DE3921066A1 - Verfahren und anlage zur mikrobiologischen altlastensanierung kontaminierter boeden - Google Patents
Verfahren und anlage zur mikrobiologischen altlastensanierung kontaminierter boedenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bodendekonta
minierung mittels Mikroorganismen, bei dem in den ausge
hobenen, mit einem oder mehreren organischen Schadstoffen
kontaminierten Erdboden chargenweise schadstoffspezifische
Mikroorganismen in Gegenwart von Wasser, Sauerstoff und
das Wachstum der Organismen fördernder Stoffe eingebracht
werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anlage zur
Durchführung des Verfahrens.
Bodenflächen weisen nach der industriellen Nutzung
häufig neben den verbleibenden Bauresten auch chemische
Verunreinigungen auf. Auch durch Unglücksfälle kommt es
häufig zur Belastung von Böden durch organische Schadstoffe.
Während Baureste meist ohne großen Aufwand, zumindest aber
mit leicht überschaubarem Aufwand entfernt werden können,
stellen kontaminierte Böden eine Erschwernis für die Wieder
verwendung solcher Grundstücke dar, die häufig nur mit
erheblichem finanziellem und zeitlichem Aufwand beseitigt
werden kann. Bekannt ist es, solche Böden aus dem Verband
herauszunehmen und dann mit Wasser o. ä. Flüssigkeiten zu
durchfluten, um so die Schadstoffe auszulösen. Die Schad
stoffe werden dann aus dem Wasser entfernt. Nachteilig
bei diesem aus der DE-OS 36 33 699 bekannten Lösung ist
der große verfahrenstechnische Aufwand sowie der unbe
friedigende Reinigungserfolg. Darüber hinaus ist ein solcher
gereinigter Boden aufgrund der Temperaturbehandlung in
der Regel nicht sofort und ohne weiteren Aufwand als Kultur
boden zu verwenden. Weiter ist es bekannt, entsprechend
verunreinigte Böden einem direkt oder indirekten beheizten
Entgasungsprozeß bei mäßiger hoher Temperatur zu unter
ziehen. Auch hierbei muß der entsprechend gereinigte Boden
anschließend gesondert behandelt werden, um ihn wieder
als Kulturboden einzusetzen (DE-OS 36 35 068). Schließlich
ist versucht worden, mit Hilfe von entsprechenden Mikro
organismen Bodenkontaminierungen zu bekämpfen. Diese schad
stoffspezifischen Mikroorganismen werden in freier oder
fixierter Form in hoher Konzentration in Gegenwart von
Wasser, Sauerstoff und Mineralsalzen in den Boden einge
bracht (DE-OS 35 45 325). Die Mikroorganismen können nur
von außen an den Boden herangebracht werden und müssen
sich dann langsam durch den Boden hindurcharbeiten. Um
diesen Effekt zu verbessern, ist der Boden in ein Tiefbeet
eingebracht worden, das gegen den Untergrund abgedichtet
ist. Über eine Berieselungsanlage wird der ausgehobene
Boden gleichmäßig mit Wasser versorgt. Außerdem wird ver
sucht, für eine gleichmäßige Belüftung zu sorgen, indem
diese über perforierte Leitungen in das etwa 2 m hoch aufge
schüttete Erdreich gedrückt wird (Zeitschrift "Münsterischer
Anzeiger", Freitag, 4. 3. 1988). Nachteilig bei allen mit
Mikroorganismen arbeitenden Verfahren ist der hohe Zeitauf
wand sowie die ungleichmäßige Reinigung durch die ange
setzten Mikroorganismen. Insbesondere bestehen erhebliche
Schwierigkeiten, wenn feinstkörnige oder bindige Böden
gereinigt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein umwelt
freundliches, unterschiedlichste Böden und verschiedene
Verschmutzungsgrade aufweisende Erdböden schonendes Dekonta
minierungsverfahren und eine zur Durchführung geeignete
Anlage zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der ausgehobene Erdboden zerkleinert und vergleichmäßigt
und dann einem Reaktor zugeführt und dort mit den Mikroorga
nismen beaufschlagt wird, wobei während dieses Prozesses
durch entsprechende Zufuhr für günstige Temperatur-,
Feuchte- und Nährstoffbedingungen gesorgt wird und daß
der Erdboden nach der Sanierung einer Walkverdichtung unter
hydraulischer Auflast unterzogen und schließlich einer
Nachrotte überlassen und dann wieder als kulturfähiger
Boden eingebracht wird.
Bei einem derartigen Verfahren wird zunächst einmal
durch die besondere und gezielte Sanierung erreicht, daß
der Erdboden vollständig und gleichmäßig durch die Mikro
organismen durchdrungen und gereinigt wird. Die Mikroorga
nismen können aufgrund der günstigen Verhältnisse gleich
mäßig und schnell an die Stellen gelangen, wo sie den konta
minierten Boden von den Schadstoffen durch entsprechende
Umwandlung befreien. Dabei werden sie vorab durch entspre
chende Nährstoffe in die Lage gebracht, gestärkt und recht
zeitig an die zu reinigenden Bereiche heranzukommen, um
dann durch günstige Temperatur-, Feuchte- und Nährstoff
bedingungen jeweils in optimaler Verfassung gehalten zu
werden. Durch Abnahme jeweils kleiner Mengen kann dabei
kontinuierlich der jeweilige Reinigungsprozeß überprüft
werden, so daß rechtzeitig die gereinigten Materialien
aus dem Reaktor herausgeschleust werden können, um dann
weiterbehandelt zu werden. Diese Weiterbehandlung ermöglicht
eine Endreinigung, so daß auch evtl. noch vorhandene orga
nische Substanzen restlos abgebaut werden, ohne daß ein
Fäulnisvorgang auftritt. Die dabei eintretende und durch
die gleichmäßige Versorgung mit Luftsauerstoff garantierte
Durchpilzung des gesamten Materials führt zu einer Ent
seuchung, so daß die weitere Verwendung des gereinigten
Erdbodens hygienisch unbedenklich ist. Die gesamte End
reinigung läuft automatisch ab, wobei durch die entspre
chende Formgebung eine günstige Ablagerung bzw. Zwischen
lagerung möglich ist. Diese Nachrotte läßt somit einen
Boden entstehen, der als optimal kulturfähiger Boden be
zeichnet werden kann, der somit einer weiteren Verwendung
sofort und ohne weitere Behandlung zuzuführen ist. Insbe
sondere kann er als kulturfähiger Boden in die Entnahme
löcher bzw. -bereiche eingebracht werden, ohne daß weitere
Maßnahmen erforderlich wären.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß Erdboden und Mikroorganismen einem Druck
bis zu 200 bar ausgesetzt werden und daß während des Druck
prozesses den Dekontaminierungsprozeß unterstützende Be
dingungen geschaffen und eingehalten werden. Dabei wird
der Druck der Bodenart entsprechend eingestellt und vorzugs
weise mit zunehmender Korngröße verringert. Durch die ent
sprechende Einstellung des Druckes ist die gleichmäßige
Verteilung der Mikroorganismen, die praktisch in den Erd
boden hineingedrückt werden, sichergestellt, ohne daß
weitere Maßnahmen notwendig werden. Auch schluffige und
sehr feste Böden können auf diese Art und Weise wirksam
von Schadstoffen organischer u.ä. Art befreit werden.
Weiter ist es bei einer Art Drucksanierung vorteilhaft,
den kontaminierten Erdboden zunächst in kleinen Chargen
mit den Mikroorganismen dem hohen Druck oder Unterdruck
auszusetzen und erst dann einem großvolumigen Reaktor zuzu
führen und dort mit Nährstoffen für die Mikroorganismen
zu versorgen. Aufgrund dieser Vorschaltung der Druckstufe
ist es möglich, mit niedrigeren Drücken und darüber hinaus
mit einer verbesserten Durchmischung des Erdbodens mit
Mikroorganismen zu arbeiten. Der dann bereits mit Mikro
organismen angereicherte Erdboden wird dem großvolumigen
Reaktor zugeführt, wo die Arbeit und auch letztlich das
Wachstum der Mikroorganismen durch weitere Zugaben optimiert
wird, so daß anschließend optimal dekontaminierte Massen
zur Verfügung stehen, die dann der Nachbehandlung unterzogen
werden. Vorteilhaft ist somit bei dieser Verfahrensführung
vor allem die verbesserte Einbringung und Vergleichmäßigung
der Mikroorganismen und die Möglichkeit, mit geringeren
Drücken oder entsprechendem Unterdruck und kleineren Mengen
arbeiten zu können, wobei der eigentliche Reaktor bei Atmos
phärendruck arbeitet.
Eine besonders vorteilhafte vergleichmäßigte Reinigung
wird erzielt, wenn die Mikroorganismen während der Druckauf
lastung oder Druckerhöhung dem Erdboden zugeführt, vorzugs
weise injiziert werden. Die Mikroorganismen werden somit
mit dem Einbringen bzw. Injizieren "in Marsch gesetzt",
um den kontaminierten Erdboden zu durchdringen und dabei
zu reinigen. Besonders vorteilhaft ist dabei die gleich
mäßige Verteilung über den Gesamtboden, wodurch der Bodenart
angepaßt alle Bereiche wirksam von den Mikroorganismen
durchgearbeitet werden. Auch ist es möglich, die Mikroorga
nismen zusammen mit Nährstoff dem Erdboden zuzuführen.
Damit erhalten diese die Möglichkeit, besonders gestärkt
in alle Bereiche vorzudringen, um die vorhandenen Schad
stoffe dann umzuwandeln und den Erdboden so sicher zu
reinigen.
Die Bedingungen für die Mikroorganismen können gezielt
optimiert werden, indem das Wasser vorgewärmt zugegeben
wird bzw. der Boden bei oder vor der Zuführung der Mikro
organismen erwärmt wird. In beiden Fällen können die Be
dingungen im Druckreaktor von außen her bereits vorbereitet
und optimiert werden, wobei insbesondere die gleichmäßige
Temperatur durch die Beheizung des Druckreaktors sicherge
stellt ist. Die Vorbereitung außerhalb des Druckreaktors
erleichtert allerdings die durchgehend gleiche Beheizung,
ohne daß entsprechend aufwendige Einbauten im Druckreaktor
benötigt werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann gleich
zeitig auch Klärschlamm der notwendigen Aufbereitung unter
zogen werden, indem dem Erdboden vor der Walkverdichtung
Bio-Müll zugemischt wird. Durch die Zugabe des Bio-Mülls
wird dabei der Nachrotteprozeß vergleichmäßigt und gleich
zeitig begünstigt. Zweckmäßigerweise wird dabei dem Erdboden
10 bis 15 Gew.-% Bio-Müll zugemischt. Dieses ebenfalls
umweltfreundlich aufzuarbeitende Material wird dann beim
Nachrotteprozeß gleichzeitig mitkultiviert.
Der Nachrotteprozeß wird gezielt weiter dadurch beein
flußt, daß der Bio-Müll vor der Walkverdichtung mit dem
drucksanierten Erdboden mit den Rotteprozeß beeinflussenden
Mikroorganismen geimpft wird.
Für das der Drucksanierung entnommene Material reicht
in der Regel ein relativ geringer Wassergehalt aus, um
den Nachrotteprozeß in der vorgesehenen Zeitspanne ablaufen
zu lassen. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß die Mischung
auf einen Wassergehalt von 45 bis 60% eingestellt wird,
wobei wie bereits erwähnt die notwendige Feuchte über den
Bio-Müll bzw. Berieselung zugesteuert wird.
Es hat sich herausgestellt, daß die angestrebte Durch
pilzung und damit Nachreinigung eine gewisse Zeitspanne
erfordert. Die Zwischenlagerung ist aufgrund der Formgebung
ohne Schwierigkeiten möglich. Dabei ist vorgesehen, daß
die Preßlinge einer drei bis vier Wochen betragenen Nach
rotte unterzogen werden. In dieser Zeit ist die Durchpilzung
abgeschlossen und damit ein durchgehend gleichmäßiger
kulturfähiger Boden vorhanden. Die gleichmäßige Durchpilzung
und Reinigung wird dabei insbesondere auch noch dadurch
erreicht, daß die Preßlinge unter Wahrung eines die Belüf
tung garantierenden Kanalsystems palettiert und dann
zwischengelagert werden.
Der entsprechend gereinigte Boden kann ohne weitere
Behandlung zur Deponie gebracht oder aber wieder in die
ausgehobene Stelle eingebracht werden, wenn der Erdboden
nach der Nachrotte einer Feinaufbereitung unterzogen wird,
wobei der Siebüberlauf der Deponie zugeführt und der Sieb
durchlauf den früheren Aushub jetzt als gereinigter kultur
fähiger Boden ersetzend wieder abgelagert wird. Diese Fein
aufbereitung kann und wird dabei zweckmäßigerweise so einge
stellt, daß die an Bio-Müll zugegebene Menge etwa hier
wieder abgenommen, d.h. abgesiebt wird, so daß die gleiche
Menge an Erdboden wieder zugegeben wird, wo sie
vorher als kontaminierter Boden entnommen worden ist.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß neben den Nährstoffen auch Klimaverbesserer
zugeführt werden. Hierunter sind insbesondere Beheizung
und Wasserzufuhr zu verstehen. Denkbar ist es aber auch,
das Klima im Reaktor durch weitere Komponenten zu beein
flussen, um so das Gedeihen und Leben der Mikroorganismen
zu steigern.
Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Erfin
dung ist vorgesehen, daß der Erdboden mit den Mikroorganis
men während der Nährstoffzufuhr intensiv durchmischt wird.
Hierdurch ist sichergestellt, daß auch wirklich alle Mikro
organismen gleichzeitig mit den Nährstoffen versorgt und
so zur entsprechenden Reinigung des Erdbodens angeregt
werden.
Möglichst leistungsfähige Mikroorganismen gelangen
in den Reaktor, wenn, wie erfindungsgemäß vorgesehen, mit
der Zuführung von Mikroorganismen auch bereits geringere
Mengen Nährstoffe zugegeben werden. Die Nährstoffzufuhr
in diesen geringen Mengen erfolgt somit in der vorge
schalteten Druckstufe.
Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Anlage
mit einem Reaktor, wobei dieser mit Schleusen für den konta
minierten Erdboden sowie die Mikroorganismen, die Nährstoff
flüssigkeit sowie die Feuchte- und Wärmezufuhr ausgerüstet
ist. Dabei und damit ist eine Anlage vorgegeben, die vor
teilhaft kleinbauend überall dort zur Verfügung gestellt
werden kann, wo kontaminierte Böden vorhanden sind. Dabei
ist insbesondere vorgesehen, daß der Reaktor mit Aufberei
tungsstufe und Presse als mobile Einheit ausgebildet ist.
Da bei dem Reinigungsprozeß mit Hilfe der Mikroorganismen
in keiner Weise Schadstoffe freigesetzt werden können und
freigesetzt werden, ist somit ein sehr umweltfreundlicher
Prozeß zur Verfügung gestellt, der beispielsweise auch
in bewohnten Gebieten ohne weiteres Verwendung finden kann.
Bei Anwendung der Drucksanierung ist es vorteilhaft,
dem Reaktor eine Druckschleuse mit Verteilungsrohren für
die Mikroorganismenzufuhr vorzuordnen und eine Mischeinrich
tung zuzuordnen. Das Einschleusen der Mikroorganismen in
den Erdboden erfolgt in einer entsprechend kleinvolumigen
Druckschleuse, die darüber hinaus zweckmäßiger so ausge
bildet ist, daß der Druck jeweils den Bedingungen entspre
chend variiert werden kann. Der entsprechend geimpfte
Erdboden wird dann anschließend in den Reaktor eingebracht,
wo er mit den bereits darin befindlichen Erdbodenchargen
in der vorgesehenen und dem jeweiligen Verschmutzungsgrad
entsprechenden Zeitaufwand weiterbehandelt wird. Diese
Weiterbehandlung ist dadurch optimiert, daß über die Misch
einrichtung sichergestellt wird, daß die einzelnen Mikro
organismen mit den notwendigen Nährstoffen auch in Kontakt
kommen, also entsprechend angeregt den Erdboden reinigen.
Durch die Zufuhr von Temperatur, Feuchte und Nährstoffen
werden sie dabei in der jeweils optimalen Verfassung
gehalten, um ihre Aufgabe auch über die gesamte Zeit inner
halb des Reaktors wahrzunehmen.
Die Einbringung der Mikroorganismen wird erfindungs
gemäß dabei noch weiter verbessert, indem Verteilungsrohre
im Innenraum der Druckschleuse gleichmäßig verteilt und
vom eingefüllten Erdboden umgebend angeordnet ist. So können
die Mikroorganismen günstig verteilt werden, so daß die
Zeit innerhalb der Druckschleuse noch weiter reduziert
werden kann. Damit wird die Effektivität der Anlage und
des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert bei gleich
zeitiger Reduzierung der Kosten.
Das Einbringen der Mikroorganismen über die Vertei
lungsrohre ist ohne großen Aufwand möglich, indem diese
Verteilungsrohre mit dem Druckkolbenraum oder Kolbenstangen
raum verbunden sind. Die in die Verteilungsrohre einge
schleusten Mikroorganismen werden so bei Bewegen des Druck
kolbens in den Erdboden hineingedrückt oder gesaugt, wo
sie sich entsprechend der Aufgabenstellung gleichmäßig
verteilen und wirksam werden können.
Die nachfolgende Arbeit der Mikroorganismen im Reaktor
wird wie bereits vorne erwähnt durch die Mischeinrichtung
begünstigt, wobei diese erfindungsgemäß als langsamdrehende
Schnecke ausgebildet ist. Eine solche Ausbildung der Misch
einrichtung hat den Vorteil, daß damit auch gleichzeitig
ein langsamer und sicherer Transport in Querrichtung des
Reaktors erfolgt, so daß mit der Durchmischung das Erdboden
material auch gleichzeitig gemäß Reinigungsprozeß sich
dem Austrag des Reaktors nähert.
Um auch die Zufuhr von Wasser und Nährstoffen zu ver
gleichmäßigen ist vorgesehen, daß die Wasser-, Temperatur-
und Nährstoffzufuhrrohre oberhalb der Füllung des Reaktors
in diesen eingeführt und in im Reaktor verlaufende Rohre
mit Ausgleichsköpfen übergehen. Dabei ist es möglich, ent
sprechend vorgewärmtes Wasser oder Dampf zu verwenden,
um so die Temperatur innerhalb des Reaktors gleichmäßig
zu halten bzw. sie entsprechend zu beeinflussen. Über die
Ausgleichsköpfe wird eine Art Berieselung erreicht, so
daß der durch die Schnecke durchmengte und langsam vorwärts
transportierte Erdboden kontinuierlich mit dem Feuchtig
keits- und Nährstoffspender in Berührung bleibt.
Nach Verlassen der Nachrotte wird der dekontaminierte
und hygienische Erdboden so aufbereitet, daß er als Kultur
boden wieder verwendet werden kann, wozu die Erfindung
vorsieht, daß die Nachbereitungsstufe von einem Brecher
und Sieben gebildet ist. Über den Brecher werden die ent
sprechenden in der Brikollaren-Presse geformten Preßlinge
gleichmäßig zerteilt, wobei über die Siebe eine Trennung
des groben und des feinen Gutes möglich ist. Das grobe
Gut wird beispielsweise der Halde zugeführt, während die
der Siebdurchgang als Kulturboden zur weiteren Verwendung
zur Verfügung steht.
Die Nachbereitungsstufe hinter der Nachrotte ist zweck
mäßigerweise als Siebstufe ausgebildet. Damit ist ein ver
hältnismäßig geringerer apparativer Aufwand notwendig,
um das Material nach der Nachrotte so aufzubereiten, daß
es ohne weitere Behandlung wieder als vollständig kultur
fähiger und gereinigter Boden zur Verfügung steht.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus,
daß ein vorteilhaftes und in einer mobilen Einheit einsetz
bares Verfahren vorgeschlagen und entwickelt ist, das eine
schnelle und zugleich gleichmäßige Dekontaminierung von
kontaminierten Böden erlaubt. Zwar muß für die Sanierung,
vorzugsweise die Drucksanierung ein entsprechend apparativer
Aufwand getrieben werden, doch wird dieser mehr als dadurch
ausgeglichen, daß die vorhandenen kontaminierten Böden
gleichmäßig und schnell gereinigt werden können. Dabei
werden gleichzeitig durch die anschließende Nachrotte bzw.
die entsprechende Vorbehandlung für die Nachrotte Bedin
gungen geschaffen, die auch evtl. noch vorhandene weitere
Schadstoffe und Schädlinge so beseitigen, daß anschließend
dennoch ein vollständig kulturfähiger Boden vorhanden ist.
Gleichzeitig werden durch Entzug von Nährstoff noch vor
handene Mikroorganismen vernichtet, so daß sie im
anschließend kulturfähigen Boden keine Belästigung oder
Beeinträchtigung mehr darstellen. Durch die Verwirklichung
eines mobilen Systems brauchen keine übermäßigen genehmi
gungsrechtlichen Auflagen berücksichtigt werden. Die
gereinigten Bodenmengen werden dabei nach dem Reinigungs
prozeß und einer entsprechenden Zwischenlagerung möglichst
wieder an gleicher Stelle verbracht, so daß in jeder
Beziehung die vorher beeinträchtigte Landschaft und der
beeinträchtigte Boden wieder in der ursprünglichen Zusammen
setzung und Art und Weise zur Verfügung gestellt und zur
Verfügung gehalten wird. Vorteilhaft ist dabei insbesondere,
daß ein solcher Prozeß vollständig umweltfreundlich abläuft,
so daß er auch dort eingesetzt werden kann, wo eine auch
nur geringfügige Umweltbelastung ansonsten nicht zulässig
wäre. Durch die Druckschleuse wird der apparative Aufwand
entscheidend verringert und das Verfahren vereinfacht und
zugleich besser steuerbar gestaltet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen
standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausfüh
rungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und
Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema der Anlage
Fig. 2 ein Verfahrensschema mit Druckschleuse.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahrensschema sind
nur die wesentlichen Verfahrensschritte etwas detallierter
dargestellt. Mit (1) ist der Aushub bezeichnet, in den
später der herausgenommene Erdboden (2) wieder eingefüllt
wird bzw. der den herausgenommenen Erdboden (2) darstellt.
Dieser Erdboden (2) wird zunächst nach dem Herausnehmen,
vor allem Herausbaggern, einer Aufbereitungsstufe (3) zuge
führt.
Die Aufbereitungsstufe (3) dient dazu, den Erdboden
(2) zu zerkleinern und zu vergleichmäßigen, so daß über
das entsprechende Transportband ein entsprechend vorteilhaft
vorbereiteter und aufbereiteter Erdboden (2) dem Reaktor
(4) zugeführt werden kann.
Der Erdboden (2) wird vorzugsweise chargenweise über
die Schleuse (5) in den Reaktor (4) eingebracht, wo er
mit Mikroorganismen und Nährstoff sowie Feuchte und Wärme,
vor allem aber auch mit entsprechendem Druck bis zu 200 bar
beaufschlagt wird.
Nährstoffe und Mikroorganismen gelangen über die Schleuse
(6) in den Reaktor (4), während die Schleuse (7) für
Wasser oder Wasserdampf zur Verfügung steht. Als Heizung
(8) ist hierbei beispielsweise eine mit Wasserdampf beheizte
Heizung dargestellt, wobei die Heizungsrohre der Heizung
(8) vorteilhaft über den gesamten Umfang des Reaktors
(4) verteilt sind.
Weiter, hier aber nicht dargestellt, ist eine Heizung
für die Wasserzufuhr sowie auch für den aufbereiteten Erdboden
(2) vorgesehen. Dadurch wird bereits ein entsprechend gleich
mäßig vorgeheiztes Material in den Reaktor (4) einge
speist.
Nachdem der Erdboden (2) in den Reaktor (4) einge
bracht ist, erfolgt eine entsprechende Beaufschlagung mit
Druck, und erfolgt das Einschleusen der Mikroorganismen,
soweit diese nicht schon vorab dem Erdboden (2) zugemischt
worden sind. Gleichzeitig wird Feuchte und Wärme zugeführt,
so daß optimale Lebensbedingungen für die Mikroorganismen
vorgegeben werden. Diese optimalen Lebensbedingungen
ermöglichen es, den Mikroorganismen gleichmäßig und schnell
in den Erdboden (2) vorzudringen und die darin enthaltenden
Schadstoffe umzuwandeln. Die dabei freigesetzten Stoffe werden
zusammen mit dem Erdboden über den Austrag (15) aus dem
Reaktor (4) herausgeschleust, um dann der Weiterbehandlung
zugeführt zu werden.
Über den Austrag (15) können auch in gewissen Abständen
Proben entnommen werden, um festzustellen, wie weit der
Reinigungsprozeß im Reaktor (4) gediehen ist. Über
Schnellverfahren wird dann ermittelt, wieviel, z.B.
Kohlenwasserstoffe noch in dem Erdboden (2) enthalten sind.
Entsprechend wird dann die Aufenthaltsdauer des Erdbodens
(2) in dem Reaktor (4) bemessen.
Der Erdboden (2) wird nach Abschluß der Drucksanierung
über den Austrag (15) aus dem Reaktor (4) ausgeschleust
und einer Presse (9) zugeführt. Diese Stufe ist eine Walk
verdichtung unter hydraulischer Auflast, wobei eine Vergleich
mäßigung des weiter zugegebenen Materials hier erreicht wird.
Über die Zugabe (10) wird vorzugsweise Bio-Müll zugeführt,
der entsprechend gemischt bzw. den Erdboden (2) umgebend
in der Presse (9) die Formgebung begünstigt. Weiter ist in
den Bio-Müll vor der Zugabe (10) unter Umständen eine
Injizierung von Mikroorganismen vorgenommen worden, die den
nachfolgenden Prozeß im Bereich der Nachrotte (11) begünstigen.
Die Nachrotte (11) stellt eine Zwischenlagerung der Preßlinge
dar, die die Presse (9) verlassen haben. Die hohe mechanische
Stabilität der Preßlinge ermöglicht die Palettierung und
eine anschließende Manövrierung der Paletten ohne Probleme,
wobei die Paletten (16) im Umlaufverfahren benutzt werden
können. Durch die besondere Struktur der Preßlinge (17, 18)
ergibt sich ein Kapilaren-Kanal-System, das die erforderliche
Eindringtiefe der Luft mit maximal 12 cm vorgibt, so daß
eine gleichmäßige Belüftung gesichert ist. Durch die Sauer
stoffzufuhr bis in den Kernbereich hinein ist eine Luftsauer
stoffversorgung möglich, die Bedingungen ermöglicht,
vorteilhafterweise aber mit entsprechender Zeitverkürzung
von drei bis vier Wochen und einem optimal gleichmäßigen
Endprodukt.
Das entsprechende Endprodukt, d.h. die Preßlinge (17,
18) werden nach Abschluß des Rotteprozesses einer Feinaufbe
reitung (12) zugeführt. In der Feinaufbereitung (12) erfolgt
eine Trennung von Material, das der Deponie (13) zugeführt
wird, und dem Siebdurchgang (14), der wieder in den Aushub
bzw. den ausgehobenen Bereich eingefüllt wird, so daß der
gleiche Erdboden wieder an der Stelle abgelagert wird, aus
der er vorher herausgenommen worden ist. Dies bringt erheb
liche Vorteile sowohl bezüglich der einzubringenden Menge
wie auch der Gesamtstruktur der entsprechend gereinigten
Erdbodenbereiche.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Verfahrensschema sind
nur die wesentlichen Verfahrensschritte detaillierter darge
stellt.
Dem Reaktor (4) vorgeschaltet ist hier eine Druck
schleuse (20), in die der Erdboden (2) in kleinen Chargen
über den Eintrag (21) hineingegeben wird. In der Druck
schleuse (20) erfolgt dann eine Druckbeaufschlagung über
den Druckkolben (22), wobei der Druckkolbenraum (23) vor
zugsweise mit den Verteilungsrohren (24, 25) in Verbindung
steht, so daß eine vergleichmäßigte Druckbeaufschlagung
erfolgt. Über die Verteilungsrohre (24, 25) können gleich
zeitig auch die Mikroorganismen in den Innenraum (26) der
Druckschleuse (20) hineingebracht werden, so daß eine sehr
vorteilhaft gleichmäßige Verteilung schon von vornherein
erfolgen kann. Während bei dem Druckreaktor ein Druck bis
zu 200 bar vorgesehen ist, kann hier mit einem wesentlich
niedrigeren deutlich unter 50 bar liegenden Druck gearbeitet
werden, wobei dennoch eine vorteilhaft vergleichmäßigte
Einbringung der Mikroorganismen in den kontaminierten Boden
möglich ist.
Der Reaktor (4) ist mit einer Mischeinrichtung (27)
ausgerüstet, um den Erdboden (2) mit den eingebrachten Mikro
organismen gleichzeitig und gleichmäßig zu vermischen und
dabei über die Schnecke (28) in Richtung Austrag (15) zu
befördern. Die Schnecke (28) verfügt über eine entsprechende
Achse (29), an die außerhalb des Reaktors (4) ein Antrieb
(30) angreift. Durch Regelung des Antriebes (30) kann die
Verweildauer des Erdbodens (2) im Reaktor (4) den jeweiligen
Notwendigkeiten entsprechend eingestellt werden.
Während des Durchgangs durch den Reaktor (4) wird der
Erdboden (2) bzw. werden die darin enthaltenden Mikroorganismen
gleichmäßig mit den zusätzlichen Nährstoffen, mit Wasser und
Temperatur versorgt. Hierzu sind die Wasser-, Nährstoff- und
Temperaturzufuhrrohre (32) durch die Schleuse (7) in den
Reaktor (4) hineingeführt, wo sie in mit Ausgleichsköpfen (33)
versehene Rohre (34) übergehen. Die Ausgleichsköpfe (33)
verteilen das eingebrachte Wasser und den Nährstoff bzw. bei
vorgewärmten Wasser auf die Temperatur gleichmäßig über den
durch die Schnecke (28) durchmengten und transportierten
Erdboden (2).
Die bei der Umwandlung im Reaktor durch die Mikroorganismen
freigesetzten Stoffe werden zusammen mit dem Erdboden über den
Austrag (15) aus dem Reaktor (4) herausgeschleust, um dann
der Weiterbehandlung zugeführt zu werden. Über den Austrag
(15) können in gewissen Abständen Proben entnommen werden, um
festzustellen, wie weit der Reinigungsprozeß im Reaktor (4)
gediehen ist. Über Schnellverfahren wird dann ermittelt,
wieviel zum Beispiel Kohlenwasserstoffe noch in dem Erdboden
enthalten sind. Entsprechend wird dann die Aufenthaltsdauer
des Erdbodens (2) in dem Reaktor (4) bemessen.
Der Erdboden (2) wird nach Abschluß der Sanierung über
den Austrag (15) aus dem Reaktor (4) ausgeschleust und einer
Presse (9) zugeführt. Diese Stufe ist eine Walkverdichtung
unter hydraulischer Auflast, wobei eine Vergleichmäßigung des
weiter zugegebenen Materials angestrebt und erreicht wird.
Über die Zugabe (10) wird vorzugsweise Bio-Müll zugeführt, der
entsprechend gemischt bzw. den Erdboden (2) umgebend in der
Presse (9) die Formgebung begünstigt. Weiter ist in den
Bio-Müll vor der Zugabe (10) unter Umständen eine Injizierung
von Mikroorganismen vorgenommen worden, die den nachfolgenden
Prozeß im Bereich der Nachrotte (11) begünstigen. Die Nachrotte
(11) stellt eine Zwischenlagerung der Preßlinge (17, 18) dar,
wenn diese die Presse (9) verlassen haben. Die hohe mechanische
Stabilität der Preßlinge (17, 18) ermöglicht die Palettierung
und eine anschließende Manövrierung der Paletten (16) ohne
besondere Probleme, so daß die Paletten (16) im Umlaufver
fahren benutzt werden können. Durch die besondere Struktur der
Preßlinge (17, 18) ergibt sich ein Kapilaren-Kanal-System, das
die erforderliche Eindringtiefe der Luft mit maximal 12 cm
vorgibt, so daß eine gleichmäßige Belüftung durchgehend
gesichert ist. Durch die Sauerstoffzufuhr bis in den Kern
bereich hinein ist eine Luftsauerstoffversorgung möglich, die
optimale Bedingen ergibt. So ist eine entsprechende Zeit
verkürzung möglich und ein optimal gleichmäßiges Endprodukt.
Das entsprechende Endprodukt, d. h. die hygienisierten
Preßlinge (17, 18) werden nach Abschluß des Rotteprozesses
einer Feinaufbereitung (12) unterzogen. In der Feinaufbe
reitung (12) erfolgt eine Zerkleinerung des Materials im
Brecher (35) und eine Aufteilung im Sieb (36), so daß an
schließend der Siebüberlauf der Deponie (13) und der Sieb
durchgang (14) der weiteren Benutzung zugeführt
werden kann. Denkbar ist es dabei, daß der Siebdurchgang (14′)
genau dort wieder eingelagert wird, wo er vorher der Umgebung
entnommen wurde.
Claims (24)
1. Verfahren zur Bodendekontaminierung mittels Mikro
organismen, bei dem in den ausgehobenen, mit einem oder
mehreren organischen Schadstoffen kontaminierten Erdboden
chargenweise schadstoffspezifische Mikroorganismen in Gegen
wart von Wasser, Sauerstoff und das Wachstum der Organismen
fördernder Stoffe eingebracht werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der ausgehobene Erdboden zerkleinert und vergleichmäßigt
und dann einem Reaktor zugeführt und dort mit den Mikro
organismen beaufschlagt wird, wobei während dieses Prozesses
durch entsprechende Zufuhr für günstige Temperatur-,
Feuchte- und Nährstoffbedingungen gesorgt wird und daß
der Erdboden nach der Sanierung einer Walkverdichtung unter
hydraulischer Auflast unterzogen und schließlich einer
Nachrotte überlassen und dann wieder als kulturfähiger
Boden eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Erdboden und Mikroorganismen einem Druck bis zu 200 bar
ausgesetzt werden und daß während des Druckprozesses den
Dekontaminierungsprozeß unterstützende Bedingungen
geschaffen und eingehalten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der kontaminierte Erdboden zunächst in kleinen Chargen
mit den Mikroorganismen dem hohen Druck oder Unterdruck
ausgesetzt und erst dann einem großvolumigen Reaktor zuge
führt und dort mit Nährstoffen für die Mikroorganismen
versorgt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mikroorganismen während der Druckauflastung oder
Druckerhöhung dem Erdboden zugeführt, vorzugsweise injiziert
werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasser vorgewärmt zugegeben wird bzw. daß der Boden
bei oder vor der Zuführung der Mikroorganismen erwärmt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Erdboden vor der Walkverdichtung Bio-Müll zugemischt
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Erdboden 10 bis 15 Gew.-% Bio-Müll zugemischt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bio-Müll vor der Walkverdichtung mit dem druck
sanierten Erdboden mit den Rotteprozeß beeinflussenden
Mikroorganismen geimpft wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung auf einen Wassergehalt von 45 bis 60%
eingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Preßlinge einer drei bis vier Wochen betragenden
Nachrotte unterzogen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 6 und Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Preßlinge unter Wahrung eines die Belüftung garan
tierenden Kanalsystems palettiert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Erdboden nach der Nachrotte einer Feinaufbereitung
unterzogen wird, wobei der Siebüberlauf der Deponie zuge
führt und der Siebdurchlauf den früheren Aushub jetzt als
gereinigter kulturfähiger Boden ersetzend wieder abgelagert
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß neben den Nährstoffen auch Klimaverbesserer zugeführt
werden.
14. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Erdboden mit den Mikroorganismen während der Nähr
stoffzufuhr intensiv durchmischt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Zuführung von Mikroorganismen auch bereits
geringere Mengen Nährstoffe zugegeben werden.
16. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder Anspruch 2 bis Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Reaktor (4) mit Schleusen (5, 6, 7, 8) für den
kontaminierten Erdboden (2) sowie die Mikroorganismen,
die Nährstofflüssigkeit sowie die Feuchte und Wärmezufuhr
ausgerüstet ist.
17. Anlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der als Druckreaktor ausgebildete Reaktor (4) mit Auf
bereitungsstufe (3) und Presse (9) als mobile Einheit ausge
bildet ist.
18. Anlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Reaktor (4) eine Druckschleuse (20) mit Verteilungs
rohren (24, 25) für die Mikroorganismenzufuhr vorgeordnet
und eine Mischeinrichtung (27) zugeordnet ist.
19. Anlage nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verteilungsrohre (24, 25) im Innenraum (26) der
Druckschleuse (20) gleichmäßig verteilt und von eingefülltem
Erdboden umgeben angeordnet sind.
20. Anlage nach Anspruch 18 und Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verteilungsrohre (24, 25) mit dem Druckkolbenraum
(23) oder Kolbenstangenraum (31) verbunden sind.
21. Anlage nach Anspruch 16 und Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischeinrichtung (27) als langsam drehende Schnecke
ausgebildet ist.
22. Anlage nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wasser-, Temperatur- und Nährstoffzufuhrrohre (32)
oberhalb der Füllung des Reaktors (4) in diesen eingeführt
und in im Reaktor verlaufende Rohre (34) mit Ausgleichs
köpfen (33) übergehen.
23. Anlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nachbereitungsstufe (12) von einem Brecher
(35) und Sieben (36) gebildet ist.
24. Anlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nachbereitungsstufe (12) hinter der Nachrotte (11)
als Siebstufe ausgebildet ist.
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DE19893921066 DE3921066A1 (de) | 1988-06-27 | 1989-06-27 | Verfahren und anlage zur mikrobiologischen altlastensanierung kontaminierter boeden |
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ID=25869500
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991016153A1 (de) * | 1990-04-20 | 1991-10-31 | Klaus Grabbe | Deponie und verfahren zu deren herstellung |
WO1992004138A1 (de) * | 1990-09-05 | 1992-03-19 | Envicon Klärtechnik Verwaltungsgesellschaft mbH | Verfahren und vorrichtung zur dekontaminierung von schadstoffbelastetem, losem, stückigem gut |
DE4102405A1 (de) * | 1991-01-28 | 1992-08-20 | Heinrich Weseloh Fa | Verfahren zur herstellung einer deponie und deponieanlage |
WO1993004794A1 (de) * | 1991-09-04 | 1993-03-18 | Bergwerksverband Gmbh | Verfahren zur mikrobiologischen bodenreinigung |
DE4411154C1 (de) * | 1994-03-30 | 1995-10-19 | Hgn Hydrogeologie Gmbh Ingenie | Verfahren zur biologischen Behandlung von schadstoff-kontaminierten, Agglomerate enthaltenden Feststoffzusammensetzungen |
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-
1989
- 1989-06-27 DE DE19893921066 patent/DE3921066A1/de active Granted
Non-Patent Citations (1)
Title |
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NICHTS ERMITTELT * |
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Also Published As
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DE3921066C2 (de) | 1990-08-30 |
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