DE3904328C1 - Method and apparatus for cleaning soil layers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von schad­ stoffhaltigen Bodenschichten, bei dem mit einem in die Boden­ schichten eingebrachten Reinigungsmedium die Schadstoffe an Ort und Stelle von den Bodenpartikeln getrennt und mit dem an die Bodenoberfläche zurückgeführten Reinigungsmedium ausge­ tragen werden, wobei der Reinigungsvorgang jeweils innerhalb einer in den Boden eingebrachten Kammer durchgeführt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Bodenschichten mittels eines in die Bodenschichten eingebrachten, die Schadstoffe aufnehmenden Reinigungsmediums, das den Bodenschichten entnommen und an­ schließend aufbereitet wird, mit einer von einer mindestens einteiligen Kammerwand umschlossenen Kammer, an deren Ober­ seite sich eine Abflußöffnung für das schadstoffbeladene Reinigungsmedium befindet.

Die Entfernung von Schadstoffen aus Bodenschichten wird in vielen Fällen durch die wechselnde Lagerung verschiedener Bodenschichten mit unterschiedlichen bodenmechanischen und physikalischen Eigenschaften behindert. In vielen Fällen müssen schadstoffbelastete Böden daher ausgehoben und außer­ halb der eigentlichen Baugrube gereinigt werden. Kommen zum wechselnden Bodenaufbau jedoch auch noch beengte Platzver­ hältnisse und große Tiefen des verunreinigten Bodens hinzu, so werden die Kosten für den Bodenaushub durch umfangreiche Sicherungsmaßnahmen unverhältnismäßig hoch. In solchen Fällen ist es wünschenswert, den Boden vor Ort zu reinigen.

Ein bekanntes Verfahren zur Reinigung von schadstoffhaltigen Bodenschichten verwendet ein mit einer Bohrkrone versehenes Bohrrohr, das an seinem unteren Ende mit einer Austrittsdüse für das unter sehr hohem Druck austretende Reinigungsmedium versehen ist. Knapp oberhalb der Austrittsdüse befindet sich eine an eine Pumpe angeschlossene Absaugöffnung für das schadstoffbeladene Reinigungsmedium. Das mit der bekannten Vorrichtung durchführbare Bodenreinigungsverfahren wird ent­ weder beim Absenken oder Ausfahren des sich drehenden Bohr­ rohres durchgeführt. Das über das Bohrrohr zugeführte Reinigungsmedium verläßt die Austrittsdüse unter hohem Druck und dringt als Schneidstrahl horizontal in die zu reinigende Bodenschicht ein. Auf diese Weise werden die Körner des Bodens abgespritzt und Schadstoffe herausgelöst. Bedingt durch die fortschreitende axiale Bewegung des Bohrrohres gelangen die mit Reinigungsmedium durchtränkten Bodenschichten anschließend in den Wirkungsbereich der Absaugöffnung, werden von dort mittels der Pumpe an die Erdoberfläche gefördert und an­ schließend einer Aufbereitung zugeführt. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist, daß die von dem Reinigungsvorgang er­ faßte Bodensäule einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen kann, da je nach Aufbau der Bodenschicht die Durchdringungs­ tiefe des Schneidstrahles variiert und daher eine Festlegung der Größe des jeweils gereinigten Bereiches kaum möglich ist. Es kann zu einer unerwünschten Beeinflussung schon gereinigter oder schadstoffreier Bodenbereiche kommen.

Zur Verbesserung dieses bekannten Verfahrens wurde daher be­ reits vorgeschlagen (DE-OS 38 43 836), die Reinigung inner­ halb einer das Bohrrohr umgebenden, rohrförmigen Kammer durch­ zuführen, die entweder gemeinsam oder getrennt vom Bohrrohr in den zu reinigenden Boden abgesenkt wird. Nach Beendigung des jeweiligen Reinigungsvorganges werden zumindest Teile der die Kammer bildenden Kammerwand dem Boden entnommen und in einen noch nicht gereinigten Bereich des Bodens versetzt, so daß sich ein in waagerechter Richtung fortschreitendes Reinigungs­ verfahren ergibt. Dieses weiterentwickelte Verfahren gestattet dem Anwender eine Festlegung des Verlaufs der Grenze zwischen schadstoffhaltigen und gereinigten Bodenbereichen, da mit Schadstoffen beladenes Reinigungsmedium nicht in horizontaler Richtung in benachbarte, bereits gereinigte oder schadstoff­ freie Bereiche abströmen oder diffundieren kann. Es ist jedoch nicht auszuschließen, daß bei hoher Absaugleistung ein Ent­ weichen des Reinigungsmediums aus der unteren Öffnung der Kammer nicht vollständig zu verhindern ist. Insbesondere ein Austritt von frischem oder schadstoffbeladenem Reaktionsmittel in das Grundwasser ist möglich, so daß dieses Verfahren, bei­ spielsweise im Bereich von Wasserschutzzonen, nicht ohne weiteres durchgeführt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von schadstoffhaltigen Bodenschichten zu schaffen, das unter gezielter Festlegung des bei dem je­ weiligen Reinigungsvorgang erfaßten Bodenbereiches ein un­ kontrolliertes Entweichen von Schadstoffen und Reinigungsme­ dium verhindert. Außerdem soll eine zur Durchführung des Ver­ fahrens geeignete Vorrichtung geschaffen werden.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens vorgeschlagen, daß während des Reinigungsvor­ ganges die Kammer nach unten hin durch eine für das Reinigungsmedium undurchlässige Schicht abgeschlossen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, ein Entweichen von Schadstoffen und Reinigungsmedium aus der als Reaktionsraum ausgebildeten Kammer während des Reinigungsvor­ ganges zu verhindern. Insbesondere wird ein Abströmen und Diffundieren von schadstoffbeladenem Reinigungsmedium in das Grundwasser verhindert. Zugleich gestattet das erfindungsge­ mäße Verfahren dem Anwender jederzeit eine genaue Festlegung des Verlaufs der Grenze zwischen schadstoffhaltigen und ge­ reinigten Bodenbereichen. Mit Schadstoffen beladenes Reini­ gungsmedium kann nicht in benachbarte, bereits gereinigte oder schadstofffreie Bereiche eindringen, so daß eine gezielte Be­ stimmung der noch einer Reinigung zu unterziehenden Bodenbe­ reiche vorgenommen werden kann.

Bei einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Verfahrens wird das Reinigungsmedium im unteren Teil der Kammer eingespeist und im oberen Teil der Kammer abgezogen. Auf diese Weise wer­ den an die Pumpleistungen der zur Entnahme des schadstoffbela­ denen Reinigungsmediums erforderlichen Pumpe keine hohen An­ forderungen gestellt. In vielen Anwendungsfällen reicht es aus, das flüssige schadstoffbeladene Reinigungsmedium über einen Überlauf aus der Kammer abfließen zu lassen.

Sofern ein für das Reinigungsmedium undurchlässiger Abschluß an der Unterseite der Kammer nicht bereits durch Einstellen der unteren Kante der Kammerwand in nahezu undurchlässige Bodenschichten möglich ist, wird die für das Reinigungsmedium undurchlässige Schicht erst nach Absenkung der Kammerwand der Kammer auf die geforderte Arbeitstiefe gebildet. Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens wird hierzu vorgeschlagen, daß die undurchlässige Schicht durch Injezieren eines einen Dich­ tungspfropfen bildenden Mediums in den unteren Teil der Kammer gebildet wird.

Da ein nach Abschluß des Reinigungsverfahrens im Erdreich verbleibender Dichtungspfropfen zu unerwünschten Beein­ flussungen der Strömungsverhältnisse im Erdreich führen kann und daher in vielen Fällen unerwünscht ist, kann der Dich­ tungspfropfen nach Abschluß des Reinigungsvorganges durch mechanische und/oder chemische Einwirkung zerstört werden. Dies kann insbesondere mittels einer Hochdruckspülung mit einer Spülflüssigkeit erfolgen. Ebenso ist es denkbar, den Dichtungspfropfen durch Einwirkung eines für das Erdreich un­ schädlichen Lösungsmediums nachhaltig zu zersetzen.

Vorzugsweise wird das Reinigungsmedium und/oder das den Dichtungspfropfen bildende Medium über in der Kammerwand aus­ gebildete Zuführungen in die Kammer eingebracht. Die Zuführung des Reinigungsmediums und/oder des den Dichtungspfropfen bildenden Mediums kann jedoch auch mittels eines in die Kammer abgesenkten Bohrrohres erfolgen. Die Absenkung der Kammerwand und des Bohrrohres kann entweder gemeinsam oder nacheinander durchgeführt werden.

Zur Reinigung größerer Bodenbereiche wird vorgeschlagen, nach Abschluß des jeweiligen Reinigungsvorganges zumindest Teile der Kammerwand dem Boden zu entnehmen und in einen noch nicht gereinigten Bereich des Bodens zu versetzen. Dieses Versetzen sollte vorzugsweise so erfolgen, daß gereinigte und ange­ reinigte Bereiche des Bodens voneinander getrennt sind, so daß ein erneutes Eindringen von Schadstoffen in bereits gereinigte Bereiche verhindert wird. Dem Anwender ist dadurch eine genaue Festlegung des Verlaufs der Grenze zwischen schadstoffhaltigen und gereinigten Bodenbereichen möglich.

Um eine Behinderung von Grundwasserströmungen zu vermeiden, sieht eine Weiterentwicklung des Verfahrens vor, daß die für das Reinigungsmedium undurchlässigen Schichten in einander be­ nachbarten Kammern in unterschiedlicher Tiefe des Bodens ge­ bildet werden. Auf diese Weise bilden beispielsweise die im Erdreich zurückgelassenen Dichtungspfropfen keine geschlossene Schicht, sondern sie sind gestuft oder versetzt unter Freilassung von Strömungsquerschnitten angeordnet.

Bezüglich der Vorrichtung wird zur technischen Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, daß die Kammerwand mit mehreren Sprühdüsen versehen ist, die nahe der Unterkante der Kammer­ wand in die Kammer münden und über mindestens eine in der Kammerwand angeordnete Zuführung mit einem Behälter in Ver­ bindung stehen, in dem sich ein Dichtungsmittel befindet.

Die Kammerwand kann entweder gemäß einer ersten Ausgestaltung der Vorrichtung als zylindrisches Rohr ausgebildet sein oder gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung aus mehreren, sich vertikal erstreckenden und durch ineinander schiebbare Kupplungsstücke verbundenen Schalen zusammengesetzt sein.

Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, wenn die Kammer im Quer­ schnitt die Form eines Vielecks aufweist, wodurch sich die Kammern bzw. Teile der Kammern so versetzen lassen, daß die Kammern ein waagerecht fortschreitendes Wabenmuster bilden. Dadurch läßt sich ein "wanderndes" Reinigungsverfahren verwirklichen, mit dem auch größeren Flächen einer systematischen Reinigung unterzogen werden können. Der Verlauf der Grenze zwischen schadstoffhaltigen und gereinigten Boden­ bereichen ist jederzeit eindeutig festgelegt.

Wird das Reinigungsmedium im unteren Bereich der Kammer einge­ speist, so kann die Kammer in ihrem oberen Bereich mit einem Überlauf versehen sein, über den das in der geschlossenen Bodensäule aufsteigende, mit Schadstoffen beladende Reini­ gungsmedium die Kammer verläßt. Auf diese Weise erübrigt sich der Einsatz einer Saugpumpe.

Außerdem wird vorgeschlagen, die Kammer an ihrer Oberseite durch einen Deckel druckdicht zu verschließen und mit einem Absaugstutzen an eine Saugpumpe anzuschließen. Auf diese Weise bildet die Kammer einen allseitig geschlossenen Reaktionsraum, wobei insbesondere auch eine Zwangsdurchströmung und Durch­ spülung der Bodensäule mit einem geeigneten Reinigungsgas er­ möglicht wird. Die Anwendung derartiger Gase empfiehlt sich insbesondere bei solchen Schadstoffgemischen, die durch chemische Reaktion, Vakuum- und/oder Energieeintrag gasförmig oder wasserlöslich gemacht werden können.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer in das Erdreich abgesenkten Vorrichtung zur Reinigung von Boden­ schichten mit verschiedenen Anschlüssen;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch den unteren Teil einer Kammerwand der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 in einer Draufsicht ein Verfahren zur Reinigung von schadstoffhaltigen Bodenschichten in drei aufein­ anderfolgenden Verfahrensstufen;

Fig. 4 in einer Draufsicht ein Verfahren zur Reinigung von schadstoffhaltigen Bodenschichten bei einem im Ver­ gleich zu Fig. 3 anderen Aufbau der Kammern;

Fig. 5 ein Detailausschnitt aus Fig. 4;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer in das Erdreich abgesenkten Vorrichtung zur Reinigung von Boden­ schichten neben einer Mehrzahl bereits gereinigter Bodenbereiche;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer bereits teil­ weise aus dem Erdreich herausgezogenen Vorrichtung zur Reinigung von Bodenschichten mit einer darunter ausgebildeten, gereinigten und verfestigten Boden­ säule.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Reinigung von tief­ liegenden, schadstoffhaltigen Bodenschichten verfügt in erster Linie über eine Kammer 1, die durch eine rohrförmige, insbe­ sondere zylindrische Kammerwand 2 gebildet wird. An ihrer Oberseite ist die Kammer 1 durch einen Deckel 2 a druckdicht verschlossen, während die Kammer 1 an ihrer Unterseite nor­ malerweise unverschlossen ist.

Fig. 1 läßt erkennen, daß die Kammer 1 nahezu auf ihrer ge­ samten Länge vertikal in eine zu reinigende Bodenschicht 3 eingesetzt ist. Hierzu wird die Kammer 1 in nicht näher darge­ stellter Weise mittels einer Schraub-, Rüttel oder Rammein­ richtung senkrecht bis zur gewünschten Tiefe in das Erdreich eingetrieben. Das sich beim Eintreiben innerhalb der Kammer 1 befindende Erdreich bildet innerhalb der Kammer 1 eine zylin­ drische Bodensäule 4, die mit dem im folgenden noch zu be­ schreibenden Verfahren von Schadstoffen gereinigt wird.

Erfindungsgemäß ist die Kammer 1 so ausgebildet, daß sie, zu­ mindest in ihrem in die Bodenschicht 3 abgesenkten Teil, einen zu den außerhalb liegenden Bodenbereichen hin abgeschlossenen Reaktionsraum bildet, um die an der Bodensäule 4 durchzu­ führenden Reinigungsvorgänge ohne Einfluß auf die außen­ liegenden Bodenbereiche durchführen zu können. Um die Kammer 1 auch nach unten hin abzudichten und auf diese Weise einen ge­ schlossenen Reaktionsraum zu bilden, ist die Kammer 1 beim Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 nach unten hin durch einen Dichtungspfropfen 5 abgeschlossen, der eine für das innerhalb der Kammer 1 angewandte Reinigungsmedium undurch­ lässige Schicht darstellt. Innerhalb der Kammer 1 befindliche Flüssigkeiten und Gase können daher nicht durch diese undurch­ lässige Schicht hindurch in das umgebende Erdreich austreten und insbesondere nicht in das Grundwasser gelangen, dessen Grundwasserstand 6 in Fig. 1 ebenfalls dargestellt ist.

Das zur Reinigung der Partikel der Bodensäule 4 verwendete Reinigungsmedium befindet sich in einem Vorratsbehälter 7 und gelangt über eine erste Druckpumpe 8 und gegebenenfalls über einen Erhitzer 9 zu Austrittsdüsen 10, die nahe der Unterkante 11 der Kammerwand 2 in die Kammer 1 münden. Das die Aus­ trittsdüsen 10 verlassende Reinigungsmedium ist in der Fig. 1 in Gestalt von gestrichelten Linien symbolisch dargestellt.

Das Reinigungsmedium durchströmt die Bodensäule 4 von unten nach oben, wobei die Bodenkörner umspült werden und die daran haftenden sowie in den Zwischenräumen sich befindenden Schad­ stoffe gelöst und zusammen mit dem Reinigungsmedium an die Oberfläche 12 der in der Kammer 1 gebildeten Flüssigsäule transportiert werden. Das sich im oberen Teil der Kammer 1 an­ sammelnde, mit Schadstoffen beladene Reinigungsmedium gelangt über einen Überlauf 13 in einen Auffangbehälter 14. Der Austrag des schadstoffbeladenen Reinigungsmediums kann durch eine Förderpumpe 15 unterstützt werden. Aus dem Auffangbe­ hälter 14 gelangt das schadstoffbeladene Reinigungsmedium zu einer Aufbereitungsstation 16, in der Reinigungsmedium und Schadstoffe voneinander getrennt werden und das Reinigungsme­ dium für eine erneute Verwendung vorbereitet wird.

Um das nach Beendigung der eigentlichen Reinigung in der Kammer 1 verbleibende Reinigungsmedium zu entfernen, erfolgt anschließend eine Wasserspülung des Reaktionsraumes. Das aus einem Wasservorratsbehälter 17 entnommene Waschwasser wird auf gleichem Wege wie das Reinigungsmedium durch die Vorrichtung hindurchgeführt.

Je nach Art der in den Bodenschichten angesammelten Schad­ stoffe können als Reinigungsmedium Wasser, verschiedene Arten von wäßrigen Lösungen oder Lösungsmittel zur Anwendung gelangen. Bei Verwendung von Wasser zur Reinigung des Bodens wird dieses in der Aufbereitungsstation 16 mittels bekannter Techniken aufbereitet. Hierzu zählen z. B. die Aktiv­ kohlereinigung und die Ausflockung mittels Flockungsmitteln. Weiterhin können als Reinigungsmedium wäßrige Lösungen mit Säuren, Laugen, Komplexbildern oder Detergenzien zur Anwendung gelangen. Insbesondere können die aus der Klärung von In­ dustrieabwässern bzw. der Galvanotechnik bekannten Wasserrei­ nigungsverfahren eingesetzt werden. Weiterhin ist die Verwen­ dung von organischen Lösungsmitteln, z. B. Waschbenzin, möglich, wobei nach Abschluß der Reinigung die Bodensäule 4 vom Extrak­ tionsmittel freigespült werden muß.

In bestimmten Fällen eignet sich zur Reinigung der Bodensäule 4 auch die Vakuumextraktion und die Einleitung geeigneter Gase in die den Reaktionsraum bildende Kammer 1. Die Anwendung dieser Verfahren eignet sich insbesondere bei gas- und dampf­ förmigen Schadstoffgemischen bzw. bei solchen Schadstoffge­ mischen, die durch chemische Reaktionen, Vakuum- und/oder Energieeintrag gasförmig oder wasserlöslich gemacht werden können.

Wird als Reinigungsmedium ein Gas verwendet, so muß dieses aus der Kammer 1 abgesaugt werden. Hierzu ist bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 am Deckel 2 a der Kammer 1 ein Absaugstutzen 18 angeordnet, an den eine Saugpumpe 19 angeschlossen ist, die das im oberen Bereich der Bodensäule 4 angesammelte Reini­ gungsgas einer Gasaufbereitung 20 zuführt.

Anstelle oder ergänzend zu den bisher beschriebenen Reini­ gungsmedien wird bedarfsweise thermische Energie, z. B. in Form von Wasserdampf oder Heißwasser oder nach dem Induktionsprin­ zip erzeugte Energie auf die zu reinigende Bodensäule 4 ge­ bracht.

In vielen Fällen enthält das über die Förderpumpe 15 oder die Saugpumpe 19 aus der Bodensäule 4 entfernte Reinigungsmedium noch ein Gemisch aus Bodenpartikeln. Diese werden dann außer­ halb der Bodensäule von dem ausgetragenen Gemisch getrennt und anschließend wieder in die Kammer 1 verfüllt.

Für die Durchführung des Verfahrens ist entscheidend, daß der Dichtungspfropfen 5 die Kammer 1 an deren Unterseite aus­ reichend abdichtet, damit Reinigungsmedium nicht in darunter­ liegende Bodenschichten entweichen kann. Bei der Ausführungs­ variante des Verfahrens gemäß der Fig. 1 wird der Dichtungs­ pfropfen 5 nach der Absenkung der Kammerwand 2 der Kammer 1 bis auf die geforderte Arbeitstiefe gebildet. Hierzu wird Dichtungsmittel, welches in einem Behälter 22 gespeichert ist, mittels einer zweiten Druckpumpe 23 zu am unteren Ende der Kammerwand 2 angeordneten Sprühdüsen geführt, aus denen das Dichtungsmittel in horizontaler Richtung in die Kammer 1 aus­ strömt und dabei eine geschlossene, horizontale Schicht bildet. Das in die Kammer 1 eingespritzte, ursprünglich flüssige oder pastöse Dichtungsmittel härtet mit der Zeit aus und bildet dabei den für das Reinigungsmedium undurchlässigen Dichtungspfropfen 5. Als Dichtungsmittel eignet sich auch ins­ besondere eine Binärmischung zweier Stoffe, die erst nach dem Austreten aus den Sprühdüsen aushärtet oder zumindest eine undurchlässige Schicht bildet. Als Sprühdüsen für das Dich­ tungsmittel können, wie beim Ausführungsbeispiel, auch die zur Abgabe des Reinigungsmediums vorgesehenen Austrittsdüsen 10 verwendet werden, wobei nach Erstellung des Dichtungspfropfens 5 die Kammer 1 geringfügig angehoben werden muß, um die Aus­ trittsdüsen 10 zur Ausspülung der Dichtungsmittelreste und zur Einleitung des Reinigungsmediums freizugeben. Die Sprühdüsen und Austrittsdüsen 10 können jedoch auch in verschiedenen Ebe­ nen angeordnet sein, um eine Wandwegsamkeit infolge des Anhebens zu vermeiden.

Die Fig. 2 läßt erkennen, daß die Austrittsdüse 10 am unteren Ende einer in der Kammerwand 2 angeordneten, kanalartigen Zuführung 24, die an die Druckpumpen 8 bzw. 23 angeschlossen ist, ausgebildet ist. Die horizontal ausgerichtete Austritts­ düse 10 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, radial zum Zentrum der Kammer 1 hin ausgerichtet. Falls die Austrittsdüse auch als Sprühdüse zur Einleitung des Dichtungsmittels herangezogen wird, kann es vorteilhaft sein, die Austrittsdüse 10 leicht tangential auszurichten, um so eine gleichmäßigere Verteilung des austretenden Dichtungsmittels zu bewirken. Bleche 25 vor der Austrittsöffnung der Austrittsdüse 10 verhindern deren Be­ schädigung oder Abscherung beim Eintreiben der Kammerwand 2.

Die Kammerwand 2 läuft an ihrer Unterkante 11 in einer mit Zähnen 26 versehenen Bohrkrone 27 aus, die aus einem gehärteten Werkstoff besteht.

Vorteilhafterweise wird das Verfahren zur Reinigung von schad­ stoffhaltigen Bodenschichten nach dem in der Fig. 3 in drei Stufen dargestellten Ablaufschema durchgeführt. Im oberen Teil von Fig. 3 ist zu erkennen, wie in der schraffiert darge­ stellten Reihe von Kammern 1 a der Reinigungsprozeß bereits ab­ geschlossen ist, während nahezu zwei weitere Reihen von un­ schraffiert dargestellten Kammern 1 b bereits in den Boden ab­ gesenkt sind, ohne daß der Reinigungsprozeß bereits begonnen hat. Mittelachsen noch zu setzender Kammern sind in Fig. 3 mit einem kleinen Kreuz bezeichnet.

Im mittleren Teil der Fig. 3 ist ein bereits fortgeschrittenes Verfahrensstadium dargestellt, in dem bereits zwei Kammern 1 c dem Boden wieder entnommen und in die noch unvollständige Reihe noch nicht gereinigter Kammern 1 b eingesetzt sind. Der Reinigungsprozeß ist bereits bis zur Hälfte der mittleren Reihe von Kammern fortgeschritten.

In dem im unteren Teil von Fig. 3 dargestellten, weiteren Ver­ fahrensstadium ist bereits mehr als eine komplette Reihe von Kammern 1 c dem Boden wieder entnommen und in Arbeitsrichtung weiter vorne wieder eingesetzt worden.

Um die in der Fig. 3 zu erkennenden, ungereinigten Bereiche zwischen jeweils benachbarten Kammern 1 zu vermeiden, können die zylindrischen Kammerwände 2 auch so in den Boden einge­ bracht werden, daß sich die zu reinigenden Bereiche über­ schneiden und die im Querschnitt etwa dreieckförmigen, unge­ reinigten Zwickel vermieden werden.

Wie Fig. 4 erkennen läßt, müssen die Kammern 1 nicht als zylindrische Rohre ausgebildet sein, sondern sie können auch die Gestalt von Vielecken aufweisen, die sich aus mehreren vertikal in den Boden eingelassenen Schalen 28 zusammensetzen. Jeweils eine den Querschnitt eines Sechsecks aufweisende Kammer 1 setzt sich aus vier, die Kammerwand 2 bildenden Schalen 28 zusammen, wobei diese Schalen 28 jeweils die Form eines an seiner Längsseite offenen Trapezes aufweisen.

In Fig. 5 ist dargestellt, daß die trapezförmigen Schalen 28 durch ineinander schiebbare Kupplungsstücke 29 a, 29 b mitein­ ander verbunden sind. Auf diese Weise werden die Schalen 28 während des Einbringens in das zu reinigende Erdreich geführt, wobei als zusätzlicher Vorteil ein Entweichen von schadstoff­ beladenem Reinigungsmedium in benachbarte Kammern durch eine besondere Gestaltung der Kupplungsstücke 29 a, 29 b vermieden wird. Jede Schale 28 ist mit sechs Zuführungen 24 versehen, an deren unteren Enden sich jeweils die Austrittsdüsen 10 für das Reinigungsmedium und das Dichtungsmittel befinden.

Bei der Ausführungsvariante gemäß der Fig. 6 befinden sich die Zuführung 24, die Austrittsdüsen 10 bzw. die Sprühdüsen in einem Bohrrohr 30, welches axial in die Kammer 1 eingeführt wird, was auch zugleich mit dem Eintreiben der Kammerwand 2 erfolgen kann. Bei dieser Ausführungsvariante ist die Kammer­ wand 2 als einfacher, zylindrischer Mantel ohne darin be­ findliche Bauteile ausgebildet, bzw. aus Schalen 28 gemäß der Ausführungsvariante nach den Fig. 4 und 5 zusammengesetzt.

Fig. 6 läßt erkennen, daß die Herstellung der Dichtungs­ pfropfen 5 in unterschiedlichen Tiefen des Erdreiches erfolgt, um Beeinträchtigungen der Grundwasserströmungen zu vermeiden. Im rechten Teil der Fig. 6 ist dargestellt, daß der Dichtungs­ pfropfen 5 nach Abschluß des Reinigungsvorganges durch eine bis zum Dichtungspropfen 5 vorgetriebene Hochdruck-Schneid­ lanze 31 durch Spülung mit einer Spülflüssigkeit 32 zerstört wird. Dies kann auch durch chemische Einwirkung erfolgen.

In der Fig. 7 ist dargestellt, daß nach Abschluß der Reinigung die Kammer 1 schrittweise angehoben wird, wobei durch die Ein­ wirkung eines Schwingungserregers 21 und/oder durch die Zugabe von aus den Austrittsdüsen 10 austretendem Bindemittel 33 die gereinigte Bodensäule 4 verfestigt wird. Auf diese Weise kann die durch die Reinigung oder durch eine auf die Reinigung folgende Hochdruckspülung zur Homogenisierung der Bodensäule 4 eintretende Lockerung des Erdreiches rückgängig gemacht werden. Spätere Setzungen des Erdreiches als Folge der Durch­ führung des beschriebenen Verfahrens werden dadurch vermieden.

Bezugszeichenliste

1  Kammer
1 a  Kammer
1 b  Kammer
1 c  Kammer
2  Kammerwand
2 a  Deckel
3  Bodenschicht
4  Bodensäule
5  Dichtungspfropfen
6  Grundwasserstand
7  Vorratsbehälter
8  erste Druckpumpe
9  Erhitzer
10  Austrittsdüse
11  Unterkante
12  Oberfläche
13  Überlauf
14  Auffangbehälter
15  Förderpumpe
16  Aufbereitungsstation
17  Wasservorratsbehälter
18  Absaugstutzen
19  Saugpumpe
20  Gasaufbereitung
21  Schwingungserreger
22  Behälter für Dichtungsmittel
23  zweite Druckpumpe
24  Zuführung
25  Bleche
26  Zahn
27  Bohrkrone
28  Schale
29 a  Kupplungsstück
29 b  Kupplungsstück
30  Bohrrohr
31  Hochdruck-Schneidlanze
32  Spülflüssigkeit
33  Bindemittel

Claims (24)

1. Verfahren zur Reinigung von schadstoffhaltigen Boden­ schichten, bei dem mit einem in die Bodenschichten einge­ brachten Reinigungsmedium die Schadstoffe an Ort und Stelle von den Bodenpartikeln getrennt und mit dem an die Boden­ oberfläche zurückgeführten Reinigungsmedium ausgetragen werden, wobei der Reinigungsvorgang jeweils innerhalb einer in den Boden eingebrachten Kammer durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Reinigungsvorganges die Kammer (1) nach unten hin durch eine für das Reinigungsmedium undurchlässige Schicht (5) abgeschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmedium im unteren Teil der Kammer (1) eingespeist und im oberen Teil der Kammer (1) abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige, schadstoffbeladene Reinigungsmedium über einen Überlauf (13) aus der Kammer (1) abfließt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für das Reinigungsmedium undurchlässige Schicht (5) nach Absenkung der Kammerwand (2, 28) der Kammer (1) auf die geforderte Arbeitstiefe gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die undurchlässige Schicht (5) durch Injezieren eines einen Dichtungspfropfen bildenden Mediums in den unteren Teil der Kammer (1) gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungspfropfen (5) nach Abschluß des Reinigungsvorganges durch mechanische und/oder chemische Einwirkung zerstört wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungspfropfen (5) durch Hochdruckspülung mit einer Spülflüssigkeit (32) zerstört wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmedium und/oder das den Dichtungspfropfen (5) bildende Medium über in der Kammerwand (2, 28) ausgebildete Zuführungen (24) in die Kammer (1) eingebracht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Reinigungsmedium und/oder das den Dichtungspfropfen (5) bildende Medium über ein in die Kammer (1) abgesenktes Bohrrohr (30) in die Kammer (1) eingebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kammer (1) nach Abschluß des Reinigungs­ vorganges durchspült wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) zur Homogenisierung der Bodensäule (4) mit einem Hochdruckstrahl durchspült wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß des jeweiligen Reinigungsvorganges zumindest Teile der Kammerwand (2, 28) der Bodenschicht (3) entnommen und in einen noch nicht gereinigten Bereich der Bodenschicht (3) versetzt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (2, 28) bzw. Teile der Kammerwand (2, 28) in der Weise versetzt werden, daß gereinigte und ungereinigte Bereiche der Bodenschicht (3) voneinander getrennt sind.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die für das Reinigungsmedium undurchlässigen Schichten (5) in einander benachbarten Kammern (1) in unterschiedlicher Tiefe der Bodenschicht (3) gebildet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gereinigte Boden je nach Erfordernis innerhalb der Kammer (1) mechanisch verdichtet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden mittels Schwingungsenergie verdichtet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gereinigte Boden durch Zugabe von Bindemittel (33) opti­ miert wird.

18. Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Boden­ schichten mittels eines in die Bodenschichten einge­ brachten, die Schadstoffe aufnehmenden Reinigungsmediums, das den Bodenschichten entnommen und anschließend aufbe­ reitet wird, mit einer von einer mindestens einteiligen Kammerwand umschlossenen Kammer, an deren Oberseite sich eine Abflußöffnung für das schadstoffbeladene Reinigungs­ medium befindet, insbesondere zur Durchführung des Ver­ fahrens nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (2, 28) mit mehreren Sprühdüsen versehen ist, die nahe der Unterkante (11) der Kammerwand (2, 28) in die Kammer (1) münden und über mindestens eine in der Kammerwand (2, 28) angeordnete Zuführung (24) mit einem Be­ hälter (22) in Verbindung stehen, in dem sich ein Dich­ tungsmittel befindet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (2) als zylindrisches Rohr ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (2, 28) aus mehreren, sich vertikal er­ streckenden und durch ineinander schiebbare Kupplungs­ stücke (29 a, 29 b) verbundenen Schalen (28) zusammengesetzt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) im Querschnitt die Form eines Vielecks auf­ weist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) in ihrem oberen Bereich mit einem Überlauf (13) versehen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) an ihrer Oberseite durch einen Deckel (2 a) druckdicht abgeschlossen und mit einem Absaugstutzen (18) an eine Saugpumpe (19) angeschlossen ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen auf die Bodensäule (4) einwirkenden Schwingungserzeuger (21).