DE3824009A1 - Verfahren und anlage zum entfernen schwer wasserloeslicher schadfluessigkeiten, insbesondere mineraloel, aus damit verunreinigten boeden, insbesondere schweren boeden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum Entfernen von schwer wasserlöslichen Schadflüssigkeiten, insbesondere Mineralöl, aus damit verunreinigten Böden, insbesondere schweren Böden, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Im Zuge der immer wichtiger werdenden Altlastensanierung sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, um Böden zu sanieren. Bei thermischen Verfahren wird der Boden ausgehoben und dann einer Hochtemperaturbehandlung unterzogen, die eine Verbrennung der Schadflüssigkeit oder zumindest eine thermische Zersetzung in harmlose Komponenten zur Folge hat. Dieses Verfahren bedarf einer außerordentlich hohen Energiezufuhr und ist daher sehr teuer. Beim sogenannten In-situ-Verfahren werden dem Boden Trägerflüssigkeiten, z. B. Wasser oder wäßrige Lösungen geeigneter Substanzen, zugeführt. Die Trägerflüssigkeit wird versprüht, durchsickert den Boden, gelangt mit dem Grundwasser in eine Brunnenanlage und wird abgepumpt. Voraussetzung für die Durchführbarkeit dieses Verfahrens ist, daß der Boden leicht und durchlässig ist, nur geringe Mengen bindiger Bestandteile enthält und nur eine geringe Feuchtigkeit besitzt. Bei schweren, bindigen Böden und schwer löslichen Verunreinigungen versagt das Verfahren. Bei biologischen Verfahren werden dem kontaminierten Boden natürlich vorkommende oder durch Genmanipulationen erzeugte Mikroorganismen-Stämme zugesetzt. Selbst wenn der Boden gut durchlüftet ist, kann es sehr lange dauern, bis die Schadstoffkonzentration auf unschädliche Werte gesunken ist. Während dies im freien Gelände noch tolerierbar sein mag, kann das Verfahren nicht sinnvoll angewendet werden, wenn z. B. Betriebsstätten frei von Altlasten an einen neuen Eigentümer übergeben werden sollen. Ein Aushub des kontaminierten Bodens sowie eine Verfüllung mit sauberem Boden wird dann unter Umständen unumgänglich sein. Dieser an sich einfache Vorgang erhält seine Schwierigkeit dadurch, daß das Ablagern ölverseuchter oder ähnlich belasteter Böden auf Deponien auch nicht immer möglich ist, da viele Deponien überfüllt sind und die Anlage neuer Deponien z. B. wegen der Grundwassergefährdung sehr erschwert ist. Ein unbehandeltes Ablagern kann auch deshalb nicht sinnvoll sein, weil man damit im Prinzip neue Altlasten schafft.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß insbesondere auch schwer wasserlösliche und schwer flüchtige Bestandteile von Schadflüssigkeiten oder Schadgemischen aus verschiedenen Böden, insbesondere auch dichten, schweren Böden in vergleichsweise kurzer Zeit bis auf einen kleinen Rest entfernt werden. Die Ausgestaltung soll mit geringer Energie auskommen, kostengünstig sein und sich für Großanlagen eignen. Weiterhin sollen andere z. B. biologische Verfahren zur Restentsorgung mit dem Verfahren kombinierbar sein, so daß bei Bedarf ein Breitbandverfahren zur Verfügung steht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

Bei Versuchen mit ölhaltigen Böden hat sich gezeigt, daß sich unter bestimmten Voraussetzungen, nämlich einer bestimmten Feinkörnigkeit und einer bestimmten Feuchtigkeit sowie einer bestimmten Drehgeschwindigkeit einer Trommel, sich in der Trommel ausgehend von einzelnen Körnern zunächst Kügelchen und dann später Kugeln bilden. Erstaunlicherweise sind diese Kugeln auf ihrer äußeren Kugeloberfläche mit einem starken Flüssigkeitsfilm der Schadflüssigkeit versehen, während die Schadkonzentration im Innern der Kugeln bis auf 0,1 Gewichtsprozente absinkt. Der Flüssigkeitsfilm braucht dann nur noch in ein Fließ oder einen sonstigen saugfähigen Stoff überführt werden. Es gelingt so, selbst stark verunreinigte schwere Böden so zu reinigen, daß sie anschließend wieder verwendet werden können. Dies ist besonders dann möglich, wenn sie mit Bodenverbesserern, Dünger, Spurenelementen oder Mikroorganismen versetzt werden.

Das Aufsaugen von Öl durch ein laufendes saugfähiges Band und das permanente Entfernen des Öls aus dem Band ist im Prinzip schon bekannt. In der europäischen Patentanmeldung 00 31 610 ist ein Fahrzeug zum Reinigen ölverschmutzter Küsten beschrieben. Da dieses Fahrzeug nur an der Oberfläche befindliches Öl aufnehmen kann, wird das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt nicht nahegelegt.

Ein weiteres bekanntes Bodenreinigungsverfahren (DE-GM 74 33 006) bedient sich einer Schürfmaschine mit einer Trennmöglichkeit für saubere von stark verschmutzten Stellen. Die stark verschmutzten Stellen werden dann einem Waschvorgang mit Wasser oder einer Reinigungsflüssigkeit zugeführt. Dieses Verfahren ist in erster Linie auf Badestrände und damit Sand anwendbar. Es ist offensichtlich, daß es sich um einen reinen Waschvorgang handelt, der bei schweren Böden und/oder bestimmtem Schadflüssigkeiten in dieser Form nicht möglich ist.

Anspruch 2 bezieht sich auf den günstigsten Korndurchmesserbereich.

Anspruch 3 richtet sich auf die Zugabe spezieller Extraktionsflüssigkeiten.

Anspruch 4 bezieht sich auf eine Zerkleinerung der Kugeln nach dem Passieren der Trommel.

Anspruch 5 richtet sich auf die Zugabe von Mikroorganismen.

Anspruch 6 richtet sich auf das Entgasen leicht flüchtiger Bestandteile.

Anspruch 7 bezieht sich auf einen weiteren Durchlauf mit ggf. einer anderen Extraktionsflüssigkeit.

Anhand eines in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.

Die Abbildung zeigt schematisch in stark vereinfachter Form eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Aus einem nicht dargestellten Silo, aus einem Transportfahrzeug oder mittels eines Laders wird kontaminierter Boden 1 einer Materialaufgabe 2 zugeführt, von wo aus der Boden 1 zum Einfülltrichter 3 eines Zerkleinerers 4 gelangt. Innerhalb des Zerkleinerers 4 gelangt der Boden 1 in einen Vorzerkleinerer 5, der aus Walzen 6 besteht, aber auch als Backenbrecher ausgeführt sein kann. Es sei hier darauf hingewiesen, daß in Abweichung von der Darstellung auch ein Siebvorgang vorgeschaltet sein kann, wobei der Siebunterlauf an dem Zerkleinerer vorbeigeführt wird und nur der Sieboberlauf in den Zerkleinerer gelangt. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß bei sehr feinkörnigem oder gar staubförmigen Material ein Zusatz von körnigem Material wie z. B. Sand notwendig sein kann. Nach dem Vorzerkleinerer 5 gelangt das Material in ein Mahlwerk, z. B. eine Hammermühle 7. Hier wird bis auf eine Korngröße von etwa 1 mm bis 3 mm gemahlen. Nach dem Mahlen gelangt das nun im allgemeinen rieselfähige Material auf ein Transportband 8. Uber eine Sprüheinheit 9 wird es dort oder noch besser in einer rotierenden Trommel 10 mit Wasser und/oder einer Extraktionsflüssigkeit befeuchtet. Die Dosierung erfolgt in Abhängigkeit von der Ausgangsfeuchtigkeit derart, daß sich eine feucht-bindige Konsistenz ergibt. Die Trommel 10 dreht sich nahezu waagerecht und wird z. B. durch Walzen 11 angetrieben. In der Eingangszone 12 der Trommel 10 findet zunächst eine gute Durchmischung statt. Bei vergleichsweise langsamer Trommelumdrehung bilden sich dann im weiteren ausgehend von einzelnen Kernen mehr oder weniger kugelförmige Zusammenballungen, die unter ständiger Vergrößerung immer mehr Kugelform annehmen. Dabei sammelt sich immer mehr Schadflüssigkeit auf der äußeren Kugelfläche. Vom Ende der Trommel 10 werden die Kugeln 13 von einem Förderband 14 übernommen. Gegenläufig zum Förderband 14 läuft ein endloses Fließ 15 um, welches die Kugeln 13 auf dem Förderband 14 unter Erzeugung einer Relativbewegung berührt und Schadflüssigkeit von deren Öberfläche aufnimmt. Das Fließ 15 läuft zwischen zwei Preßwalzen 16 hindurch, von denen die untere auch perforiert sein kann. Die ausgepreßte Schadflüssigkeit wird in einer Wanne 17 aufgefangen und in einen nicht dargestellten Auffangbehälter weitergeleitet. Das Fließ 15 kommt dann wieder in Kontakt mit den Kugeln 13 und der Vorgang wiederholt sich von neuem. Die von der Schadflüssigkeit befreiten Kugeln 18 gelangen dann zwischen zwei Walzen 19, welche die Kugeln 18 wieder zerkleinern. Dem zerkleinerten und auf einem Förderband 20 abgelegten Boden kann dann aus einem Trichter 21, Rüttelsieb oder dergleichen Bodenverbesserer, Düngenmittel, Mikroorganismen oder sonstige Stoffe zugeführt werden, die dazu beitragen, den aufbereiteten Boden sofort wiederverwertbar zu machen. Für die Fälle, wo wie im Falle bestimmter Schadstoffgemische ein Durchlauf nicht ausreichend ist, kann dem Boden eine andere Extraktionsflüssigkeit zugesetzt werden. Solche Flüssigkeiten sollten nicht wasserlöslich sein und ansonsten biologisch leicht abbaubar sein, da in jedem Fall kleine Reste zurückbleiben. Es bieten sich Fette, Fettalkohole und geradlinige Kohlenwasserstoffe an.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die einzelnen Stationen können gerätetechnisch gewiß in unterschiedlicher Weise gestaltet sein, ohne das Verfahren prinzipiell zu verändern. Die Anlage kann stationär aufgebaut sein. Es ist aber auch denkbar, eine mobile Anlage zu bauen, die sehr schnell vor Ort eingesetzt werden könnte.

Claims (7)

1. Verfahren und Anlage zum Entfernen schwer wasserlöslicher Schadflüssigkeiten, insbesondere Mineralöl, aus damit verunreinigten Böden, insbesondere schweren Böden, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem vorliegenden oder durch Sieben, Mahlen oder dergleichen oder durch Zugabe von Sand, Kalk oder dergleichen hergestellten und zumindest im Trockenzustand rieselfähigen Gemenge mit einer im Millimeterbereich liegenden maximalen Korngröße dieses Gemenge einer sich im wesentlichen waagerecht drehenden Trommel (10), einem Drehrohr oder dergleichen zugeführt wird und kurz vorher oder vorzugsweise innerhalb der Trommel, des Drehrohres oder dergleichen durch eine Befeuchtungsanlage (Sprühanlage 9) soviel Wasser und/oder Extraktionsflüssigkeit zugeführt bekommt, bis eine feucht-bindige Masse erreicht ist, die dann dort solange unter ständigem Umwälzen verweilt, bis sich aus der Masse Kugeln (13) mit einem vorbestimmten Durchmesserbereich geformt haben, an deren Außenfläche sich die Schadflüssigkeit ansammelt, welche Kugeln (13) dann in Kontakt mit einer hydrophoben Substanz, z. B. einem aufsaugenden Fließ (15), gebracht werden und schließlich diese Substanz mit der aufgesaugten Schadflüssigkeit oder die aus der Substanz ausgepreßte Schadflüssigkeit einer Entsorgung zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Korngröße im Bereich von 1 mm bis 3 mm liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernung schwer flüchtiger, lipophiler und insbesondere biologisch nicht oder nur langsam abbaubarer Stoffe als Extraktionsflüssigkeiten schwer wasserlösliche, jedoch biologisch gut abbaubare Stoffe wie Fette, Öle, Fettalkohole oder geradlinige Kohlenwasserstoffe verwendet werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (18) wieder zerkleinert werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abbau von Schadflüssigkeitsresten dienende Mikroorganismen dem Gemenge vor dessen Eintritt in die Trommel, vorzugsweise im trockenen Zustand, oder nach dem Zerkleinern der Kugeln zugesetzt werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rieselfähige Gemenge zum Entfernen leicht flüchtiger Bestandteile mit Luft oder im Falle explosiver Bestandteile mit einem Schutzgas, vorzugsweise Stickstoff als Trägergas durchströmt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Schadflüssigkeitsgemischen mehr als ein Durchlauf mit gegebenenfalls verschiedenen Extraktionsflüssigkeiten durchgeführt wird.