DE3906403A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von mit schadstoffen belasteten boeden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von mit Schadstoffen belasteten Bodenarealen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Schadstoffbelastungen in Böden treten einerseits als Folge von Unfällen andererseits dann aber auch als Altlasten an den Standorten alter aufgelassener Industrien oder Müll­ deponien auf. Die Sanierung solcher - beispielsweise durch Mineralöle, Chlorwasserstoffe u.dgl. belasteter Böden wird heute in verschiedener Weise durchgeführt. Sofern das zu sanierende Bodenareal nicht zu groß ist, wird ein Bodenaus­ tausch insgesamt vorgenommen, wobei jedoch das Problem der Deponie des schadstoffbelasteten Bodens entsteht. In Fällen, in denen ein Bodenaustausch aufgrund der Größe des verseuchten Bereichs nicht in Frage kommt, wird versucht, den belasteten Bereich nachträglich so einzukapseln, daß der Übertritt der Schadstoffe in Nachbarbereiche, und ins­ besondere aber auch ins Grundwasser, vermieden wird. Wo auch diese Verfahrensweise nicht möglich ist, besteht dann noch die Möglichkeit, den belasteten Bereich mit Bohr-Brun­ nen zu umgeben, aus denen das durch die im Boden befindli­ chen Schadstoffe belastete Grundwasser abgepumpt und so ein Übertritt in benachbarte Bodenbereiche verhindert wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeit zur Reinigung von schadstoffbelasteten Böden in situ zu schaffen, indem ein Reinigungsverfahren sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung vor­ geschlagen werden, mit denen der Boden an Ort und Stelle gereinigt wird, so daß die Deponierung des ursprünglich mit Schadstoffen belasteten Boden entfällt.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß eine Verfahrensweise vorgeschlagen, die dadurch gekenn­ zeichnet ist, daß das zu reinigende Bodenareal durch senk­ rechtes Eintreiben von parallel beabstandeten durchgehenden Reihen von Profilwänden und senkrechtes Eintreiben von Profilwandabschnitten rechtwinklig zwischen jeweils benach­ barten Profilwand-Reihen mit Abstand voneinander bis in die erforderliche Reinigungstiefe in Teilreinigungsräume unter­ teilt wird, daß die Teilreinigungsräume nacheinander gerei­ nigt werden, indem jeweils das zwischen den benachbarten Profilwänden und Profilwandabschnitten eingeschlossene Bodenvolumen von der Oberfläche aus in senkrechter Richtung nach unten fortschreitend gelockert und die gelockerten Bodenteilchen mit einer unter Druck eingebrachten Reini­ gungsflüssigkeit behandelt und aufgeschwemmt werden, daß die Aufschwemmung aus den Teilreinigungsräumen kontinuier­ lich zur Bodenoberfläche abgefördert und dort die Bodenpar­ tikel von der mit Schadstoffen beladenen Reinigungsflüssig­ keit getrennt wird, und daß die abgetrennten Bodenpartikel wieder in einen zuvor gereinigten Teilreinigungsraum einge­ bracht werden. Das zu reinigende Bodenareal wird also in ohne Zwischenraum aneinander anschließende Teilreinigungs­ räume unterteilt, die jeweils einzeln aufeinanderfolgend und von der Bodenoberfläche aus bis in die erforderliche Tiefe gereinigt werden, wobei der eigentliche Reinigungs­ vorgang darin besteht, daß die gelösten Bodenpartikel der Waschwirkung eines Hochdruckstrahls einer Reinigungsflüs­ sigkeit ausgesetzt werden, welche üblicherweise wohl von - ggf. mit Zusätzen versehenem - Wasser gebildet wird.

Die parallelen Profilwand-Reihen werden zweckmäßig von an ihren Stoßstellen abgedichtet miteinander verbundenen Spundwänden gebildet, und ebenso werden die rechtwinklig zu den parallelen Profilwand-Reihen verlaufenden Profilwand­ abschnitte von entsprechenden Spundwandabschnitten gebil­ det, deren Breite im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den beiden benachbarten Profilwand-Reihen ist, zwischen denen sie eingetrieben werden. Während die Spund­ wand-Reihen also an den Stoßstellen zweier aufeinanderfol­ gender Spundwände durch übliche Spundwandschlösser abge­ dichtet verbunden werden, ist eine solche - an sich mögliche - Abdichtung zwischen den Spundwand-Reihen und den querverlaufenden Spundwandabschnitten in der Regel nicht vorgesehen, weil der Übertritt von Schadstoffen in einen Teilreinigungsraum aus einem noch nicht behandelten benach­ barten Teilreinigungsraum durch geeignete Maßnahmen weitestgehend vermieden werden kann.

Bei geeigneten, d.h. nicht zu schweren Böden, erfolgt die s,'Q:'Lockerung des Bodens in den Teilreinigungsräumen aus­ schließlich mittels wenigstens eines im wesentlichen horizontal gerichteten Hochdruckstrahls der Reinigungs­ flüssigkeit, dessen bzw. deren Strahlrichtung in der horizontalen Ebene derart verändert wird, daß das Boden­ volumen jeweils innerhalb der gesamten Fläche des Teilrei­ nigungsraums schichtweise gelöst und dabei bereits Schadstoffe von den Bodenpartikeln abgewaschen und in der Reinigungsflüssigkeit aufgenommen werden.

Bei Böden, deren Gefüge ausschließlich durch Hochdruck­ strahlen der Reinigungsflüssigkeit nicht oder nicht hinrei­ chend gelockert und aufbereitet werden kann wird das Bodengefüge in dem jeweils zu bearbeitenden Teilreinigungs­ raum vor oder gleichzeitig mit der Lockerung des Bodenge­ füges durch den bzw. die Hochdruckstrahlen der Reinigungs­ flüssigkeit mechanisch aufgebrochen.

Die aus der Reinigungsflüssigkeit und den Bodenpartikeln gebildete Aufschwemmung wird in einer bevorzugten Weiter­ bildung der Erfindung vor dem Austragen aus dem Teilreini­ gungsraum durch einen Waschraum geführt, in welchem die aufgeschwemmten Bodenpartikel der Einwirkung weiterer Hoch­ druckstrahlen der Reinigungsflüssigkeit ausgesetzt werden, worauf die Aufschwemmung aus dem Waschraum abgepumpt wird.

Um den Übertritt von Schadstoffen von noch nicht behandel­ ten Teilreinigungsräumen in den jeweils gerade in Bearbei­ tung befindlichen Teilreinigungsraum zu verhindern und außerdem im in Bearbeitung befindlichen Teilreinigungsraum aufgrund des Drucks des Grundwassers den sogenannten Grund­ bruch zu verhindern, empfiehlt es sich, den Wasserstand innerhalb des jeweils gerade in Behandlung befindlichen Teilreinigungsraumes erforderlichenfalls durch Einbringung von Wasser auf der Höhe des Grundwasserspiegels der anschließenden Teilreinigungsräume zu halten. Als Reini­ gungsflüssigkeit wird Wasser verwendet, welchem Lösungs-, Binde- und/oder Flockungsmittel für die von den Boden­ partikel abzureinigenden Schadstoffen zugegeben werden kön­ nen, um die Reinigungswirkung zu erhöhen bzw. auch die spätere Trennung der Reinigungsflüssigkeit von den aufge­ nommenen Schadstoffen in der äußeren Trennanlage zu erleichtern.

Den in die zuvor behandelten Teilreinigungsräume zurückge­ führten Bodenpartikel können Zuschläge zur Erzielung eines gewünschten Bodengefüges zugegeben werden. Außerdem wird die Zugabe solcher Zuschläge auch dann erforderlich sein, wenn mit der abgetrennten Reinigungsflüssigkeit sehr feine Bodenbestandteile mitgenommen werden, deren Volumen dann aber bei der Rückverfüllung fehlt.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnet sich aus durch ein auf den äußeren stirnseitigen Enden jeweils zweier benachbarter Profilwand-Reihen versetzbar anbringbares Traggerüst, an welchem in senkrechter Richtung absenkbar und wieder anheb­ bar ein Gerätekäfig angeordnet ist, dessen Abmessungen rechtwinklig zur Absenkrichtung nur geringfügig kleiner als die horizontalen Querschnittsabmessungen der Teilreini­ gungsräume sind, wenigstens ein im wesentlichen senkrecht im Gerätekäfig gehaltertes an eine Pumpe für Reinigungs­ flüssigkeit angeschlossenes Düsenrohr, an dessen unterem Ende wenigstens eine im wesentlichen horizontal gerichtete und durch Drehung des Düsenrohrs in der Strahlrichtung ver­ änderbare Düse angeordnet ist, einen im Gerätekäfig ange­ ordneten langgestreckten Waschraum, in welchem eine Anzahl von Reinigungsdüsen mündet, die ebenfalls an einer Reini­ gungsflüssigkeit unter Druck liefernden Pumpe angeschlossen sind, wobei der Waschraum einen Einlaß für die aus Reini­ gungsflüssigkeit und gelösten Bodenpartikeln erzeugte Auf­ schwemmung und eine Pumpe zum Abfördern der durch den Waschraum hindurchgetretenen Aufschwemmung in eine zu einer Trennanlage von Bodenpartikeln und Reinigungsflüssigkeit führende Leitung aufweist, und durch ein im Gerätekäfig gehaltenes, gereinigte Bodenpartikel zurück in den Teilrei­ nigungsraum führendes Verfüllrohr.

Um zu verhindern, daß die den jeweils in Behandlung befind­ lichen Teilreinigungsraum begrenzenden Spundwände sich infolge des Drucks des Bodens bzw. des Grundwassers in den benachbarten Teilreinigungsräumen verformen und dann das Herausheben des Gerätekäfigs nach der vollständigen Reini­ gung des Teilreinigungsraums behindern, empfiehlt es sich, einen dem Gerätekäfig in Absenkrichtung in nachschlepp­ baren, an den Profilwänden und/oder den Profilwandab­ schnitten abstützbaren Abstützkäfig vorzusehen.

Falls das Bodengefüge des zu reinigenden Bodens so beschaf­ fen ist, daß ein Lockern und Aufbrechen ausschließlich durch einen oder mehrere Hochdruckstrahl(en) der Reini­ gungsflüssigkeit nicht möglich ist, wird wenigstens ein drehantreibbar an der Unterseite des Gerätekäfigs gelager­ tes Bohr- oder Fräswerkzeug vorgesehen, welches den Boden im jeweils zu bearbeitenden Teilreinigungsraum zusätzlich mechanisch aufbricht und lockert.

Das Bohr- oder Fräswerkzeug hat dann zweckmäßig die Form einer an der gerätekäfigabgewandten Unterseite mit Schneid­ oder Fräszähnen besetzten Scheibe.

Sofern der Gerätekäfig mit einem mittig im Gerätekäfig gelagerten, drehangetriebenen Düsenrohr versehen ist, kann das scheibenförmige Bohr- oder Fräswerkzeug drehfest an diesem mittig drehangetriebenen Düsenrohr angeordnet sein, wobei die Scheibe einen Durchmesser hat, der etwas kleiner als der kleinste lichte Abstand zwischen zwei benachbarten Profilwänden oder Profilwandabschnitten ist. Der Drehan­ trieb für das Düsenrohr dient dann also gleichzeitig als Drehantrieb für das scheibenförmige Bohr- oder Fräswerk­ zeug.

Wenn andererseits im Gerätekäfig mehrere in gleichmäßigen Abständen über den Querschnitt verteilte drehantreibbare Düsenrohre vorgesehen sind, wird zweckmäßig an jedem drehantreibbaren Düsenrohr je ein Bohr- oder Fräswerkzeug vorgesehen, wobei die Durchmesser der mit Zähnen versehenen Scheiben dieser Werkzeuge dann so gewählt sind, daß sie ohne gegenseitige horizontale Überlappung die Querschnitt­ fläche des jeweils bearbeiteten Teilreinigungsraums mög­ lichst weitgehend ausfüllen. Die in den Eckbereichen und zwischen den scheibenförmigen Werkzeugen verbleibenden nicht durch die scheibenförmigen Werkzeuge aufgebrochenen zwickelförmigen Bodenbereiche haben dann ein minimales Volumen und die Rraft der zusätzlich einwirkenden Hoch­ druckstrahlen genügt in jedem Fall, um sie aufzubrechen und in der Reinigungsflüssigkeit aufzuschwemmen.

Das Traggestell für den Gerätekäfig sowie den ggf. vorge­ sehenen Abstützkäfig hat zweckmäßig die Form eines Portal­ krans, dessen senkrechte Stützschenkel auf den oberen stirnseitigen Enden jeweils zweier benachbarter paralleler Profilwand-Reihen aufgelagert sind, und an dessen die Stützschenkel verbindendem Stegträger der Gerätekäfig sowie - gegebenenfalls - der Abstützkäfig absenkbar und anhebbar gehaltert ist bzw. sind.

Um das Versetzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Bearbeitung eines Teilreinigungsraums zum nächst benachbar­ ten Teilreinigungsraum zu erleichtern, empfiehlt es sich, an den freien Enden der Stützschenkel drehbar gelagerte Laufrollen vorzusehen, deren Laufflächen auf auf den stirn­ seitigen oberen Enden der Profilwand-Reihen angeordneten Laufschienen aufgesetzt sind. Von Vorteil kann es auch sein, wenn das Traggerüst gegen Klimaeinflüsse allseitig verkleidet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise verhin­ dert werden, daß ein gerade in der Behandlung befindlicher Teilreinigungsraum bei auftretenden starken Regenfällen mit Regenwasser volläuft. Gleichzeitig werden dadurch auch die Bedienungspersonen gegen Klimaeinflüsse, wie Rälte, Wind u.dgl. geschützt.

Besonders wirksam ist die im obenerwähnten Waschraum durch­ geführte zweite Waschbehandlung der Aufschwemmung aus gelösten Bodenpartikeln und Reinigungsflüssigkeit, wobei sich als besonders zweckmäßig eine Ausgestaltung des Wasch­ raums herausgestellt hat, bei welcher dieser eine langge­ streckte Kammer aufweist, in welche wenigstens zwei vor­ zugsweise aber mehrere in Längsrichtung der Kammer zueinan­ der versetzt angeordnete Paare von gegenüberliegenden Düsen münden, wobei im Einlaß der Kammer das Laufrad einer die Aufschwemmung der Reinigungsflüssigkeit und der gelösten Bodenpartikel im jeweiligen Teilreinigungsraum durch die Düsen-Kammer zu einem auslaßseitigen Waschraumsumpf fördernden Pumpe vorgesehen ist, während im Bereich des Waschraum-Sumpfes die Saugöffnung der die Aufschwemmung zur äußeren Trennanlage fördernden Pumpe angeordnet ist.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung in Verbin­ dung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Boden­ areal, welches in der erfindungsgemäßen Weise von im Boden eingeschlossenen Schadstoffen gereinigt werden soll;

Fig. 2 eine im Maßstab vergrößerte Draufsicht eines Teilareals des in Fig. 1 gezeigten Bodenareals, in welchem schematisch die Unterteilung des Bodens durch Spundwände in Teilreinigungsräume veranschaulicht ist;

Fig. 3 eine senkrechte Schnittansicht durch einen Teilreinigungsraum, wobei eine zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Vorrichtung in einer fortge­ schrittenen Arbeitsstellung schematisch dargestellt ist;

Fig. 4 den in den Teilreinigungsraum abgesenkten Gerätekäfig und den Abstützkäfig der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung in vergrößer­ tem Maßstab;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer gegen­ über der in Fig. 3 und 4 gezeigten Vorrich­ tung abgewandelten Reinigungsvorrichtung; und

Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Draufsicht auf ein durch Spundwände in mehrere Teilreinigungs­ räume unterteiltes zu reinigendes Boden- Teilareal, wobei schematisch die Lage der Düsenrohre einer mit mehreren Düsenrohren arbeitenden Reinigungsvorrichtung innerhalb eines Teilreinigungsraumes veranschaulicht ist.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht die Unter­ teilung eines bis in eine zuvor festgestellte Tiefe von belastenden Schadstoffen zu reinigenden Bodenareals 10 in Teilreinigungsräume durch in parallelem Abstand senkrecht in den Boden eingetriebene Reihen von Spundwänden 12, zwischen denen dann durch Eintreiben von Spundwandab­ schnitten 14 passender Größe jeweils rechtwinklig zwischen zwei benachbarten Spundwandreihen 12 in der Draufsicht im wesentlichen quadratische (oder rechteckige) Teilreini­ gungsräume gebildet werden. Die Reinigung des Bodens soll durch zeitlich aufeinanderfolgende Reinigung der Teilreini­ gungsräume 16 erfolgen. Es ist daher möglich, so vorzu­ gehen, daß Teilreinigungsräume jeweils nur in einem Teil­ areal des zu reinigenden Bodenareals gebildet werden, und dann nach der Reinigung dieser Teilreinigungsräume die Spundwände zu ziehen und in noch nicht gereinigte Teil­ areale zu versetzen, welche dann in Bearbeitung genommen werden. In der Zeichnung sind drei parallele Spundwand- Reihen 12 als durchgezogene Linien dargestellt, welche durch Spundwandabschnitte 14 in insgesamt 18 Teilreini­ gungsräume 16 unterteilt sind. Durch an den durchgezogenen Linien anschließende gestrichelte Linien ist die Lage von im Laufe des Reinigungsfortschritts später - durch Ver­ setzen der Spundwände - zu bildenden Teilreinigungsräumen 16 angedeutet.

Über der mittleren Reihe von Teilreinigungsräumen 16 ist außerdem eine drei dieser Teilreinigungsräume überdeckende Überdachung 18 schematisch angedeutet, unterhalb derer die später in Verbindung mit den Fig. 3 bis 5 beschriebenen Vorrichtungen zum Einsatz gebracht werden.

In Fig. 1 sind außerdem auf den oberen stirnseitigen Enden der die mittlere Reihe von Teilreinigungsräumen 16 begren­ zenden Spundwand-Reihen 12 noch Laufschienen 20 darge­ stellt, auf denen die vorstehend erwähnte Vorrichtung von einem zum anderen Teilreinigungsraum 16 verfahrbar ist. Der Abstand der jeweils benachbarter Spundwand-Reihen 12 bzw. Spundwandabschnitte 14 möge jeweils in der Größenordnung von etwa 3 m liegen, wobei dann also jeder Teilreinigungs­ raum eine horizontale Querschnittsfläche von 9 m² hat.

In Fig. 2 ist ein gegenüber Fig. 1 im Maßstab vergrößerter Teilauschnitt von vier durch Spundwand-Reihen 12 und Spund­ wandabschnitte 14 gebildeten Teilreinigungsräumen gezeigt, wobei die Profilierung der Spundwände erkennbar ist. Wenn das zu bearbeitende Bodenareal durch relativ lange Spund­ wand-Reihen 12 und zugeordnete Spundwandabschnitte 14 unterteilt wird, werden die Spundwand-Reihen durch Verbin­ den entsprechend kürzerer Spundwände durch sogenannte "Spundwandschlösser" dicht miteinander verbunden. Die rechtwinklig zwischen jeweils benachbarter Spundwand-Reihen 12 eingesetzten Spundwandabschnitte 14 werden dagegen - in der Regel - nicht gegen die Spundwand-Reihen gesondert abgedichtet, obwohl dies in Sonderfällen durch Anordnung von expandierenden Dichtungen grundsätzlich möglich ist.

In Fig. 3 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 24 bezeichnete Vorrichtung zur Reinigung des jeweils in einem Teilreini­ gungsraum 16 eingeschlossenen Bodens gezeigt. Diese Vor­ richtung weist ein portalkranähnliches äußeres Traggestell 26 auf, welches also zwei im Abstand benachbarter Spund­ wand-Reihen 12 angeordnete senkrechte Stützschenkel 28 auf­ weist, deren obere Enden durch eine insgesamt einen horizontalen Stegträger 30 bildende Fachwerkkonstruktion verbunden sind. An den unteren freien Enden der Stütz­ schenkel 28 sind Laufrollen 32 drehbar gelagert, deren Laufflächen auf den Laufschienen 20 abrollen können und somit das Verfahren der Vorrichtung 24 von einem - bereits gereinigten - Teilreinigungsraum 16 zu einem nächstfolgen­ den - noch zu reinigenden - Teilreinigungsraum ermöglichen. Innerhalb des von den Stützschenkeln 28 und den Stegträgern 30 gebildeten lichten Innenraums ist ein Gerätekäfig 34 und ein Abstützkäfig 36 angeordnet, welche an Seilen 38, 40 (oder Ketten) aufgehängt sind, die auf am Stegträger 30 gelagerten motorisch antreibbaren Seiltrommeln 42 aufge­ wickelt bzw. von diesen abwickelbar sind. In Fig. 3 ist der Gerätekäfig 34 und der Abstützkäfig 36 in einer bereits bis in einen Teilreinigungsraum 16 abgesenkten Stellung gezeigt, in welcher dann natürlich ein Verfahren der Vor­ richtung 24 zu einem anschließenden Teilreinigungsraum nicht möglich ist.

Die in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 1 erwähnte Überdachung ist bei der Vorrichtung 24 zu einer das Trag­ gestell 26 vollständig einschließenden, d.h. auch seitlich und stirnseitig abdeckenden und dadurch äußere Klimaein­ flüsse fernhaltenden Verkleidung 18 des Traggestells 25 weitergebildet.

Die im Gerätekäfig 34 der Vorrichtung 24 eingebauten Aggre­ gate sind der gegenüber Fig. 3 vergrößerten Darstellung der Fig. 4 zu entnehmen. Mittig ist im Gerätekäfig 34 ein senk­ rechtes Düsenrohr 44 durch einen wasserdicht gekapselten Motor 46 antreibbar gelagert. Am unteren, etwas vom Geräte­ käfig 34 vortretenden stirnseitig geschlossenen Ende ist das Düsenrohr 44 mit einer (oder mehreren in Umfangsrich­ tung versetzten) radial gerichteten Düse 48 versehen, aus welcher ein Hochdruckstrahl einer Reinigungsflüssigkeit, z.B. Wasser, austritt, sobald solche Reinigungsflüssigkeit dem Düsenrohr 49 über eine Leitung 50 und eine - nicht gezeigte - Drehkupplung am oberen Düsenrohr-Ende unter Druck zugeführt wird. Der bei drehangetriebenem Düsenrohr 44 umlaufende Hochdruckstrahl 52 dient beim gezeigten Aus­ führungsbeispiel sowohl als Werkzeug zum Lösen des im jeweiligen Teilreinigungsraum 16 eingeschlossenen Bodens, wobei die scharfe Beaufschlagung der aus dem Bodengefüge gelösten Bodenteilchen mit dem Hochdruck-Reinigungsstrahl auch eine Waschwirkung zur Folge hat, durch welche bereits ein großer Teil der an die Bodenpartikel gebundenen Schadstoffe abgewaschen und in der Reinigungsflüssigkeit aufgenommen wird. Die sich aus den gelösten Bodenpartikeln und der Reinigungsflüssigkeit bildende Aufschwemmung wird dann mit einer Pumpe 54 in einen langgestreckten rohrarti­ gen Waschraum 56 gefördert, in dem jeweils an gegenüberlie­ genden Seiten Paare von Waschdüsen 58 münden, die über - nicht gezeigte - Leitungen an eine äußere Quelle für unter hohem Druck zugeführte Reinigungsflüssigkeit angeschlossen sind. In Fig. 4 ist nur ein Paar solcher Waschdüsen 58 dargestellt. In der Praxis kann diese Zahl jedoch zur Erhö­ hung der Waschwirkung deutlich vermehrt werden. Erkennbar ist in der Zeichnungsfigur auch, daß die Waschdüsen 58 nicht radial, sondern etwas in Strömungsrichtung zum Auslaß des Waschraums 56 schräg geneigt angeordnet sind, um so eine Strahlwirkung in der über die Pumpe 54 zugeführten Aufschwemmung zu bewirken und diese in Richtung auf den an den Waschraum 56 anschließenden Pumpensumpf 60 zu beschleu­ nigen.

Im Pumpensumpf 60 ist eine weitere Pumpe 62 angeordnet, welche die aus dem Waschraum 56 austretende Aufschwemmung über eine Leitung 64 aus der Vorrichtung heraus zu einer (nicht dargestellten) Trennanlage für die in der Aufschwem­ mung enthaltenen Bodenpartikel und die inzwischen schadstoffbeladene Reinigungsflüssigkeit abpumpt. Die abge­ trennten, gereinigten Bodenpartikel werden dann gesammelt und können über ein beim vorstehenden Ausführungsbeispiel nicht gezeigtes Verfüllrohr wieder in den Teilreinigungs­ raum zurückgeführt werden. Die Betriebsweise der beschrie­ benen Vorrichtung ist so, daß der anfänglich innerhalb des lichten Innenraums des Traggestells 24 an den Seilen 38 hängende Gerätekäfig 34 ebenso wie der noch über dem Gerätekäfig angeordnete und an den Seilen 40 hängende Arbeitskäfig 36 durch Abwickeln der Windentrommeln 42 lang­ sam auf die Bodenoberfläche eines in einem zu bearbeitenden Teilreinigungsraum 16 eingeschlossenen Bodens abgesenkt werden, wobei über die Leitung 50 von einer Hochdruckpumpe geliefertes Wasser dem Düsenrohr 44 zugeführt wird. Dieses Wasser tritt dann als scharfer Hochdruckstrahl 52 aus der Düse 48 aus. Durch gleichzeitiges langsames Absenken und Drehen des Düsenrohrs wirkt der Hochdruckstrahl 52 dann sowohl als Aufbrechwerkzeug für das Bodengefüge, als auch als Reinigungsstrahl für die aus dem Gefüge gelösten Boden­ partikel, wodurch die an den Bodenteilchen haftenden Schadstoffe zumindest teilweise abgewaschen werden. Die dabei entstehende Aufschwemmung aus Bodenteilchen und Wasser wird über die Pumpe 54 abgezogen und in den Wasch­ raum 56 gefördert, wo die Bodenteilchen zusätzlich einer weiteren Waschbehandlung durch die aus den Waschdüsen 58 austretenden Strahlen behandelt werden.

Das Absenken des Gerätekäfigs - sowie das Nachführen des Abstützkäfigs 36 - wird so gesteuert, daß der im Teilreini­ gungsraum 16 eingeschlossene Boden allmählich schichtweise von oben nach unten abgetragen, gewaschen und in der Reini­ gungsflüssigkeit aufgeschwemmt und dann nach Durchlaufen des Waschraums weggepumpt wird. Auf diese Weise wird der gesamte im Teilreinigungsraum 16 eingeschlossene Boden nach und nach gereinigt und abgefördert. Wenn der Teilreini­ gungsraum 16 dann bis in die erforderliche Reinigungstiefe behandelt ist, kann er mit den zuvor gereinigten Bodenteil­ chen wiederum verfüllt werden, wobei es erforderlich sein kann, diesen gereinigten Bodenteilchen Zuschläge zuzugeben, um einerseits eine gewünschte Bodenstruktur zu erhalten und andererseits eventuellen Volumenverlust des Bodens durch den Reinigungsvorgang auszugleichen.

Der dem Gerätekäfig 34 nachgeführte und - zumindest in gewissem Maße unabhängig vom Gerätekäfig bewegbare Arbeits­ käfig 36 dient zur Aussteifung des Teilreinigungsraums in dem vom Boden befreiten Raum oberhalb des Gerätekäfigs, wofür er mit entsprechenden unter Druck an den Spundwänden 12 bzw. den Spundwandabschnitten 14 zur Anlage bringbaren Abstützelementen 66 versehen ist. Die zum Andrücken der Abstützelemente 66 an der Spundwand-Einfassung vorzusehenden - beispielsweise von Druckzylindern gebildeten - Andruckor­ gane sind in der Zeichnungsfigur nicht dargestellt.

In Fig. 5 ist schematisch ein abgewandelter Gerätekäfig 34′ einer Reinigungsvorrichtung 24 gezeigt, die im übrigen der Reinigungsvorrichtung gemäß Fig. 3 entsprechen möge. Der Gerätekäfig 34′ ist für den Einsatz in solchen Fällen vorgesehen, bei denen ein (oder mehrere) Hochdruckstrahl 52 alleine nicht ausreicht, um das Bodengefüge aufzubrechen. In Weiterbildung des zuvor beschriebenen Ausführungsbei­ spiels ist deshalb am unteren freien Ende des drehangetrie­ benen Düsenrohrs 44 ein Bohr- oder Fräswerkzeug 66 vorge­ sehen, welches das Bodengefüge mechanisch aufbricht, worauf dann die aus den Düsen 48 austretenden Hochdruckstrahlen 52 die weitere Zerkleinerung des Bodens bis auf Partikelgröße, deren Vorwäsche und die Bildung der Aufschwemmung über­ nehmen.

Das Bohr- oder Fräswerkzeug 68 hat die Form einer kreisför­ migen Scheibe 70, die drehfest mit dem Düsenrohr 44 verbun­ den ist. Von der gerätekäfigabgewandten Unterseite der Scheibe 70 stehen Bohr- oder Fräszähne 72 vor, welche auch bei sehr dichtem und festem Bodengefüge wirksam sind. Durch das drehangetriebene scheibenförmige Werkzeug 68 wird also zunächst der unter der Scheibe liegende Bereich des Bodens mechanisch aufgebrochen, wobei das aufgebrochene Boden­ volumen durch die Hochdruckstrahlen 52 aus der entstehenden Vertiefung herausgespült wird. Außerdem entfalten die Hoch­ druckstrahlen 52 dann wiederum ihre Schneidwirkung auf die an die entstehende mittlere Vertiefung angrenzenden Boden­ bereiche und lösen und lockern auch diese bis zu den abschottenden Spundwänden 12 bzw. Spundwandabschnitten 14.

In Fig. 5 sind zwei Düsen 48 schematisch angedeutet, von denen die eine noch etwas unterhalb der Zähne 72 einen horizontal nach außen gerichteten Hochdruckstrahl 52 erzeugt, während die zweite Düse 48 etwas in Höhenrichtung versetzt am Rand der Scheibe 70 des Werkzeugs 68 angeordnet ist.

Es ist darauf hinzuweisen, daß es ohne weiteres möglich ist, den Gerätekäfig 34 der in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschriebenen Reinigungs-Vorrichtung 24 in der in Fig. 5 veranschaulichten Weise umzurüsten indem am unteren freien Ende des Düsenrohrs 44 Einrichtungen vorgesehen werden, welche eine lösbare Kopplung des Werkzeugs 68 mit dem Düsenrohr 44 gestatten.

In Fig. 5 ist schließlich auch noch das beim voraus­ gehenden Ausführungsbeispiel nicht gezeigte Verfüllrohr 74 dargestellt, über welche die gereinigten Bodenpartikel zum Auffüllen in einen zuvor bearbeiteten geleerten Teilreini­ gungsraum 16 zurückgeführt werden können.

Die Fig. 6 dient schließlich noch zu rein schematischen Veranschaulichungen einer Abwandlungsmöglichkeit für die Ausbildung des Gerätekäfigs, welche darin besteht, daß anstelle eines mittig angeordneten drehangetriebenen Düsen­ rohrs vier parallele senkrechte Düsenrohre mit Abstand von­ einander drehantreibbar im Gerätekäfig angeordnet werden. Jedem dieser Düsenrohre 44 ist dann jeweils ein Teilvolumen des im zu bearbeitenden Teilreinigungsraum 16 eingeschlos­ senen Bodenvolumens zugeordnet. An den Düsenrohren 44 kön­ nen dann entweder ausschließlich Düsen 48 zur Erzeugung von Hochdruckstrahlen 52 vorgesehen sein, oder es können auch dem Werkzeug 68 im wesentlichen entsprechende, im Scheibenumfang jedoch entsprechend verkleinerte Bohr- oder Fräswerkzeuge vorgesehen werden.

In Fig. 6 ist schließlich noch eine Maßnahme veranschau­ licht, wie die Verformung der den gerade in Bearbeitung befindlichen Teilreinigungsraum seitlich abschließenden Spundwände 12 verhindert werden kann, wenn von diesen seit­ lich anschließenden Teilreinigungsräumen ein Druck auf die erwähnten Spundwände 12 ausgeübt wird. Hierzu werden Zug­ bänder 76 an den oberen stirnseitigen Enden der abzu­ sichernden Spundwände 12 einerseits und den oberen Enden der nächst folgenden parallelen Spundwände 12 befestigt.

Claims (21)

1. Verfahren zur Reinigung von mit Schadstoffen belasteten Bodenarealen, dadurch gekennzeichnet,
daß das zu reinigende Bodenareal durch senkrechtes Eintrei­ ben von parallel beabstandeten durchgehenden Reihen von Profilwänden und senkrechtes Eintreiben von Profilwandab­ schnitten rechtwinklig zwischen jeweils benachbarten Profilwand-Reihen mit Abstand voneinander bis in die erfor­ derliche Reinigungstiefe in Teilreinigungsräume unterteilt wird,
daß diese Teilreinigungsräume nacheinander gereinigt werden, indem jeweils das zwischen den benachbarten Profil­ wänden und Profilwandabschnitten eingeschlossene Boden­ volumen von der Oberfläche aus in senkrechter Richtung nach unten fortschreitend gelockert und die gelockerten Boden­ teilchen mit einer unter Druck eingebrachten Reinigungs­ flüssigkeit behandelt und aufgeschwemmt werden,
daß die Aufschwemmung aus den Teilreinigungsräumen kontinu­ ierlich zur Bodenoberfläche abgefördert und dort die Boden­ partikel von der mit Schadstoffen beladenen Reinigungs­ flüssigkeit getrennt wird, und
daß die abgetrennten Bodenpartikel wieder in einen zuvor gereinigten Teilreinigungsraum eingebracht werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Profilwand-Reihen aus an ihren Stoß­ stellen abgedichteten miteinander verbundenen Spundwänden gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Profilwandabschnitte aus Spundwandab­ schnitten gebildet werden, deren Breite im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den beiden benachbarten Profilwand-Reihen ist, zwischen denen sie eingetrieben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lockerung des Bodens in den Teil­ reinigungsräumen mittels wenigstens eines im wesentlichen horizontal gerichteten Hochdruckstrahls der Reinigungsflüs­ sigkeit bewirkt wird, dessen bzw. deren Strahlrichtung in der horizontalen Ebene derart verändert wird, daß das Bodenvolumen jeweils innerhalb der gesamten Fläche des Teilreinigungsraums schichtweise gelöst und dabei bereits Schadstoffe von den Bodenpartikeln abgewaschen und in der Reinigungsflüssigkeit aufgenommen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodengefüge in dem jeweils zu bearbeitenden Teilreinigungsraum vor oder während der Lockerung des Bodengefüges durch den bzw. die Hochdruckstrahlen der Reinigungsflüssigkeit mechanisch auf­ gebrochen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aus der Reinigungsflüssigkeit und den Bodenpartikeln gebildete Aufschwemmung vor dem Austragen aus dem Teilreinigungsraum durch einen Waschraum geführt wird, in welchem die aufgeschwemmten Bodenpartikel der Ein­ wirkung weiterer Hochdruckstrahlen der Reinigungsflüssig­ keit ausgesetzt werden, worauf die Aufschwemmung aus dem Waschraum abgepumpt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstand innerhalb des jeweils gerade in Behandlung befindlichen Teilreinigungsraumes erforderlichenfalls durch Einbringung von Wasser auf der Höhe des Grundwasserspiegels der anschließenden Teilreini­ gungsräume gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser Lösungs-, Binde- und/oder Flockungsmittel für die von den Bodenpartikeln abzureinigenden Schadstoffe zugegeben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den in die zuvor behandelten Teilreini­ gungsräume zurückgeführten Bodenpartikeln Zuschläge zur Erzielung eines gewünschten Bodengefüges und/oder zum Ersatz von mit der abgetrennten Reinigungsflüssigkeit abge­ führten Bodenbestandteilen zugesetzt werden.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch
ein auf den äußeren stirnseitigen Enden jeweils zweier benachbarter Profilwand-Reihen (12) versetzbar anbringbares Traggerüst (26), an welchem in senkrechter Richtung absenk­ bar und wieder anhebbar ein Gerätekäfig (34) angeordnet ist, dessen Abmessungen rechtwinklig zur Absenkrichtung nur geringfügig kleiner als die horizontalen Querschnittsab­ messungen der Teilreinigungsräume (16) sind,
wenigstens ein im wesentlichen senkrecht im Gerätekäfig gehaltertes an eine Pumpe für Reinigungsflüssigkeit ange­ schlossenes Düsenrohr (44), an dessen unterem Ende wenig­ stens eine im wesentlichen horizontal gerichtete und durch Drehung des Düsenrohrs (44) in der Strahlrichtung veränder­ bare Düse (48) angeordnet ist,
einen im Gerätekäfig (34) angeordneten langgestreckten Waschraum (56), in welchem eine Anzahl von Reinigungsdüsen (58) mündet, die ebenfalls an einer Reinigungsflüssigkeit unter Druck liefernden Pumpe angeschlossen sind, wobei der Waschraum (56) einen Einlaß für die aus Reinigungsflüssig­ keit und gelösten Bodenpartikeln erzeugte Aufschwemmung und
eine Pumpe (62) zum Abfördern der durch den Waschraum (56) hindurchgetretenen Aufschwemmung in eine zu einer Trennan­ lage von Bodenpartikeln und Reinigungsflüssigkeit führenden Leitung (64) aufweist, und durch ein im Gerätekäfig (34) gehaltenes gereinigte Bodenpartikel zurück in den Teilrei­ nigungsraum (16) führendes Verfüllrohr (74).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet, durch einen dem Gerätekäfig (34) in Absenkrichtung nachschlepp­ baren, an den Profilwänden (12) und/oder den Profilwandab­ schnitten (14) abstützbaren Abstützkäfig (36).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch wenigstens ein drehantreibbar an der Unterseite des Gerätekäfigs (34) gelagertes Bohr- oder Fräswerkzeug (68).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohr- oder Fräswerkzeug (68) die Form einer an der gerätekäfigabgewandten Unterseite mit Schneid- oder Fräszähnen (72) besetzten Scheibe (70) hat.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittig im Gerätekäfig (34) gelagertes drehangetriebenes Düsenrohr (44) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in gleichmäßigen Abständen über den Querschnitt des Gerätekäfigs (34) verteilt mehrere drehantreibbare Düsenrohre (44) vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit Bohr- oder Fräszähnen (72) versehene Scheibe (70) am mittigen drehangetriebenen Düsenrohr (44) angeordnet ist, und daß die Scheibe (70) einen Durchmesser hat, der kleiner als der kleinste lichte Abstand zwischen zwei benachbarten parallelen Profilwänden (12) oder Profil­ wandabschnitten (14) ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13 und Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem drehantreibbaren Düsenrohr (44) je ein Bohr- oder Fräswerkzeug (68) vorgesehen ist, und daß die Durchmesser der mit Zähnen (72) versehenen Scheiben (70) dieser Werkzeuge so gewählt sind, daß sie ohne gegenseitige horizontale Überlappung die Querschnitts­ fläche des jeweils bearbeiteten Teilreinigungsraums möglichst weitgehend ausfüllen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell (26) die Form eines Portalkrans hat, dessen senkrechte Stützschenkel (28) auf den oberen stirnseitigen Enden jeweils zweier benach­ barter paralleler Profilwand-Reihen (12) aufgelagert sind, und an dessen, die Stützschenkel (28) verbindendem Steg­ träger (30) der Gerätekäfig (34) sowie ggf. der Abstütz­ käfig (36) absenkbar und anhebbar gehaltert ist bzw. sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschenkel (28) an ihren freien Enden drehbar gelagerte Laufrollen (32) tragen, deren Laufflächen auf auf den stirnseitigen oberen Enden der Profilwand-Reihen (12) angeordneten Laufschienen (20) aufgesetzt sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst (26) gegen Klimaeinflüsse allseitig verkleidet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschraum (56) eine langge­ streckte Kammer aufweist, in welche wenigstens zwei vor­ zugsweise mehrere in Längsrichtung der Kammer zueinander versetzt angeordneten Paare von gegenüberliegenden Düsen (58) münden, daß im Einlaß der Kammer das Laufrad einer die Aufschwemmung der Reinigungsflüssigkeit und der gelösten Bodenpartikel im jeweiligen Teilreinigungsraum (16) durch die Düsen-Kammer zu einem auslaßseitigen Waschraum-Sumpf (60) fördernden Pumpe (54) vorgesehen ist, und daß im Bereich des Waschraum-Sumpfs (60) die Saugöffnung der die Aufschwemmung zur äußeren Trennanlage fördernden Pumpe angeordnet ist.