in the soil material. Furthermore, at least one suction pipe connected to a pump is installed, and then the film is sealed, including sealed, with the inclusion of the soil material. This embodiment has the advantage that the film is versatile because of its flexibility. For example, the volume enclosed by the film can be adapted to the given requirements. In addition, different spatial forms can be realized in order to be adapted to different local conditions. In addition, the film can be transported in the collapsed state quickly and inexpensively to the place of use.

Alternativ ist der verschließbare Raum als im wesentlichen starrer Hohlkörper ausgebildet, welcher die unterschiedlichsten Formen und Größen aufweisen kann.Alternatively, the closable space is designed as a substantially rigid hollow body, which may have a wide variety of shapes and sizes.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hohlkörper drehbar, um eine Auflokerung und damit Oberflächenvergrößerung des Bodenmaterials zu erzielen. Auf diese Weise werden Inhaltsstoffe in vermehrtem Maße der gasförmigen Phase ausgesetzt und ggf. in diese überführt. Zusätzlich oder alternativ zu einer Rotation des Hohlkörpers kann eine Durchmischungsvorrichtung innerhalb des Hohlkörpers vorgesehen sein, welche das Bodenmaterial auflockert und homogenisiert.In a preferred embodiment, the hollow body is rotatable to achieve a Auflokerung and thus surface enlargement of the soil material. In this way, ingredients are increasingly exposed to the gaseous phase and possibly converted into this. Additionally or alternatively to a rotation of the hollow body, a mixing device may be provided within the hollow body, which loosens and homogenizes the soil material.

Zur Unterstützung des Desorptionsprozesses ist des weiteren eine Heizvorrichtung in dem geschlossenen Raum installierbar, welche die Überführung der flüchtigen Inhaltsstoffe in die Gasphase zusätzlich begünstigt.To assist the desorption process, a heating device can also be installed in the closed space, which additionally promotes the transfer of the volatile constituents into the gas phase.

Weitere vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind im übrigen durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.Further advantageous embodiments and further developments are characterized by the features of the dependent claims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer mit zu reinigendem Bodenmaterial gefüllten und verschlossenen Folie mit Belüftungs- und Absaugvorrichtung; und 1 a schematic representation of a filled with soil material to be cleaned and sealed film with ventilation and suction device; and

2 die Vorrichtung der 1 bei Belüftung des Folieninnenraumes. 2 the device of 1 with ventilation of the film interior.

In der schematischen Darstellung der 1 ist auf einer im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Folie 2 zu reinigendes Bodenmaterial 12 aufgehäuft, welches beispielsweise mit flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen dekontaminiert ist. Die entsprechend dicke und belastbare Folie 2 ist gegenüber den Kohlenwasserstoffen resistent und derart versiegelt, daß der eingeschlossene Raum im wesentlichen unterdruckdicht ist. An einer Längsseite der Folie (in 1 die obere Längsseite) führt eine Saugleitung 17 hinaus, die an eine Pumpe 18 angeschlossen ist. Des weiteren ist eine Belüftungsleitung 4 in den Folieninnenraum hineingeführt, welche dort im Bodenmaterial 12 verlegt ist.In the schematic representation of 1 is on a cross-sectionally substantially rectangular film 2 to be cleaned soil material 12 piled up, which is decontaminated, for example, with volatile organic hydrocarbons. The correspondingly thick and durable film 2 is resistant to the hydrocarbons and sealed so that the trapped space is substantially vacuum tight. On one longitudinal side of the film (in 1 the upper longitudinal side) leads a suction line 17 out to a pump 18 connected. Furthermore, there is a ventilation duct 4 led into the film interior, which there in the soil material 12 is relocated.

Alternativ zu einer Folie kann beispielsweise auch ein starrer, z. B. im Querschnitt rechteckförmiger Behälter verwendet werden, dessen schematische Darstellung im wesentlichen derjenigen der 1 und 2 gleicht.As an alternative to a film, for example, a rigid, z. B. rectangular in cross-section container can be used, the schematic representation of which substantially the 1 and 2 like.

In der Belüftungsleitung 4 ist ein Absperrventil 10 angeordnet, mittels welchem der Belüftungsstrom in den Folieninnenraum regulierbar ist. Das Absperrventil 10 ist computergesteuert und/oder manuell betätigbar. Der im Bodenmaterial 12 verlegte Abschnitt der Belüftungsleitung 4 weist eine Hauptleitung 5 und senkrecht von der Hauptleitung 5 abzweigende, paarweise sich gegenüberliegende Seitenarme 6 auf, welche über ihre gesamte Länge Perforationen 8 aufweisen.In the ventilation line 4 is a shut-off valve 10 arranged, by means of which the ventilation flow is adjustable in the film interior. The shut-off valve 10 is computer controlled and / or manually operated. The in the soil material 12 laid section of the ventilation line 4 has a main line 5 and perpendicular to the main line 5 branching, in pairs opposite arms 6 on which perforations over their entire length 8th exhibit.

Zwischen dem Bodenmaterial 12 und der aus dem Folieninnenraum herausführenden Saugleitung 17 ist ein bodenfreier Vorraum 3 vorgesehen, der ein Ansaugen von Bodenmaterial 12 über die Saugleitung 17 verhindern soll.Between the soil material 12 and the leading out of the film interior suction line 17 is a floor-free vestibule 3 provided, a suction of soil material 12 over the suction line 17 should prevent.

Stromabwärts der aus dem Folieninnenraum herausführenden Saugleitung 17 ist vor der Pumpe 18 ein Wasserabscheider 14 angeordnet, welcher über eine Leitung 15 mit einem Speicherbehältnis 16 verbunden ist. Von der Pumpe 18 führt eine Leitung 19 zu einem Abgasfilter 20, der wiederum über eine Leitung 21 mit einer Meßstation 22 verbunden ist. Von der Meßstation 22 führt eine Emissionsleitung 23 in den Außenraum.Downstream of the leading out of the film interior suction line 17 is in front of the pump 18 a water separator 14 arranged, which via a line 15 with a storage container 16 connected is. From the pump 18 leads a line 19 to an exhaust filter 20 who in turn has a line 21 with a measuring station 22 connected is. From the measuring station 22 leads an emission line 23 in the outside space.

Entlang der Längsseite des von der Folie 2 eingeschlossenen Raumes, aus welcher auch die Saugleitung 17 herausführt, sind in vorgegebenen Abständen verschließbare Probeentnahmestellen 24 vorgesehen, um über diese Bodenproben entnehmen zu können, ohne die Folie 2 zu zerstören.Along the long side of the film 2 enclosed space, from which also the suction line 17 lead out are, at predetermined intervals lockable sampling points 24 provided to be able to extract these soil samples without the foil 2 to destroy.

Nachfolgend wird die Installation sowie der Betrieb der Vorrichtung beschrieben.The installation and the operation of the device will be described below.

In der Vorbereitungsphase wird die Folie 2 im wesentlichen flächig ausgebreitet und das schadstoffbelastete Bodenmaterial 12 mit Hilfe geeigneter Hubmittel auf der Folie 2 aufgehäuft. Während dieser Phase wird auch die Belüftungsleitung 4 im Bodenmaterial 12 verlegt, so daß diese im wesentlichen gänzlich von dem Bodenmaterial 12 bedeckt ist. Zudem ist darauf zu achten, daß die Belüftungsleitung 4 einen möglichst großen Abstand von der aus dem Folieninnenraum herausführenden Saugleitung 17 sowie dem bodenfreien Vorraum 3 besitzt. Gleichsam ist dafür zu sorgen, daß die Seitenarme 6 der Belüftungsleitung 4 möglichst gleichmäßig im Bodenmaterial 12 verteilt sind. Diese Maßnahmen gewährleisten eine im wesentlichen gleichmäßige erzwungene Durchströmung des Bodenmaterials 12.In the preparation phase, the film is 2 spread substantially flat and polluted soil material 12 with the help of suitable lifting means on the foil 2 piled up. During this phase is also the ventilation line 4 in the soil material 12 laid, so that this substantially entirely of the soil material 12 is covered. In addition, make sure that the ventilation line 4 the largest possible distance from the leading out of the film interior suction line 17 as well as the floor-free vestibule 3 has. Likewise, it should be ensured that the side arms 6 the ventilation line 4 as evenly as possible in the soil material 12 are distributed. These measures ensure a substantially uniform forced flow through the soil material 12 ,

Nach Verlegen der Belüftungsleitung 4 sowie Aufhäufen des Bodenmaterials 12 wird die Saugleitung 17 installiert. Anschließend kann die Folie 2 versiegelt werden, wobei darauf zu achten ist, daß der Vorraum 3 einen hinreichenden Abstand zwischen dem Bodenmaterial 12 und der aus dem Raum herausführenden Saugleitung 17 gewährleistet.After laying the ventilation line 4 and accumulation of soil material 12 becomes the suction line 17 Installed. Subsequently, the film can 2 be sure to pay attention that the anteroom 3 a sufficient distance between the soil material 12 and the suction line leading out of the room 17 guaranteed.

In einem ersten Schritt wird bei geschlossenem Absperrventil 10 die Pumpe 18 eingeschaltet und ein Unterdruck im Folieninnenraum durch Absaugen über die Saugleitung 17 erzeugt. Aufgrund der hierdurch erzeugten Ungleichgewichtsverteilung der im festen bzw. flüssigen Bodenmaterial sowie in Gasphase befindlichen Inhaltsstoffe verdampft ein Teil dieser Inhaltsstoffe, d. h. geht in die Gasphase über und wird zum Teil über die Saugleitung 17 abgesaugt. Zur Unterstützung des Austragens der Inhaltsstoffe aus dem Folieninnenraum wird das Absperrventil 10 geöffnet, wodurch Luft von außen durch die Belüftungsleitung 4 in dessen Seitenarme 6 gelangt (s. gerade Pfeile A in 2) und diese über die Perforationen 8 verläßt. Anschließend durchströmt die Luft das Bodenmaterial 12 und nimmt aufgrund der Sogwirkung schon in der Gasphase befindliche Inhaltsstoffe mit (s. geschlängelte Pfeile B in 2). Aber auch noch schwach am Bodenmaterial adsorptiv gebundene Inhaltsstoffe werden ggf. mitgenommen. Nach Durchströmen des Vorraums 3 gelangt die Luft mitsamt den flüchtigen Inhaltsstoffen in die Saugleitung 17 und nachfolgend in den Wasserabscheider 14 (s. gerade Pfeile in 2). Das Kondenswasser mit abgeschiedenen Inhaltsstoffen wird über die Leitung 15 zum Speicherbehälter 16 geleitet und dort analysiert und ggf. verwertet.In a first step, when the shut-off valve is closed 10 the pump 18 switched on and a negative pressure in the film interior by suction through the suction line 17 generated. Due to the thus generated imbalance distribution of the solid or liquid soil material as well as in the gas phase contents evaporates some of these ingredients, ie passes into the gas phase and is partly on the suction line 17 aspirated. To support the discharge of the ingredients from the film interior is the shut-off valve 10 open, allowing air from the outside through the ventilation duct 4 in its side arms 6 (see arrows A in 2 ) and these over the perforations 8th leaves. Then the air flows through the soil material 12 and, due to the suction effect, already contains components that are already in the gas phase (see tortuous arrows B in FIG 2 ). But also weakly adsorptively bound to the soil material ingredients are possibly taken. After flowing through the vestibule 3 the air and the volatile ingredients enter the suction line 17 and subsequently into the water separator 14 (see straight arrows in 2 ). The condensate with deposited ingredients is over the line 15 to the storage tank 16 managed and analyzed there and possibly recycled.

Die nicht im Wasserabscheider 14 extrahierten Inhaltsstoffe gelangen nach Passieren der Pumpe 18 zum Abgasfilter 20, der beispielsweise als Aktivkohlefilter ausgebildet ist. Das den Abgasfilter 20 verlassende Gas wird in der Meßstation 22 auf die noch verbliebenen Schadstoffe untersucht und anschließend an die Umgebung abgegeben. Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Konzentration der am Filtermaterial adsorbierten Schadstoffe zu analysieren. Hierdurch kann auch die Tauglichkeit des Abluftfilters 20 für einen weiteren Einsatz bestimmt werden.Not in the water separator 14 extracted ingredients pass after passing the pump 18 to the exhaust filter 20 , which is designed for example as an activated carbon filter. That the exhaust filter 20 leaving gas is in the measuring station 22 examined for the remaining pollutants and then released to the environment. Furthermore, it is possible to analyze the concentration of the adsorbed on the filter material pollutants. This also allows the suitability of the exhaust filter 20 be determined for another use.

Durch wiederholte Kontrolle der über die Probeentnahmestellen 24 entnommenen Bodenproben kann der zeitliche Verlauf der Dekontaminierungsmaßnahme ermittelt werden. Aus diesen Ergebnissen wird dann das Ende der Sanierungsmaßnahme bestimmt.By repeatedly checking the over the sampling points 24 taken soil samples, the time course of the decontamination measure can be determined. From these results, the end of the remedial measure is determined.

In Versuchen hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt mit Inhaltsstoffen durchführbar ist, die einen Dampfdruck größer oder gleich 6 hPa bei 20°C sowie einen Siedepunkt von unterhalb 220°C aufweisen. Nach bisherigen Erkenntnissen lassen sich zudem Böden mit einer Belastung von mehr als 1000 mg/kg, z. B. BTEX oder LCKW, problemlos behandeln. Des weiteren wurde das Verfahren an unterschiedlichen Bodentypen mit Erfolg getestet. Hierbei bestimmt die vorliegende Bodenmatrix und der zu entfernende Schadstoff die notwendige Behandlungsdauer. So wurde beispielsweise die Konzentration von 200 mg Perchlorethen/kg in einem schluffigen Feinsand innerhalb einer nur fünftägigen Behandlungsdauer auf eine Konzentration von unterhalb 1 mg/kg gesenkt. Eine noch kürzere Behandlungsdauer von lediglich einem Tag reichte aus, um in einem Mittelsand die Konzentration von 100 mg Toluol/kg um 95% zu reduzieren.Experiments have shown that the inventive method is preferably carried out with ingredients having a vapor pressure greater than or equal to 6 hPa at 20 ° C and a boiling point of below 220 ° C. According to previous findings can also be grounds with a burden of more than 1000 mg / kg, z. B. BTEX or CHC, treat easily. Furthermore, the method was successfully tested on different soil types. Here, the present soil matrix and the pollutant to be removed determines the necessary duration of treatment. For example, the concentration of 200 mg perchlorethylene / kg in a silty fine sand was reduced to a concentration below 1 mg / kg within a treatment time of only five days. An even shorter treatment time of just one day was enough to reduce the concentration of 100 mg toluene / kg in a medium sand by 95%.

Claims

Method for reducing volatile constituents in soil material, in which the soil material ( 12 ) is enclosed in a substantially vacuum-tight space, the space is exposed to such a negative pressure that volatile ingredients from the soil material ( 12 ), and the space is ventilated at intervals so that the released ingredients are discharged from the room, characterized in that in the closed space during the ventilation, a negative pressure is generated or the steps of the vacuum generation and the ventilation are carried out alternately.

A method according to claim 1, characterized in that a negative pressure of 500-800 hPa is set in the non-ventilated space.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the closed space is ventilated jerky.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the contents discharged from the closed space are added to a water separator ( 14 ) and / or an exhaust filter ( 20 ), in particular an activated carbon filter.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that soil samples for control purposes are taken out of the room continuously or at intervals.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the soil material ( 12 ) on a flexible film ( 2 ), at least one ventilation duct ( 4 ) in the soil material ( 12 ) and at least one to a pump ( 18 ) connected suction line ( 17 ) is installed and then the film is sealed, including the soil material.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the soil material ( 12 ) is mixed continuously or temporarily in the closed space.

Apparatus for reducing volatile constituents in soils and, in particular, for carrying out the process according to at least one of the preceding claims, characterized by a closable, substantially closed space in the closed state for enclosing soil material to be cleaned ( 12 ), a pump connected to the closed space ( 18 ) for generating a negative pressure in the room, a device for ventilating the closed space and an anteroom ( 3 ), which between the leading out of the space free end of a suction line ( 17 ) and the soil material ( 12 ) is arranged.

Apparatus according to claim 8, characterized by at least one from the outside into the closed space in leading and in the soil material ( 12 ) adjustable ventilation duct ( 4 ) and one in the ventilation line ( 4 ) arranged shut-off valve ( 10 ) for regulating the ventilation flow through the ventilation duct ( 4 ).

Apparatus according to claim 9, characterized in that in the soil material ( 12 ) laid ventilation line ( 4 ) is perforated at least in sections.

Device according to one of claims 9 or 10, characterized in that the ventilation line ( 4 ) several in the soil material ( 12 ) relocatable side arms ( 6 ) for substantially uniform ventilation of the soil material ( 12 ) having.

Device according to at least one of claims 8 to 11, characterized by a with the suction pump ( 18 ), in particular via a suction line ( 17 ), connected water separators ( 14 ) and / or an exhaust filter ( 20 ), in particular an activated carbon filter, for the separation of the discharged from the closed space ingredients from the gas phase.

Device according to at least one of claims 8 to 12, characterized by at least one sampling point ( 24 ) by means of which external soil samples can be accessed in the closed space.

Device according to at least one of claims 8 to 13, characterized by a mixing device in the closed space for continuous or temporary mixing of the soil material ( 12 ).

Device according to at least one of claims 8 to 14, characterized in that the lockable space of a flexible film ( 2 ) is formed.

Device according to at least one of claims 8 to 14, characterized in that the closable space is formed by a substantially rigid hollow body.

Device according to at least one of claims 8 to 16, characterized by a heating device installed in the closed space.