DE3815461A1 - METHOD FOR TREATING CONTAMINATED SOILS - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von kontaminierten Böden durch Agitation in wäßriger Aufschlämmung in einer Trommel und Trennung des Austrages der Trommel in gröbere und feinere Fraktionen.The invention relates to a method for processing contaminated soils by agitation in aqueous Slurry in a drum and separation of the discharge the drum in coarser and finer fractions.
Die Dekontaminierung von Böden oder Halden, die durch Kohlenwasserstoffe, Öl oder Schwermetalle verunreinigt sind, ist sehr aufwendig. Deshalb wird auch vorgeschlagen, durch eine Aufbereitung diese Böden in einen nicht oder nur gering verunreinigten Teil und in einen Teil zu trennen, der den größten Teil der Verunreinigung in konzentrierter Form enthält. Die Dekontaminierung dieses Teiles ist dann wesentlich billiger und einfacher.The decontamination of soils or heaps caused by Hydrocarbons, oil or heavy metals contaminated are very complex. Therefore it is also suggested by processing these soils into one or not only slightly contaminated part and into part separate that in most of the pollution contains concentrated form. Decontaminating this Part is then much cheaper and easier.
Aus J. E. Garnett, D. L. Mitchell, P. T. Faccini "Initial Testing of Pilot Quipment for Soil Decontamination", REP-3022, TIC-4500, DE-AC 04-76D P 03 533, U. S. Department of Energy, Oktober 17, 1980, ist es bekannt, durch Plutonium beladenes Öl verunreinigte Böden durch eine nasse Aufbereitung zu behandeln. Dabei werden die feinkörnigen Bodenbestandteile, mit denen das Plutonium assoziiert ist, von den gröberen Bestandteilen abgetrennt. Der Boden wird zunächst in einem Trommelwäscher behandelt, in dem trockene Aggregate aufgebrochen und Öl von Kies und grobem Sand abgewaschen werden. Die Wäsche erfolgt mit einer wäßrigen NaOH-Lösung mit pH 11. Zur besseren Agitation der Aufschlämmung ist die Trommel mit kleinen Schaufeln ausgerüstet. Die Trommel ist am Austrag mit einem Sieb versehen, das rund 50% als Überkorn + 4 mm abstößt. Das Unterkorn wird auf ein Sieb bei 0,5 mm Korngröße abgesiebt und die Fraktion +0,5 mm abgestoßen. Die Fraktion -0,5 mm wird durch Hydrozyklonierung und Zentrifugierung in eine Fraktion +0,05 mm und eine Fraktion -0,05 mm getrennt. Die Fraktion -0,05 mm wird durch Ausflockung und Zentrifugierung in Feststoff und Waschflüssigkeit getrennt, die wieder in den Trommelwäscher und die Siebung geleitet wird. Dieses Verfahren führte jedoch nicht zu einer befriedigenden Dekontaminierung des Bodens.From J.E. Garnett, D.L. Mitchell, P.T. Faccini "Initial Testing of pilot equipment for soil decontamination ", REP-3022, TIC-4500, DE-AC 04-76D P 03 533, U.S. Department of Energy, October 17, 1980, it is known through Plutonium-laden oil contaminated by a soil treat wet preparation. The fine-grained soil components with which the plutonium associated, separated from the coarser components. The floor is first treated in a drum washer, in which dry aggregates are broken up and oil from gravel and coarse sand. The laundry is done with an aqueous NaOH solution with pH 11. For the better Agitation of the slurry is the drum with small Buckets equipped. The drum is on the discharge a sieve that is around 50% oversize + 4 mm repels. The undersize is placed on a sieve at 0.5 mm Grain size sieved and the fraction repelled +0.5 mm. The fraction -0.5 mm is by hydrocyclonation and Centrifugation into a fraction +0.05 mm and one Fraction -0.05 mm separated. The fraction becomes -0.05 mm by flocculation and centrifugation in solid and Wash liquid separated, which again in the Drum washer and screening is conducted. This However, proceedings did not lead to a satisfactory one Decontamination of the floor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verunreinigte Böden oder Halden in möglichst wirtschaftlicher Weise so aufzubereiten, daß ein möglichst großer Teil in wiederverwendbarer Form oder gefahrloser Deponierbarkeit anfällt, und die Verunreinigungen in einen möglichst kleinen Rest angesammelt werden.The invention has for its object contaminated Soils or stockpiles in the most economical way possible process that as large a part as possible in reusable form or safe disposal accumulates, and the impurities in one if possible small rest can be accumulated.
Eine Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die kontaminierten Böden in einer Trommel unter Zusatz von losen Brocken nach Art von Mahlkörpern mit einer Netto-Energieaufnahme von 4 bis 16 kWh/t Durchsatz behandelt werden, wobei die Drehzahl 50-90% der kritischen Drehzahl vonThis object is achieved according to the invention in that the contaminated soil in a drum with the addition of loose chunks like grinding media with a net energy consumption of 4 to 16 kWh / t Throughput are treated, the speed 50-90% the critical speed of
beträgt, die aus der Trommel ausgetragene wäßrige Aufschlämmung durch Siebung in eine gröbere und eine feinere Fraktion getrennt wird, die gröbere Fraktion als gereinigte Fraktion abgeführt wird, die feinere Fraktion entschlämmt wird, der abgetrennte Schlamm nach einer Entwässerung als Schadstoffkonzentrat abgeführt wird und der entschlämmte Rest der feineren Fraktion nach einer Entwässerung als gereinigter Boden abgeführt wird. Der Ausdruck "Böden" wird für alle Materialien verwendet, die sich durch das Verfahren aufbereiten lassen, z. B. auch für Halden. Die Böden werden, je nach Beschaffenheit, vor dem Einsatz in die Trommel durch eine Schrott- und Stein-Abscheidung geleitet. Die maximale Korngröße für das Einsatzmaterial beträgt etwa 200 mm. Die Netto-Einergieaufnahme der Trommel ist die auf den Trommelmantel übertragene Energie, d. h. die Energieaufnahme der Trommel in gefülltem Zustand minus der Energieaufnahme im Leerzustand. Die Netto-Energieaufnahme ist auf den Durchsatz an trockenem Boden bezogen. Der optimale Wert für die Energieaufnahme in dem erfindungsgemäßen Bereich richtet sich nach der Art des Bodens und der Verunreinigungen. Er wird empirisch ermittelt. Vorzugsweise liegt die untere Grenze der Energieaufnahme über 6 kWh/t Durchsatz, da dann im allgemeinen bessere Ergebnisse erzielt werden. "D" ist der Durchmesser der Trommel in Metern. Die Behandlung des Bodens in der Trommel erfolgt derart, daß ein starker Abrieb der Oberflächen der Körner erfolgt. Bei der dazu erforderlichen Energieaufnahme erfolgt zwangsläufig auch eine gewisse Kornzerkleinerung. Der Siebschnitt richtet sich ebenfalls nach der Art des Bodens und der Verunreinigungen und wird empirisch ermittelt. Das wäßrige Medium in der Trommel besteht im allgemeinen aus Wasser, vorzugsweise aus rückgeführtem Wasser aus nachfolgenden Stufen des Verfahrens. Die Siebung erfolgt zweckmäßigerweise auf einem Schwingsieb unter Besprühen mit rückgeführtem Wasser und/oder Frischwasser. Das Schwingsieb kann vom groben Korn durch vorherige Absiebung, z. B. durch einen am Austrag der Trommel angeordneten Siebkorb, entlastet werden. Aus der feineren Fraktion können vor der Entschlämmung ferromagnetische Bestandteile durch Magnetscheidung entfernt werden. Zur Entschlämmung der abgesiebten, feineren Fraktion sind Hydrozyklone besonders geeignet, wobei deren Unterlauf nochmals gewaschen wird, ehe er als gereinigter Boden abgeführt wird. Dies kann z. B. in einem Spiralklassierer unter Besprühen mit Frischwasser erfolgen. Die Entwässerung des Überlaufes der Hydrozyklone, in dem der Schlamm enthalten ist, kann mittels Eindickern, Zentrifugen oder Filtern erfolgen. Die bei den Entwässerungen anfallenden Wässer werden in die Trommel und eventuell in die Siebung zurückgeleitet. Ein Teil der Wässer wird in eine Abwasserreinigung geleitet. Wenn die Verunreinigungen des Bodens nur oder überwiegend aus Schwermetallen bestehen, kann auf diese Weise ohne weitere Behandlung der Schlammsuspension vor der Entwässerung ein gereinigter Boden und ein Schadstoffkonzentrat erzeugt werden. Bei der Siebung fallen etwa 5-15% als sauberer Boden an. Bei der Entschlämmung fällt ein Schlamm kleiner etwa 0,063 mm an. Die Menge beträgt etwa 5-15%. Durch den Grad der Entschlämmung kann der Reinigungsfaktor beeinflußt werden.is, the aqueous slurry discharged from the drum is separated by sieving into a coarser and a finer fraction, the coarser fraction is discharged as a purified fraction, the finer fraction is desludged, the separated sludge is removed as a pollutant concentrate after dewatering and the desludged rest the finer fraction is removed as cleaned soil after dewatering. The term "floors" is used for all materials that can be prepared by the process, e.g. B. also for piles. Depending on their nature, the floors are passed through a scrap and stone separator before being put into the drum. The maximum grain size for the feed is about 200 mm. The net energy consumption of the drum is the energy transferred to the drum shell, ie the energy consumption of the drum when full minus the energy consumption when empty. The net energy consumption is related to the throughput on dry soil. The optimum value for the energy absorption in the area according to the invention depends on the type of soil and the impurities. It is determined empirically. The lower limit of the energy consumption is preferably above 6 kWh / t throughput, since then generally better results are achieved. "D" is the diameter of the drum in meters. The soil in the drum is treated in such a way that the surfaces of the grains are abraded. With the energy consumption required for this, there is also inevitable a certain grain size reduction. The screen cut also depends on the type of soil and the contamination and is determined empirically. The aqueous medium in the drum generally consists of water, preferably recycled water from subsequent stages of the process. The screening is expediently carried out on a vibrating screen while spraying with recycled water and / or fresh water. The vibrating screen can from the coarse grain by prior screening, for. B. be relieved by a strainer arranged on the discharge of the drum. Ferromagnetic components can be removed from the finer fraction by magnetic separation before desludging. Hydrocyclones are particularly suitable for desludging the screened, finer fraction, the lower reaches of which are washed again before they are discharged as cleaned soil. This can e.g. B. in a spiral classifier with spraying with fresh water. The overflow of the hydrocyclones, in which the sludge is contained, can be dewatered by means of thickeners, centrifuges or filters. The water from the drainage is returned to the drum and possibly to the sieve. Some of the water is sent to wastewater treatment. If the soil contamination consists only or predominantly of heavy metals, a cleaned soil and a pollutant concentrate can be produced in this way without further treatment of the sludge suspension before dewatering. When sieving, about 5-15% is obtained as clean soil. A sludge smaller than approx. 0.063 mm is produced during the desludging. The amount is about 5-15%. The cleaning factor can be influenced by the degree of desludging.
Eine Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die kontaminierten Böden in einer ersten Trommel unter Zusatz von losen Brocken nach Art von Mahlkörpern mit einer Netto-Energieaufnahme von 1 bis 6 kWh/t Durchsatz behandelt werden, wobei die Drehzahl 50-90% der kritischen Drehzahl vonThis object is achieved according to the invention in that the contaminated soil in a first Drum with the addition of loose chunks of the type of Grinding media with a net energy consumption of 1 to 6 kWh / t throughput are treated, the speed 50-90% of the critical speed of
beträgt, die aus der Trommel ausgetragene wäßrige Aufschlämmung durch Siebung in eine gröbere und eine feinere Fraktion getrennt wird, die gröbere Fraktion als gereinigte Fraktion abgeführt wird, die feinere Fraktion entschlämmt wird, der abgetrennte Schlamm nach einer Entwässerung als Schadstoffkonzentrat abgeführt wird, der entschlämmte Rest der feineren Fraktion in einer zweiten Trommel unter Zusatz von losen Brocken nach Art von Mahlkörpern mit einer Netto-Energieaufnahme von 4 bis 16 kWh/t Durchsatz behandelt wird, wobei die Drehzahl 50-90% der kritischen Drehzahl vonis from the drum discharged aqueous slurry by sieving into a coarser and a finer fraction is separated, the coarser fraction is discharged as a purified fraction, the finer fraction is desludged, the separated Sludge after dewatering as a pollutant concentrate is discharged, the desludged rest of the finer Fraction in a second drum with the addition of loose Chunks like grinding media with a Net energy consumption from 4 to 16 kWh / t throughput is treated, the speed 50-90% of the critical speed of
beträgt, die aus der zweiten Trommel ausgetragene zweite wäßrige Aufschlämmung entschlämmt wird, der abgetrennte Schlamm nach einer Entwässerung als Schadstoffkonzentrat abgeführt wird und der entschlämmte zweite Rest der feineren Fraktion nach einer Entwässerung als gereinigter Boden abgeführt wird. Die Erläuterungen zu der vorstehenden Arbeitsweise treffen - mit Ausnahme der Angaben zu der Netto-Energieaufnahme für die erste Trommel und die Menge des bei der Entschlämmung anfallenden Schlammes - auch bei dieser Arbeitsweise zu. Vorzugsweise beträgt die Netto-Energieaufnahme in der ersten Trommel 1 bis 4 kWh/t.is the second discharged from the second drum aqueous slurry is desludged, the separated Sludge after dewatering as a pollutant concentrate is discharged and the desludged second rest of the finer fraction after dewatering than cleaned Soil is discharged. The explanation of the meet the above working method - with the exception of the Details of the net energy consumption for the first drum and the amount of sludge Sludge - even with this way of working too. Preferably is the net energy consumption in the first drum 1 to 4 kWh / t.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Drehzahl der Trommel 60-80% der kritischen Drehzahl beträgt. Diese Drehzahl gibt besonders gute Reinigungseffekte durch die Behandlung in der Trommel.A preferred embodiment is that the Drum speed 60-80% of critical speed is. This speed gives particularly good ones Cleaning effects from the treatment in the drum.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Siebung bei etwa 1 bis 2 mm erfolgt. In vielen Fällen ergibt dieser Siebschnitt eine gute Trennung in gereinigten Boden und Schadstoffkonzentrat. A preferred embodiment is that the Sieving takes place at about 1 to 2 mm. In many cases this screen cut gives a good separation in cleaned soil and pollutant concentrate.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der entschlämmte Rest der feineren Fraktion in einer Flotation behandelt wird, das Schaumprodukt als Schadstoffkonzentrat abgeführt wird, und der Unterlauf nach der Entwässerung als gereinigter Boden abgeführt wird. Bei der Arbeitsweise mit zwei hintereinandergeschalteten Trommeln erfolgt die Flotation des entschlämmten Restes der feineren Fraktion aus der ersten Trommel nach dessen Behandlung in der zweiten Trommel in der aus der zweiten Trommel ausgetragenen zweiten wäßrigen Aufschlämmung. Das Schaum-Produkt der Flotation wird nach einer Entwässerung als Schadstoffkonzentrat abgeführt, der Unterlauf der Flotation wird entschlämmt, der abgetrennte Schlamm des Unterlaufes wird nach einer Entwässerung als Schadstoffkonzentrat abgeführt und der entschlämmte Rest des Unterlaufes als gereinigter Boden abgeführt. Die Entschlämmung des Unterlaufes der Flotation erfolgt zweckmäßigerweise wieder in einem Spiralklassierer mit nachgeschaltetem Hydrozyklon. Der im Hydrozyklon abgeschiedene Schlamm wird in den Eindicker geleitet. Diese Arbeitsweise wird insbesondere bei Böden angewendet, die Kohlenwasserstoffe und/oder Öl enthalten, wobei Schwermetalle ebenfalls im Schadstoffkonzentrat erfaßt werden. Als Flotationsmittel können Sammler wie Ölsäuren, Ölsäurederivate, Dieselöl, Amine und andere verwendet werden. Trotz des Zusatzes von Öl wird ein gereinigter Boden erzielt, der frei von Öl ist oder nur sehr geringe Mengen noch enthält. Unterlauf und Überlauf der Flotation werden zweckmäßigerweise zunächst in Eindickern entwässert und deren Unterläufe dann separat in Zentrifugen und Filtern entwässert. A preferred embodiment is that the washed the rest of the finer fraction in a flotation is treated, the foam product as a pollutant concentrate is discharged, and the lower reaches after the drainage is discharged as cleaned floor. When working this is done with two drums connected in series Flotation of the desludged rest of the finer fraction from the first drum after its treatment in the second drum in from the second drum discharged second aqueous slurry. The Foam product of the flotation is after a drainage discharged as a pollutant concentrate, the lower reaches of the Flotation is removed, the separated sludge from the Lower run is considered after a drainage Pollutant concentrate removed and the desludged rest of the lower reaches as cleaned soil. The Desludging the underflow of the flotation takes place expediently again in a spiral classifier downstream hydrocyclone. The one in the hydrocyclone separated sludge is fed into the thickener. This method of working is particularly used for floors, which contain hydrocarbons and / or oil, where Heavy metals also recorded in the pollutant concentrate will. As flotation agents, collectors such as oleic acids, Oleic acid derivatives, diesel oil, amines and others used will. Despite the addition of oil, it is cleaned Soil obtained that is free of oil or very little Still contains quantities. Underflow and overflow of flotation are expediently dewatered first in thickeners and their lower reaches then in centrifuges and Filter drained.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als Brocken Stahlkugeln verwendet werden, und die Füllung der Trommel mit den Stahlkugeln bis zu maximal 40 Vol.-% im Ruhezustand beträgt. Bis zu diesem Füllungsgrad der Trommel im Ruhezustand werden gute Ergebnisse erzielt. Der untere Füllungsgrad sollte, je nach zu verarbeitendem Material, nicht unter 5 Vol.-% liegen.A preferred embodiment is that as Chunks of steel balls are used, and the filling of the Drum with the steel balls up to a maximum of 40 vol .-% in Is idle. Up to this degree of filling Good results are obtained when the drum is idle. The lower filling level should, depending on the to be processed Material, not less than 5 vol .-%.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß 55-65% der Stahlkugeln einen Durchmesser von etwa 20-30 mm haben und 45-35% einen Durchmesser von größer 30 bis 100 mm haben. Mit diesen Größenverhältnissen werden sehr gute Ergebnisse erzielt.A preferred embodiment is that 55-65% the steel balls have a diameter of about 20-30 mm have and 45-35% a diameter greater than 30 to Have 100 mm. With these proportions will be very achieved good results.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als Brocken arteigenes und/oder nicht-arteigenes natürliches und/oder künstliches stückiges Material verwendet wird, und die Füllung der Trommel mit dem stückigen Material bis zu maximal 60 Vol.-% im Ruhezustand beträgt. Insbesondere wird arteigenes, grobes Material verwendet, das vor dem Einsatz des Bodens in die Trommel abgesiebt wird. Der untere Füllungsgrad der Trommel mit diesem Material sollte nicht unter 5 Vol.-% liegen. Da das stückige Material leichter ist als Stahlkugeln, muß der Trübestand in der Trommel niedriger gehalten werden als bei der Arbeitsweise mit Stahlkugeln, um die notwendige Energie durch das stückige Material zu übertragen.A preferred embodiment is that as Chunks of natural and / or non-natural and / or artificial lumpy material is used, and filling the drum with the lumpy material up is a maximum of 60 vol .-% at rest. In particular is used its own, coarse material that before Use of the soil is sieved into the drum. The lower fill level of the drum with this material should not less than 5% by volume. Because the lumpy material is lighter than steel balls, the turbidity in the Drum must be kept lower than in the working method with steel balls to get the necessary energy through the to transfer lumpy material.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das stückige Material eine Stückgröße von 60-200 mm hat. Diese Stückgröße ergibt gute Ergebnisse. A preferred embodiment is that lumpy material has a piece size of 60-200 mm. This piece size gives good results.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Trommel an der Austragsseite mit einem Rost und Austragsschaufeln zur Regelung des Trübestandes in der Trommel ausgerüstet ist. Dadurch kann der Trübestand in der Trommel in einfacher Weise niedrig gehalten werden.A preferred embodiment is that the Drum on the discharge side with a grate and Discharge blades to regulate the turbidity in the Drum is equipped. This can cause the turbidity in the drum can be kept low in a simple manner.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als Brocken Stahlkugeln und stückiges Material verwendet werden. Dadurch kann arteigenes Material als Brocken verwendet werden, und durch die Stahlkugeln wird eine größere Energiemenge übertragen.A preferred embodiment is that as Chunks of steel balls and lumpy material used will. This allows the material to be broken down are used, and the steel balls create a transmit larger amounts of energy.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Zugabe der Brocken in die Trommel so gesteuert wird, daß die Energieaufnahme der Trommel konstant bleibt. Dadurch können in einfacher Weise konstante Reinigungsergebnisse erzielt werden.A preferred embodiment is that the Adding the chunks into the drum is controlled so that the energy consumption of the drum remains constant. Thereby can easily achieve constant cleaning results be achieved.
Eine Ausgestaltung besteht darin, daß der gereinigte Boden in einer zweiten Behandlungsstufe nochmals behandelt wird. Dadurch kann die Reinigungswirkung noch verstärkt werden.One embodiment is that the cleaned floor is treated again in a second treatment stage. This can further enhance the cleaning effect.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß die Netto-Energieaufnahme der Trommel in der zweiten Behandlungsstufe höher eingestellt wird als in der ersten Behandlungsstufe. Die Netto-Energieaufnahme in der ersten Behandlungsstufe wird so gewählt, daß in der zweiten Behandlungsstufe eine höhere Netto-Energieaufnahme im angegebenen Bereich erfolgen kann. Dadurch wird eine sehr gute Reinigung erzielt, wobei die höhere Energieaufnahme nur für einen kleineren Teil des Materials erforderlich ist. Another embodiment is that the Net energy consumption of the drum in the second Treatment level is set higher than in the first Treatment level. The net energy consumption in the first Treatment level is chosen so that in the second Treatment level a higher net energy consumption in the specified range can take place. This will make a very achieved good cleaning, with the higher energy consumption only required for a small part of the material is.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Siebung der aus der Trommel ausgetragenen wäßrigen Aufschlämmung in eine gröbere Fraktion mit größerer Korngröße, eine gröbere Fraktion mit kleinerer Korngröße und die feinere Fraktion erfolgt. Die Absiebung erfolgt vorzugsweise bei etwa 1 mm und bei etwa 6 mm. Manche Böden enthalten holzartige Bestandteile, die große Anteile von ölartigen Rückständen enthalten. Diese Bestandteile können in der gröberen Fraktion mit kleinerer Korngröße abgetrennt werden und separat aufgearbeitet werden, z. B. durch Zugabe in die zweite Trommel.A preferred embodiment is that the Sieving of the aqueous discharged from the drum Slurry into a coarser fraction with a larger one Grain size, a coarser fraction with a smaller grain size and the finer fraction occurs. The screening takes place preferably about 1 mm and about 6 mm. Some floors contain woody components that contain large proportions of contain oily residues. These components can in the coarser fraction with a smaller grain size be separated and worked up separately, e.g. B. by adding it to the second drum.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß das Aufgabenmaterial in die Trommel 5 bis 40 Gew.-% mit einer Körnung kleiner 60 µm enthält. Es wurde überraschend gefunden, daß dadurch der restliche Schadstoffgehalt der gereinigten Fraktion besonders niedrig gehalten werden kann. Der Feinanteil kann aus der gleichen kontaminierten Bodensubstanz bestehen und eventuell durch vorheriges Aufmahlen erzeugt werden, oder es können auch andere feinkörnige Stoffe wie z. B. Kalkstein, Sand, Mergel, Ton, Kohle, Abfallkohle, gebrauchte Aktivkohle und Flotationswaschberge zugesetzt werden. Wenn Stoffe wie Kohle, Abfallkohle oder gebrauchte Aktivkohle zugesetzt werden, beträgt der Zusatz vorzugsweise 5 bis 20%. Wenn andere Stoffe wie Kalkstein, Sand usw. zugesetzt werden, beträgt der Zusatz vorzugsweise 15 bis 30%. Wenn die Behandlung des Bodens in zwei hintereinandergeschalteten Trommeln erfolgt, kann der Feinanteil in die erste Trommel, in die zweite Trommel oder aufgeteilt in die erste und zweite Trommel aufgegeben werden. Vorzugsweise wird auf jeden Fall ein Teil des feinkörnigen Materials in die zweite Trommel aufgegeben, da dort kein oder wenig feinkörniges Material vorhanden ist. Der in die zweite Trommel aufgegebene Feinanteil soll nicht aus kontaminiertem Stoff bestehen, da sonst eine schlechtere Reinigung eintritt.A particularly preferred embodiment is that the task material in the drum with 5 to 40 wt .-% contains a grain size smaller than 60 µm. It was surprisingly found that the rest Pollutant content of the purified fraction in particular can be kept low. The fine fraction can be obtained from the same contaminated soil substance and possibly generated by grinding beforehand, or other fine-grained substances such as e.g. B. Limestone, sand, marl, clay, coal, waste coal, used activated carbon and flotation wash mountains added will. When substances like coal, waste coal or used Activated carbon is added, the addition is preferably 5 to 20%. If other substances like limestone, Sand, etc. are added, the addition is preferably 15 to 30%. When treating the floor can take place in two drums connected in series the fine fraction in the first drum, in the second drum or split into the first and second drums will. In any case, part of the fine-grained material placed in the second drum, because there is little or no fine-grained material is. The fine fraction fed into the second drum should do not consist of contaminated material, otherwise one worse cleaning occurs.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß zur Einstellung des Feinkorngehaltes kleiner 60 µm feinkörnige Mineralstoffe zugegeben werden, die mindestens eine Verbindung aus der Gruppe SiO₂, Al₂O₃, CaO und MgO enthalten, und die Menge und Zusammensetzung der zugegebenen feinkörnigen Stoffe so gewählt wird, daß aus dem Schadstoffkonzentrat bei einer thermischen Behandlung eine Schlackenphase gewünschter Zusammensetzung entsteht. Dadurch kann gleichzeitig neben der guten Reinigung eine für die Weiterverarbeitung des Schadstoffkonzentrates erforderliche günstige Schlackenzusammensetzung erzielt werden.Another particularly preferred embodiment exists in that smaller for setting the fine grain content 60 µm fine-grain minerals are added, the at least one compound from the group SiO₂, Contain Al₂O₃, CaO and MgO, and the amount and Composition of the fine-grained substances added so is chosen that from the pollutant concentrate at a thermal treatment a desired slag phase Composition arises. This can be next to the good cleaning one for the further processing of the Pollutant concentrate required cheap Slag composition can be achieved.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß das Schadstoffkonzentrat in einem Drehrohrofen durch thermische Behandlung in eine teigige bis flüssige Schlackenphase überführt wird und die Zusammensetzung des aufgegebenen Schadstoffkonzentrates so gewählt wird, daß eine Schlackenphase erzeugt wird, deren die Grundmasse ausmachenden Hauptbestandteile im Bereich von 60 bis 72% SiO₂, 10 bis 30% Al₂O₃ und 5 bis 25% CaO+MgO liegen, wobei die Summe vonAnother particularly preferred embodiment exists in that the pollutant concentrate in a rotary kiln by thermal treatment in a doughy to liquid Slag phase is transferred and the composition of the abandoned pollutant concentrate is chosen so that a slag phase is generated, the base of which main constituents in the range of 60 to 72% SiO₂, 10 to 30% Al₂O₃ and 5 to 25% CaO + MgO lie, the sum of
% SiO₂ + % Al₂O₃ + % CaO + % MgO = 100%% SiO₂ +% Al₂O₃ +% CaO +% MgO = 100%
ist, und die Hauptbestandteile SiO₂, Al₂O₃, CaO und MgO zusammen mindestens 60% des trockenen und glühverlustfreien, dem Drehrohrofen aufgegebenen Schadstoffkonzentrates betragen, die ausgetragene Schlackenphase abgekühlt und das Abgas des Drehrohrofens einer Reinigung unterzogen wird. Eine Aufarbeitung von kontaminierten Mineralstoffen durch thermische Behandlung im Drehrohrofen unter diesen Bedingungen ist Gegenstand der Patentanmeldung P 37 18 669.8. Durch diese Arbeitsweise kann gleichzeitig eine gute Reinigung der gröberen Fraktion erzielt werden, die Menge des im Drehrohrofen zu verarbeitenden Materials wird wesentlich verringert, die im Schadstoffkonzentrat enthaltenen Schadstoffe werden z. T. durch Verbrennung in unschädliche Stoffe umgewandelt, die verbleibenden Schadstoffe werden in der gebildeten Schlackenphase derart eingeschlossen und immobilisiert, daß die Schlacke entweder problemlos deponiert oder für verschiedene Zwecke, wie Geländeauffüllung, Straßen- und Dammbau, Bergversatz usw., verwendet werden kann.and the main components are SiO₂, Al₂O₃, CaO and MgO together at least 60% of dry and loss-free, the rotary kiln abandoned pollutant concentrate amount discharged slag phase cooled and the exhaust gas from the Rotary kiln is subjected to cleaning. A Processing contaminated minerals through thermal treatment in the rotary kiln among these Conditions is the subject of the patent application P 37 18 669.8. This way of working can be done simultaneously a good cleaning of the coarser fraction can be achieved, the amount of material to be processed in the rotary kiln is significantly reduced in the pollutant concentrate contained pollutants are z. T. by combustion in harmless substances converted, the remaining Pollutants become like this in the slag phase formed trapped and immobilized that the slag either easily deposited or for different Purposes such as land fill, road and dam construction, Hill offset, etc. can be used.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der gereinigte Boden mit Mikroorganismen versetzt wird. Durch die Zugabe von Mikroben und Bakterien können in dem gereinigten Boden noch vorhandene Spuren von organischen Schadstoffen, wie Kohlenwasserstoffen, abgebaut werden. Dies kann durch Zugabe der Mikroorganismen bzw. mit Mikroorganismen impregnierte Substrate am Ende des letzten Spiralklassierers auf einem Entwässerungsfilter für den gereinigten Boden oder bei einer eventuellen Zwischenlagerung oder nach Rückkofferung des Bodens erfolgen. In diesem Zusammenhang können noch Nährstoffe für die Mikroorganismen dem ohnehin feuchten und gut durchlüfteten aufbereiteten Boden zugeführt werden, um sicherzustellen, daß ein Höchstmaß von Nachreinigungseffekt auch über längere Zeit erreicht wird.A preferred embodiment is that the cleaned soil is mixed with microorganisms. By the addition of microbes and bacteria can in the cleaned soil still present traces of organic Pollutants such as hydrocarbons are broken down. This can be done by adding the microorganisms or with Microorganisms impregnated substrates at the end of the last Spiral classifier on a drainage filter for the cleaned floor or in case of a possible Temporary storage or after the floor has been returned respectively. In this context, nutrients can still be found for the microorganisms that are moist and good anyway ventilated processed soil to be fed ensure that a maximum of Post-cleaning effect is also achieved over a long period.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. The invention is illustrated by the figures.
Fig. 1 zeigt eine einstufige Behandlung in einer Trommel. Fig. 1 shows a one-stage treatment in a drum.
Fig. 2 zeigt eine zweistufige Behandlung in zwei hintereinandergeschalteten Trommeln. Fig. 2 shows a two-stage treatment in two drums connected in series.
Der kontaminierte Boden (1) wird auf dem Sieb (2) von Steinen und Schrott befreit. Die Steine (3) werden als dekontaminierter Boden (4) abgeführt. Der restliche kontaminierte Boden wird von der Bandwaage (5) in die Trommel (6) chargiert. Die Trommel (5) ist an der Austragsseite mit Austragsschaufeln (7) und einem Siebkorb (8) ausgerüstet. Grobes Korn wird durch den Siebkorb (8) geleitet und über (9) als dekontaminierter Boden (4) abgeführt. Die ausgetragene Aufschlämmung fällt durch den Siebkorb (8) und wird über (10) auf das Schwingsieb (11) geleitet. Dort wird sie mit Frischwasser (12) und Rücklaufwasser (13) besprüht. Die gröbere Fraktion wird über (14) als dekontaminierter Boden (4) abgeführt. Die feinere Fraktion wird über (15) in den Magnetscheider (16) geleitet, wo Eisenschrott abgetrennt und über (17) abgeführt werden. Von der Pumpe (18) wird die feinere Fraktion über (19) in den ersten Hydrozyklon (20) geleitet. Der Überlauf wird über (21), Pumpe (22) und (23) in den zweiten Hydrozyklon (24) geleitet. Die Unterläufe aus beiden Hydrozyklonen werden über (25) in den Spiralklassierer (26) geleitet und mit Frischwasser (12 a) besprüht. Die grobe Fraktion wird aus dem Spiralklassierer (26) über (27) als dekontaminierter Boden (4) abgeführt. Die Suspension wird über (28) zusammen mit dem Überlauf aus dem zweiten Hydrozyklon (24) über (29) in die Flotation (30) geleitet. Das Schaumprodukt wird über (31) in den Eindicker (32) geleitet. Der Unterlauf wird über (33) in den Eindicker (34) geleitet. Die Überläufe der Eindicker (32) und (34) werden über (35) und (36) in die Rückführleitung (36) geleitet. Der Unterlauf aus dem Eindicker (34) wird in die Zentrifuge (37) geleitet, aus welcher der Feststoff über (38) als Schadstoffkonzentrat (39) abgeführt und die Flüssigkeit über (40) in die Rückführleitung (36) geleitet wird. Aus dem Eindicker (32) wird der Unterlauf in die hyperbare Filtration (41) geleitet, aus welcher der Feststoff über (42) als Schadstoffkonzentrat (39) abgeführt und die Flüssigkeit über (43) in die Rückführleitung (36) geleitet wird. Aus der Rückführleitung (36) wird ein Teil in die Abwasserreinigung (44) geleitet, ein Teil über (45) in die Trommel (6) und ein Teil über (13) auf das Schwingsieb (11). Der Rückstand aus der Abwasserreinigung (44) wird über (45) als Schadstoffkonzentrat (39) abgeführt.The contaminated soil ( 1 ) is freed of stones and scrap on the sieve ( 2 ). The stones ( 3 ) are removed as decontaminated soil ( 4 ). The remaining contaminated soil is charged by the belt scale ( 5 ) into the drum ( 6 ). The drum ( 5 ) is equipped on the discharge side with discharge blades ( 7 ) and a sieve basket ( 8 ). Coarse grain is passed through the sieve basket ( 8 ) and discharged via ( 9 ) as a decontaminated floor ( 4 ). The discharged slurry falls through the sieve basket ( 8 ) and is passed to the vibrating sieve ( 11 ) via ( 10 ). There it is sprayed with fresh water ( 12 ) and return water ( 13 ). The coarser fraction is discharged via ( 14 ) as decontaminated soil ( 4 ). The finer fraction is passed via ( 15 ) into the magnetic separator ( 16 ), where scrap iron is separated off and removed via ( 17 ). The finer fraction is passed from the pump ( 18 ) via ( 19 ) into the first hydrocyclone ( 20 ). The overflow is conducted via ( 21 ), pump ( 22 ) and ( 23 ) into the second hydrocyclone ( 24 ). The underflows from the two hydrocyclones are passed via ( 25 ) into the spiral classifier ( 26 ) and sprayed with fresh water ( 12 a ). The coarse fraction is removed from the spiral classifier ( 26 ) via ( 27 ) as a decontaminated soil ( 4 ). The suspension is passed via ( 28 ) together with the overflow from the second hydrocyclone ( 24 ) via ( 29 ) into the flotation ( 30 ). The foam product is passed through ( 31 ) into the thickener ( 32 ). The underflow is passed through ( 33 ) into the thickener ( 34 ). The overflows of the thickeners ( 32 ) and ( 34 ) are passed via ( 35 ) and ( 36 ) into the return line ( 36 ). The underflow from the thickener ( 34 ) is fed into the centrifuge ( 37 ), from which the solid is discharged via ( 38 ) as a pollutant concentrate ( 39 ) and the liquid is fed via ( 40 ) into the return line ( 36 ). From the thickener ( 32 ) the underflow is led into the hyperbaric filtration ( 41 ), from which the solid is discharged via ( 42 ) as a pollutant concentrate ( 39 ) and the liquid is fed via ( 43 ) into the return line ( 36 ). Part of the return line ( 36 ) is fed into the wastewater treatment ( 44 ), part via ( 45 ) into the drum ( 6 ) and part via ( 13 ) onto the vibrating screen ( 11 ). The residue from wastewater treatment ( 44 ) is discharged via ( 45 ) as a pollutant concentrate ( 39 ).
Kontaminierter Boden (1) und Wasser (2) werden in die Trommel (3) chargiert. Die aus der Trommel ausgetragene Aufschlämmung wird über (4) auf das Doppelsieb (5) geleitet und dort mit Wasser (6) besprüht. Die gröbere Fraktion (7) mit einer Korngröße über 6 mm wird als dekontaminierter Boden abgeführt. Die gröbere Fraktion (8) mit einer Korngröße unter 6 mm und über 1 mm wird separat aufgearbeitet. Die feinere Fraktion mit einer Korngröße unter 1 mm wird über (9), Pumpe (10) und (11) auf den Spiralklassierer (12) aufgegeben und dort mit Wasser (13) besprüht. Die den Schlamm enthaltende Suspension wird über (14), Pumpe (15) und (16) in den Hydrozyklon (17) geleitet. Der Unterlauf des Hydrozyklons wird über (18) in die zweite Trommel (19) geleitet. Der aus dem Spiralklassierer ausgetragene entschlämmte Rest wird über (20) ebenfalls in die zweite Trommel (19) geleitet. Die den Schlamm enthaltende Suspension wird aus dem Hydrozyklon (17) über (21) in den Eindicker (22) geleitet. Über (23) wird Wasser in die zweite Trommel (19) aufgegeben. Die aus der zweiten Trommel (19) ausgetragene Aufschlämmung wird über (24) in die Flotation (25) geleitet und dort unter Zusatz von Flotationsreagenzien und Detergenzien flotiert. Das Schaumprodukt wird über (26) in den Eindicker (22) geleitet. Der Unterlauf aus der Flotation (25) wird über (27) in den Spiralklassierer (28) geleitet und dort mit Wasser (29) besprüht. Die den Schlamm enthaltende Suspension wird über (29), Pumpe (30) und (31) in den Hydrozyklon (32) geleitet. Der Unterlauf wird über (33) als dekontaminierter Boden abgeführt. Der vom Spiralklassierer (28) ausgetragene entschlämmte Rest wird über (34) als gereinigter Boden abgeführt. Die den Schlamm enthaltende Suspension wird aus dem Hydrozyklon (32) über (35) in den Eindicker (22) geleitet. Aus dem Eindicker (22) wird über (36) das entwässerte Schadstoffkonzentrat abgezogen. Über (37) wird das im Eindicker abgetrennte Wasser zur Abwasserreinigung geleitet. Contaminated soil ( 1 ) and water ( 2 ) are charged into the drum ( 3 ). The slurry discharged from the drum is passed over ( 4 ) onto the twin sieve ( 5 ) and sprayed with water ( 6 ) there. The coarser fraction ( 7 ) with a grain size over 6 mm is discharged as decontaminated soil. The coarser fraction ( 8 ) with a grain size of less than 6 mm and more than 1 mm is worked up separately. The finer fraction with a grain size of less than 1 mm is applied to the spiral classifier ( 12 ) via ( 9 ), pump ( 10 ) and ( 11 ) and sprayed there with water ( 13 ). The suspension containing the sludge is fed into the hydrocyclone ( 17 ) via ( 14 ), pump ( 15 ) and ( 16 ). The underflow of the hydrocyclone is passed via ( 18 ) into the second drum ( 19 ). The desludged residue discharged from the spiral classifier is also passed into the second drum ( 19 ) via ( 20 ). The suspension containing the sludge is passed from the hydrocyclone ( 17 ) via ( 21 ) into the thickener ( 22 ). Water is fed into the second drum ( 19 ) via ( 23 ). The slurry discharged from the second drum ( 19 ) is passed via ( 24 ) into the flotation ( 25 ) and is floated there with the addition of flotation reagents and detergents. The foam product is passed through ( 26 ) into the thickener ( 22 ). The underflow from the flotation ( 25 ) is passed via ( 27 ) into the spiral classifier ( 28 ) and sprayed with water ( 29 ) there. The suspension containing the sludge is passed into the hydrocyclone ( 32 ) via ( 29 ), pump ( 30 ) and ( 31 ). The underflow is discharged via ( 33 ) as decontaminated soil. The desludged residue discharged by the spiral classifier ( 28 ) is discharged via ( 34 ) as a cleaned bottom. The suspension containing the sludge is passed from the hydrocyclone ( 32 ) via ( 35 ) into the thickener ( 22 ). The dewatered pollutant concentrate is withdrawn from the thickener ( 22 ) via ( 36 ). The water separated in the thickener is passed to waste water purification via ( 37 ).
Es wurden drei verschiedene, mit Öl kontaminierte Böden nach dem Verfahrensschema gemäß Fig. 1, jedoch ohne Magnetscheidung, behandelt. Die Trommel war mit Stahlkugeln zu 35% im Ruhezustand gefüllt. Bei der Flotation wurde Dieselöl zugesetzt. Die Böden in den Versuchen 1 und 2 stammten aus derselben Lage, hatte jedoch leichte Unterschiede im C-Gehalt. Die Angaben sind Gew.-%. Im Versuch 1 betrug die Netto-Energieaufnahme der Trommel 4 kWh/t und in allen anderen Versuchen 8 kWh/t. Three different soils contaminated with oil were treated according to the process scheme according to FIG. 1, but without magnetic separation. The drum was 35% filled with steel balls at rest. Diesel oil was added during the flotation. The soils in trials 1 and 2 came from the same location, but had slight differences in the C content. The figures are% by weight. In experiment 1, the net energy consumption of the drum was 4 kWh / t and in all other experiments 8 kWh / t.
Die Siebanalysen der dekontaminierten Böden waren wie folgt:The sieve analyzes of the decontaminated floors were like follows:
Die gereinigten Böden enthalten immer noch einen hohen Anteil der Kornfraktion kleiner 0,063 mm.The cleaned floors still contain a high level Part of the grain fraction less than 0.063 mm.
Es wurde ein mit Öl kontaminierter Boden nach dem Verfahrensschema gemäß Fig. 2 behandelt. Die erste Trommel war mit Steinbrocken aus dem Boden zu 35% im Ruhezustand gefüllt. Die Netto-Energieaufnahme der Trommel betrug 2,5 kWh/t. Die zweite Trommel war mit Stahlkugeln zu 35% im Ruhezustand gefüllt. Die Netto-Energieaufnahme der zweiten Trommel betrug 5 kWh/t. Bei der Flotation wurde emulgiertes Dieselöl als Sammler zugesetzt. A soil contaminated with oil was treated according to the process scheme according to FIG. 2. The first drum was filled with stones from the ground to 35% at rest. The net energy consumption of the drum was 2.5 kWh / t. The second drum was 35% filled with steel balls at rest. The net energy consumption of the second drum was 5 kWh / t. During the flotation, emulsified diesel oil was added as a collector.
Die abgesiebte gröbere Fraktion mit einer Korngröße unter 6 mm und über 1 mm wurde in die zweite Trommel eingesetzt.The sieved coarser fraction with a grain size below 6 mm and over 1 mm was used in the second drum.
In der nachstehenden Tabelle ist der Gehalt der einzelnen Fraktionen an Schadstoffen angegeben, die in Petroläther löslich sind (PAL).In the table below is the salary of each Fractions of pollutants indicated in petroleum ether are soluble (PAL).
Der Rohboden enthielt 25% mit einer Korngröße unter 0,06 mm.The raw soil contained 25% with a grain size below 0.06 mm.
Bei einer Zugabe von 5% Kalkstein zu der entschlämmten Fraktion bei der Aufgabe in die 2. Trommel betrug PAL-% im gereinigten Boden (33) 0,017. When 5% limestone was added to the desludged fraction when fed into the 2nd drum, PAL% in the cleaned soil ( 33 ) was 0.017.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß ein großer Teil der Verunreinigungen in einem kleinen Teil der Böden stark angereichert werden kann und die dekontaminierten Böden wieder verwendet werden können. Dadurch wird die Dekontaminierung des gesamten Bodens wesentlich wirtschaftlicher, und ein großer Teil kann wieder verwendet werden. Der Feinstkornanteil unter 0,063 mm in den kontaminierten Böden kann beliebig hoch sein, und auch hohe Tongehalte ergeben keine Schwierigkeit bei der Entwässerung.The advantages of the invention are that a large one Part of the contamination in a small part of the soil can be highly enriched and the decontaminated Soils can be reused. This will make the Decontamination of the entire floor is essential more economical, and a large part can be reused will. The finest grain fraction under 0.063 mm in the contaminated soils can be of any height, and also high Clay levels pose no difficulty in the Drainage.
Claims (19)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883815461 DE3815461C2 (en) | 1987-10-22 | 1988-05-06 | Process for the treatment of contaminated soils |
| AT88201765T ATE92381T1 (en) | 1987-10-22 | 1988-08-18 | PROCESSES FOR TREATMENT OF CONTAMINATED SOIL. |
| EP19880201765 EP0313116B1 (en) | 1987-10-22 | 1988-08-18 | Method of processing contaminated soil |
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| US07/260,559 US4969775A (en) | 1987-10-22 | 1988-10-20 | Process of dressing contaminated soils |
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Applications Claiming Priority (2)
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