DE3812986C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Ent­ fernung von Schwermetall- und insbesondere von Quecksilberverbin­ dungen aus kontaminierten Böden.

Es wurden bisher verschiedene Verfahren zur Reinigung von queck­ silberkontaminierten Böden empfohlen.

Beispielsweise können die Böden thermisch in verschiedenen Öfen geröstet werden, wobei das Quecksilber, das verdampft, in Konden­ satoren gewonnen wird, oder es ist möglich, in verschiedenen physikalisch-mechanischen Systemen die Quecksilberverbindungen aus dem Erdreich auszuwaschen. Keines der vorstehenden Verfahren führt jedoch aus energetischen bzw. umweltbelastenden Gründen zu zufriedenstellenden Ergebnissen.

Weiterhin sind auch chemische Reinigungsverfahren mit Säuren und Säuregemische bekannt. Siehe hierzu die Patentanmeldung DE-OS 37 03 922. Diese Reinigungsverfahren haben jedoch gravie­ rende Nachteile.

So stellt sich z.B. bei der Extraktion von Quecksilber aus dem Boden mit Säuren ein chemisches Gleichgewicht ein, das keine zufriedenstellende Reinigung, besonders bei hochkontaminierten Böden, ermöglicht.

Die zusätzliche Verwendung von organischen Komplexierungsmitteln wie Zitronensäure, Weinsäure, Ammoniumacetat, NTA oder EDTA, siehe hierzu W.H. Rulkens, J.W. Assink, Hazardous Materials Con­ trol Research Institute. Silver Spring, Md/USA, Management of Uncontrolled Hazardous Waste Sites, 1984, S. 576 bis 583, die laut obengenannter Literatur eine positive Wirkung auf die Lös­ lichkeit haben, sind für die Extraktion von Quecksilber nicht oder nur sehr beschränkt anwendbar.

Es ist bekannt, daß die meisten im Boden vorliegenden Quecksil­ berverbindungen nur mit starken Säuren in Lösung zu bringen sind. In diesem stark sauren Bereich werden aber auch die meisten komplexen Salze zersetzt, so daß sie sich auch nicht bilden können. Diese Nachteile werden durch das erfinderische Verfahren beseitigt. Das angewandte Extraktionsmittel löst die Quecksilber­ verbindungen und bringt sie in eine lösliche aber undissoziierte Form. Somit wird das chemische Gleichgewicht verschoben, was zu einer besseren Löslichkeit führt.

Das erfinderische Verfahren ist gekennzeichnet dadurch, daß der kontaminierte Boden mit einem im Kreislauf zirkulierenden Extrak­ tionsmittel dekontaminiert wird. Aufgrund der energiearmen Prozeßführung und des geringen Restgehaltes an Quecksilber im dekontaminierten Boden ist das Verfahren besonders empfehlens­ wert. Die bekannten Nachteile der bisher existierenden Verfahren werden damit wesentlich verbessert.

Der kontaminierte Boden wird in einem Gegenstromextraktor mit einem Extraktionsmittel gemischt. Das Extraktionsmittel nach Anspruch 1 ist ein Gemisch aus verdünnter Salpetersäure und Natriumchlorid. Das Massenverhältnis Extraktionsmittel/Boden be­ trägt, je nach dem Hg-Gehalt des Bodens, 3 bis 10.

Vor der Extraktion wird das Extraktionsmittel erwärmt, vornehm­ lich auf 50°-60°C. Nach der Extraktion werden die Phasen durch Filtration getrennt. Der dekontaminierte Boden wird mit Wasser gewaschen und getrocknet. Dem Extraktionsmittel werden nach dem Extraktionsvorgang die gelösten Schwermetall- und inbesondere Quecksilberverbindungen in einem Fällungsvorgang entzogen. Die Fällung erfolgt in einem Fällungsreaktor unter Zugabe von Fäl­ lungsmittel TMT 15 oder (NH₄)₂S. Dabei ist das Extraktionsmittel im geringen Unterschuß zu verwenden, da es nicht im Kreislauf verbleiben kann.

Nach der Fällung wird das Quecksilbersulfid zusammen mit den anderen Schwermetallsulfiden durch Filtration aus dem Kreislauf entfernt. Das nach der Filtration verbleidende Extraktionsmittel wird wieder in den Kreislauf zurückgeführt. Da durch die ver­ schiedenen Verfahrensgänge ein Verlust an Extraktionsmittel nicht zu vermeiden ist, wird laufend frisches Extraktionsmittel zudo­ siert.

Nach dem entwickelten Verfahren kann der Hg-Gehalt bei stark kontaminierten Böden von 500 mg/kg auf 1-25 mg/kg verringert werden Stärker kontaminierte Böden können auch nach diesem Ver­ fahren gereinigt werden. Die Konzentration des Extraktionsmittels und/oder das Massenverhältnis Extraktionsmittel/Boden muß jedoch erhöht werden.

Die konzentrierten Hg-Verbindungen, die im Fällungsvorgang ent­ stehen, können wiederverwertet werden (z.B. Hg-Gewinnung). Das Waschwasser wird einer Abwasserbehandlung unterzogen und im Kreislauf zum Waschen des Bodens verwendet.

Hinweisend auf die Zeichnung wird das Verfahren in beispielswei­ ser Ausführungsform dargestellt:

Der kontaminierte Boden wird mit Hilfe eines Vibrationssiebes (1) klassifiziert. Der feine Anteil mit einer Korngröße bis zu 20 mm wird von einem Dosiergerät (2) in den beheizten Extraktionsreak­ tor (3) befördert. In den Extraktionsreaktor wird auch das er­ wärmte Extraktionsmittel gepumpt. Die Extraktion erfolgt gegen­ strömig. Der Feinanteil und der Grobanteil des Bodens werden durch zwei Vakuumbandfilter (4) filtriert und mit Wasser gewa­ schen. Danach werden der Fein- und der Grobanteil des Bodens im Trommeltrockner (12) getrocknet. Das Extraktionsmittel wird zuerst in einem Sammelbehälter (5) gesammelt, in dem auch der Schlamm, der nicht abfiltrieret werden konnte, abgetrennt wird. Der abgetrennte Schlamm wird von einer Schlammpumpe (6) zur wiederholten Filtration befördert. Das klare Extraktionsmittel, welches die Schadstoffe in gelöster Form enthält, wird danach in einen Fällungsreaktor (7) umgepumpt, wo unter Zugabe von Fäl­ lungsmittel, aus einem Fällungsmittelbehälter (8), die Schwerme­ talle und insbesondere Quecksilber als Sulfide gefällt werden. Der Niederschlag wird danach in einer Filterpresse (9) vom Ex­ traktionsmittel abgetrennt. Das zirkulierende Extraktionsmittel wird anschließend in einem beheizten Behälter (10) gesammelt und erwärmt. Die Extraktionsmittelverluste werden durch Zugabe von frischem Extraktionsmittel aus dem Vorratsbehälter (11) ausgegli­ chen.

Das Waschwasser nach dem Waschvorgang wird zuerst in einem Schlammabscheider (13) gesammelt und danach in einer Wasseraufbe­ reitungsanlage, die aus Kohlefilter (14), Ionenaustauschern (15) und pH-Regulierungsbehälter (16) besteht, gereinigt. Das gerei­ nigte Waschwasser wird wieder in den Kreislauf gebracht.

 1 Vibrationssieb
 2 Erdreichdosiergerät
 3 Extraktionsreaktor
 4 Vakuumbandfilter
 5 Sammelbehälter mit Schlammabscheider
 6 Schlammpumpe
 7 Fällungsreaktor
 8 Fällungsmittelbehälter
 9 Filterpresse
10 Extraktionsmittelbehälter (beheizt)
11 Extraktionsmittelvorratsbehälter
12 Trommeltrockner
13 Schlammabscheider
14 Kohlefilter
15 Ionenaustauschanlage
16 pH-Regulierungsbehälter

Claims (6)

1. Verfahren für die Dekontamination von mit Hg- und anderen Schwermetallverbindungen belasteten Böden dadurch gekennzeich­ net, daß der Boden mit einem im Kreislauf zirkulierenden Extraktionsmittel, das aus einem Gemisch von Salpetersäure und Natriumchlorid besteht, dekontaminiert wird, wobei das Extrak­ tionsmittel vor der Zuführung erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktion von Hg- und anderen Schwermetallverbindungen in einem Gegenstromextraktor durchgeführt wird mit einem Massen­ verhältnis Extraktionsmittel/Boden, je nach dem Hg-Gehalt des Bodens zwischen 3 und 10.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsmittel vor der Extraktion auf eine Temperatur von 50-60°C erwärmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Extraktionsmittel nach der Extraktion Schwermetallverbin­ dungen durch Fällung entzogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung von Hg- und anderen Schwermetallverbindungen in einem Fällungsreaktor mittels TMT 15 (Trimercapto-S-triazin-trina­ triumsalz) oder (NH₄)₂S (Ammoniumsulfid) im geringen Unter­ schuß durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden nach der Extraktion gewaschen und getrocknet wird.