DE3738704C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Dekontaminierung von durch chemische Schadstoffe kontaminierter, ausgehobener und danach zerkleinerter sowie gegebenenfalls vorgetrockneter Bodenmasse.

Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (DE 37 06 684), wird die Bodenmasse mit den Schadstoffen in einem Wärmebehandlungsapparat in Form eines Drehrohrofens und einem lediglich aus der Absaugung entstehender Gase und Dämpfe resultierenden Unterdruck erwärmt. Die freiwerdenden Gase und Dämpfe werden in einem über eine Überführungsleitung nachgeschalteten, als Wärmetauscher ausgeführten Kondensator kondensiert sowie aus diesem abgezogen. Diese bekannten Maßnahmen sind in apparativer Hinsicht aufwendig und in verfahrenstechnischer Hinsicht von der störenden Tatsache beeinträchtigt, daß die entstehenden Gase und Dämpfe auf ihrem Weg zum Kondensator in der Überführungsleitung unkontrollierten Temperatureinflüssen ausgesetzt sind, die zu unerwünschten Effekten führen können. Insbesondere kann in der Überführungsleitung entstehendes Kondensat in den Wärmebehandlungsapparat partialdruckbeeinflussend zurücklaufen.

Beim Entfernen von Erdöl, Wasser und anderen verdampfbaren Flüssigkeiten aus Bohrlochschlamm, Schlamm aus Öltanks sowie bei ähnlichen Ausgangsstoffgemischen ist es bekannt (DE 35 35 199), mit besonderen Verdampfern, sogenannten Reibungsverdampfern, zu arbeiten, die eine Reibungszerkleinerung des Ausgangsstoffgemisches bewirken, um die Voraussetzungen für eine wirksame Verdampfung der verdampfbaren Bestandteile zu erreichen.

In der Praxis sind bisher die kontaminierten Bodenmassen hauptsächlich durch Ausbrennen dekontaminiert worden. Im Rahmen der insoweit bekannten Maßnahmen (vgl. "Sanierung kontaminierter Standorte 1986" aus "Abfallwirtschaft" in Forschung und Praxis", Band 18, 1987, S. 72, 73) wird die zerkleinerte Bodenmasse unter Normaldruck der Wärmebehandlung unterworfen, und zwar in einem Drehrohrofen bei Temperaturen bis zu 1 200°C ausgebrannt. Dabei werden die in der Bodenmasse enthaltenen Schadstoffe verbrannt und/oder thermisch abgebaut. Die Verbrennungs- und Abbauprodukte sind häufig ihrerseits Schadstoffe und führen Staub mit. Eine aufwendige Abluftreinigung muß daher angeschlossen werden. Das "Ausbrennen" zerstört außerdem die gesamte biologische Infrastruktur der Bodenmasse.

Der Erfindung liegt, ausgehend von den eingange beschriebenen Maßnahmen, die Aufgabe zugrunde, das Verfahren so zu führen, daß es verfahrenstechnisch einfach und ohne störende Einflüsse durch Überführungsleitungen sowie auch apparativ einfach durchgerührt werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur thermischen Dekontaminierung von durch chemische Schadstoffe kontaminierter, ausgehobener und danach zerkleinerter sowie gegebenenfalls vorgetrockneter Bodenmasse, wobei

• - die Bodenmasse bei Unterdruck in einem Wärmebehandlungsapparat beheizt wird und dabei die Schadstoffe verdampft werden,
• - die Außenwand des Wärmebehandlungsapparates gekühlt wird und die an der Außenwand des Wärmebehandlungsapparates kondensierten Schadstoffe abgezogen und danach unwirksam gemacht werden.

Bei dem Verfahren wird man mit einem möglichst hohen Vakuum, z. B. mit einem absoluten Druck oder "Vakuum" von 50 bis 100 mbar, oder auch niedriger, arbeiten. Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die chemischen Schadstoffe, durch welche die Bodenmasse früherer Industriestandorte (insbesondere die Bodenmasse unter früheren Kokereien, Gießereien und chemischen Betrieben) kontaminiert ist, abdestilliert werden kann und führt durch Unterdruck das Abdestillieren so, daß mit extrem niedrigen Temperaturen gearbeitet werden kann. Die verdampften Schadstoffe werden kondensiert. Das Kondensat oder Destillat kann chemisch oder physikalisch auf einfache Weise in unschädliche Substanzen umgewandelt werden. Die biologische Infrastruktur des Bodens wird geschont. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren so gearbeitet werden kann, daß praktisch kein Staub entsteht.

Kontaminierte Bodenmasse enthält häufig Benzol, Toluol, Benzonitril, Naphthalin, Chinolin, Biphenyl, Diphenyläther, Hexachlorbenzol und andere organische Schadstoffe. Aus den folgenden Tabellen entnimmt man die Verdampfungstemperaturen in Grad Celsius bei dem angegebenen Druck in Millibar.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben, die besonders einfach aufgebaut ist und besonders betriebssicher arbeitet. Insoweit geht die Erfindung aus von einer Anlage mit Aufbereitungsaggregat für die zu behandelnde Bodenmasse, Eintrageinrichtung, Wärmebehandlungsapparat, Austrageinrichtung und gegebenenfalls Wärmerückgewinnungseinrichtung, wobei die zurückgewonnene Wärme in die Anlage wieder einführbar ist. Während bei der bekannten Anlage der Wärmebehandlungsapparat aus einem oder mehreren Drehrohröfen besteht, ist die erfindungsgemäße Anlage dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungsapparat eine Unterdruckkammer mit zumindest einer Vakuumpumpe, einen kontinuierlichen Förderer für die zu behandelnde Bodenmasse und einen Kondensator aufweist, wobei der kontinuierliche Förderer an die Eintrageinrichtung sowie an die Austrageinrichtung angeschlossen ist und die Eintrageinrichtung sowie die Austrageinrichtung Unterdruckschleusen aufweisen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die Wärmebehandlungskammer aus einer Destillierkolonne und einem Wendelförderer, wobei die Destillierkolonne einen Kühlmantel als Kondensator und einen Kondensatsumpf sowie der Wendelförderer eine Beheizungseinrichtung aufweisen, während an den Kopf der Destillierkolonne die Vakuumpumpe angeschlossen ist, deren Abluft über einen Abluftkondensator geführt ist. Es versteht sich, daß man den Kühlmantel im allgemeinen mit Wasser kühlen wird. Dieses kann über eine Kühlanlage geleitet werden. Bei der erfindungsgemäßen Anlage empfiehlt es sich, die Unterdruckschleusen an zumindest eine Vakuumpumpe anzuschließen und deren Abluft ebenfalls dem Abluftkondensator zuzuführen. Nach bevorzugter Ausführungsform ist der Wendelförderer als Aufwärtsförderer mit Vibrationsantrieb ausgebildet und ist die Beheizungseinrichtung in die Wendel eingebaut.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Anlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zu der Anlage gehört ein Aufbereitungsaggregat für die zu behandelnde Bodenmasse, eine Eintrageinrichtung 1, ein Wärmebehandlungsapparat 2, eine Austrageinrichtung 3 und eine Wärmerückgewinnungseinrichtung 4. Das Aufbereitungsaggregat ist nicht dargestellt worden. Es führt die erforderliche Zerkleinerung und gegebenenfalls auch eine Vorwärmung durch. Die aufbereitete Bodenmasse wird bei 5 zugeführt.

Der Wärmebehandlungsapparat 2 ist eine Unterdruckkammer mit zumindest einer Vakuumpumpe 6 und einem kontinuierlichen Förderer 7 für die zu behandelnde Bodenmasse. Der Wärmebehandlungsapparat 2 weist einen Kondensator 8 auf. Der kontinuierliche Förderer 7 ist an die Eintrageinrichtung 1 sowie an die Austrageinrichtung 3 angeschlossen, was durch Förderrohre 9 angedeutet ist. Die Eintrageinrichtung 1 sowie die Austrageinrichtung 3 weisen Unterdruckschleusen 10 auf.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht der Wärmebehandlungsapparat 2 aus einer Destillierkolonne und einem Wendelförderer als kontinuierlicher Förderer 7. Die Destillierkanone besitzt einen Kühlmantel 8 als Kondensator und einen Kondensatsumpf 11. Der Wendelförderer 7 besitzt eine Beheizeinrichtung. Der Kühlmantel 8 wird mit Wasser gekühlt, welches über entsprechende Leitungen 12 zugeführt und über einen Wasserrückkühler 13 geführt wird. An den Kopf der Destillierkolonne ist die Vakuumpumpe 6 angeschlossen. Die Abluft wird über einen Abluftkondensator 14 geführt. Auch die Unterdruckschleusen 10 sind an eine Vakuumpumpe 6 angeschlossen und deren Abluft wird ebenfalls dem Abluftkondensator 14 zugeführt. Der Wendelförderer 7 ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ein Aufwärtsförderer mit Vibrationsantrieb 15. Die Beheizungseinrichtung ist in die Wendel eingebaut, wie in der Figur bei 16 angedeutet wurde.

Der Abluftkondensator 14 wird ebenfalls mit Wasser gekühlt und besitzt eine entsprechende Kühlschlange 17. Das Kondensat, welches aus dem Abluftkondensator 14 abläuft, gelangt in einen Kondensatsammelbehälter 18. Die aus dem Abluftkondensator 14 austretende Abluft wird in eine Thermoölheizeinrichtung 19 eingeführt, die entsprechende Brenner aufweist. Hier wird das Thermoöl auf die Temperatur gebracht, bei der die Wärmebehandlung der Bodenmasse durchgeführt wird. Das Heizöl wird, wie bereits beschrieben, dem kontinuierlichen Förderer 7 zugeführt. Es versteht sich, daß die Anlage mit den üblichen Ventilen, Schiebern und Pumpen ausgerüstet ist. Im Bedarfsfall kann die Abluft hinter der Thermoölheizeinrichtung 19 durch eine Nachverbrennungskammer 20 geführt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur thermischen Dekontaminierung von durch chemische Schadstoffe kontaminierter, ausgehobener und danach zerkleinerter sowie gegebenenfalls vorgetrockneter Bodenmasse, wobei

• - die Bodenmasse bei Unterdruck in einem Wärmebehandlungsapparat beheizt wird und dabei die Schadstoffe verdampft werden,
• - die Außenwand des Wärmebehandlungsapparates gekühlt wird und die an der Außenwand des Wärmebehandlungsapparates kondensierten Schadstoffe abgezogen und danach unwirksam gemacht werden.

2. Anlage für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, - mit Aufbereitungsaggregat für die zu behandelnde Bodenmasse, Eintrageinrichtung, Wärmebehandlungsapparat und Austrageinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungsapparat (2) eine Unterdruckkammer mit zumindest einer Vakuum-Pumpe (6), einen kontinuierlichen Förderer (7) für die zu behandelnde Bodenmasse und einen Kondensator (8) aufweist, wobei der kontinuierliche Förderer (7) an die Eintrageinrichtung (1) sowie an die Austrageinrichtung (3) angeschlossen ist, und daß die Eintrageinrichtung (1) sowie die Austrageinrichtung (3) Unterdruckschleusen (10) aufweisen.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungsapparat (2) aus einer Destillierkolonne und einem Wendelförderer (7) besteht, daß die Destillierkolonne einen Kühlmantel als Kondensator (8) und einen Kondensatsumpf (11) sowie der Wendelförderer (7) die Beheizeinrichtung (16) aufweisen und daß an den Kopf der Destillierkolonne die Vakuumpumpe (6) angeschlossen ist, deren Abluft über einen Abluftkondensator (14) geführt ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckschleusen (10) an zumindest eine Vakuumpumpe (6) angeschlossen sind und deren Abluft ebenfalls dem Abluftkondensator (14) zugeführt ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendelförderer (7) als Aufwärtsförderer mit Vibrationsantrieb (15) ausgebildet und die Beheizeinrichtung (16) in die Wendel des Wendelförderers (7) eingebaut ist.