DE3929634A1 - Verfahren zum in-situ-beseitigen von cyanwasserstoff und/oder wenigstens einer verbindung desselben aus einem damit belasteten boden- und/oder grundwasserbereich - Google Patents

Verfahren zum in-situ-beseitigen von cyanwasserstoff und/oder wenigstens einer verbindung desselben aus einem damit belasteten boden- und/oder grundwasserbereich

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum in-situ-Besei­ tigen von Cyanwasserstoff und/oder wenigstens einer Verbindung desselben aus einem damit belasteten Boden- und/oder Grundwasserbereich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Insbesondere betrifft die Erfindung die Beseitigung von HCN und/oder komplexen Metall-Cyani­ den.
Cyanoverbindungen in Form von Cyaniden sind ausgezeich­ nete Komplexbildner für Metalle, Metallhydroxide oder Metalloxide. Gelangen solche Cyanide zum Beispiel in einen Boden, der Metalle, Metallhydroxide oder Metall­ oxide enthält, werden diese Metalle, Metallhydroxide oder Metalloxide durch die Cyanide wieder gelöst und verbleiben als schwer entgiftbare komplexe Metall-Cya­ nide im Boden. Die Komplexbildung erfolgt beispielsweise nach der folgenden Gleichung:
M(OX)X + YCN- → [M(CN)Y](Y-X)-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein relativ kostengünsti­ ges und einfach durchzuführendes Verfahren anzugeben, mit dem insbesondere auch die schwer entgiftbaren kom­ plexen Metall-Cyanide aus einem Boden- oder Grundwasser­ bereich beseitigt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch Ein­ bringung wenigstens eines flüssigen oder gasförmigen Aldehyds in den Boden- und/oder Grundwasserbereich ein belastender Cyanwasserstoff (bzw. Cyanwasserstoffe) und/oder wenigstens eine Verbindung desselben in ein Nitril umgewandelt wird. Dabei läuft die optimale Reak­ tion bei einem pH-Wert von 8,5 ± 0,2 ab. Bei einem pH- Wert < 11 tritt eine Umkehr der Reaktion ein. Der pH-Wert kann unter Umständen auch künstlich im Boden- und/oder Grundwasserbereich annähernd eingestellt werden. Eine genaue Einstellung ist für den Ablauf des erfindungsge­ mäßen Verfahrens vorteilhafterweise jedoch nicht erfor­ derlich. Sie dient lediglich der Optimierung.
Als Aldehyd wird Formaldehyd, unter Umständen auch ein höherwertiges Aldehyd, in den Boden- und/oder Grundwas­ serbereich eingebracht (Anspruch 3). Das unterstöchiome­ trische Verhältnis läßt sich besonders einfach dadurch erzielen, daß das Aldehyd vor dem Einbringen mit der Hilfe eines Verdünnungsmediums verdünnt wird (Anspruch 4). Die Oxidation des gebildeten Nitrils in eine ungif­ tige, biologisch leicht abbaubare, schwache organische Säure erfolgt vorteilhafterweise durch Einbringen eines Oxidationsmittels (Anspruch 5), wobei als Oxidationsmit­ tel vorzugsweise ein Peroxid (Anspruch 6) verwendet wird, auf elektrochemischem Wege (Anspruch 7), vorzugs­ weise durch Elektrolyse (Anspruch 10) oder auf physika­ lischem Wege (Anspruch 11), vorzugsweise durch Ultra­ schalleinwirkung (Anspruch 12). Bei der elektrochemi­ schen Oxidation wird zur Einleitung und/oder Beschleuni­ gung der Reaktion bevorzugt wenigstens ein Katalysator zugegeben (Anspruch 8), bei dem es sich beispielsweise um Kupfer und/oder Eisen handelt (Anspruch 9). Besonders rationell läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, wenn das in den Boden- und/oder Grundwasserbe­ reich eingebrachte Aldehyd und das Verdünnungsmedium durch Absaugen oder Abpumpen aus dem Boden- und/oder Grundwasserbereich wieder ausgetragen und gereinigt werden und danach vor dem Wiedereinbringen in den Boden- und/oder Grundwasserbereich durch Zugabe von Aldehyd wieder auf den vorgegebenen Wert eingestellt werden (Anspruch 13).
Die Zugabe der organischen Verbindung als Reagens zum belasteten Boden- und/oder Grundwasserbereich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem zweckmäßiger­ weise unterstöchiometrischen Verhältnis zur Konzentra­ tion von Cyanwasserstoff bzw. der Cyanverbindung(en) im Boden- und/oder Grundwasserbereich vorgenommen (Anspruch 2), so daß die chemische Reaktion im Boden- und/oder Grundwasserbereich vorteilhafterweise sukzessive und gesteuert erfolgt und keinerlei überschüssiges Aldehyd oder Formaldehyd freigesetzt wird. Eine derartige Frei­ setzung könnte zu einer weiteren Boden- bzw. Grundwas­ serkontamination führen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert: Ein Boden- oder Grundwasserbereich sei mit CN -Ionen belastet, die beispielsweise von komplexen Metall-Cyani­ den herrühren können. Diesem belasteten Boden- und/oder Grundwasserbereich wird vorzugsweise unterstöchiome­ trisch entsprechend dem Gehalt an CN -Ionen Formaldehyd langsam zugegeben, so daß im Boden sukzessiv und ge­ steuert Glykolsäurenitril gemäß folgender chemischer Gleichung gebildet wird
In dieser Gleichung verläuft die Reaktion bei einem pH- Wert < 11 von links nach rechts im Sinne einer Bildung von Glykolsäurenitril, während sie bei einem pH-Wert < 11 von rechts nach links im Sinne einer Zersetzung dieses Nitrils verläuft.
Es wird zweckmäßigerweise im unterstöchiometrischen Verhältnis gearbeitet, damit die Reaktion gesteuert abläuft und damit ein Überdosieren und damit eine Konta­ mination der Umgebung mit Aldehyd unterbleibt.
Die Zugabe des Aldehyds oder Formaldehyds erfolgt vor­ zugsweise in flüssiger oder gasförmiger Form durch In­ jektionslanzen. Die Zugabe erfolgt in beiden Fällen vorzugsweise in verdünnter Form, um so die Dosierung im unterstöchiometrischen Bereich besser steuern zu können, wobei als Verdünnungsmedium ein beliebiges Gas, z.B. CO2 oder N2, vorzugsweise Luft, für die gasförmige Form und für die flüssige Form eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, verwendet werden. Das Verbindungsmedium und das darin noch enthaltene Aldehyd können aus dem Boden- und/oder Grundwasserbereich wieder abgesaugt bzw. abge­ pumpt werden und nach einer Zugabe von Aldehyd zur erneuten Einstellung des unterstöchiometrischen Wertes wieder eingesetzt bzw. wieder verwendet werden. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, daß das Aldehyd in großem Umfang erhalten bleibt, wobei ledig­ lich das verbrauchte Aldehyd zugesetzt wird. Dadurch verbilligt sich das erfindungsgemäße Verfahren.
Das gebildete Nitril wird anschließend durch eine Oxida­ tion vollständig in Glycolsäure verseift bzw. umgewan­ delt. Die Oxidation erfolgt dabei durch Zugabe eines Oxidationsmittels (vorzugsweise in der Form von Peroxid) oder durch elektrochemische oder physikalische Oxida­ tion. Die elektrochemische Oxidation wird vorzugsweise durch eine Elektrolyse ausgeführt, wobei zur Einleitung und/oder Beschleunigung der Reaktion wenigstens ein Katalysator zugegeben werden kann. Beispielsweise wird als Katalysator Eisen oder Kupfer zugegeben. Eine phy­ sikalische Oxidation kann beispielsweise durch Ultra­ schalleinwirkung erfolgen. Die Oxidation des Nitrils erfolgt nach der folgenden chemischen Gleichung:
Optimale Bedingungen für diese chemische Reaktion liegen vor bei einem pH-Wert von etwa 8,5 ± 0,2.
Die gebildete Glycolsäure ist chemisch relativ instabil, ungiftig und biologisch leicht abbaubar.

Claims (13)

1. Verfahren zum in-situ-Beseitigen von Cyanwas­ serstoff und/oder wenigstens einer Verbindung desselben, insbesondere von HCN und/oder komplexen Metall-Cyaniden, aus einem damit belasteten Boden- und/oder Grundwasser­ bereich dadurch gekennzeichnet, daß in den Boden- und/­ oder Grundwasserbereich wenigstens ein flüssiges oder gasförmiges Aldehyd eingebracht wird, mit dem der Cyan­ wasserstoff und/oder die wenigstens eine Verbindung desselben in ein Nitril und anschließend durch Oxidation in eine ungiftige, biologisch leicht abbaubare, schwa­ che, organische Säure umgewandelt wird, und daß die dosierte Zugabe des Aldehyds in einem vorgegebenen Ver­ hältnis zur Konzentration des Cyanwasserstoffes und/oder der wenigstens einen Verbindung desselben im Boden- und/oder Grundwasserbereich erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zugabe des Aldehyds in einem unter­ stöchiometrischen Verhältnis erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Aldehyd Formaldehyd oder ein hö­ herwertiges Aldehyd eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aldehyd vor dem Einbrin­ gen durch ein Verdünnungsmedium verdünnt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation durch Einbrin­ gen eines Oxidationsmittels in den Boden- und/oder Grundwasserbereich erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Oxidationsmittel ein Peroxid verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation auf elektro­ chemischem Wege ausgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oxidation unter Zugabe eines oder mehrerer Katalysatoren erfolgt und/oder beschleunigt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet daß als Katalysator Eisen oder Kupfer zugegeben wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation durch Elektro­ lyse ausgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation auf physikali­ schem Wege ausgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oxidation durch Ultraschalleinwirkung ausgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aldehyd mit dem Verdün­ nungsmedium durch Absaugen oder Abpumpen aus dem Boden- und/oder Grundwasserbereich ausgetragen und nach Ein­ stellen auf den vorgegebenen Wert durch Zusetzen von Aldehyd wieder in den Boden- und/oder Grundwasserbereich eingebracht wird.
DE19893929634 1989-09-06 1989-09-06 Verfahren zum in-situ-beseitigen von cyanwasserstoff und/oder wenigstens einer verbindung desselben aus einem damit belasteten boden- und/oder grundwasserbereich Ceased DE3929634A1 (de)

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