DE3921066A1 - Verfahren und anlage zur mikrobiologischen altlastensanierung kontaminierter boeden - Google Patents

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.