DE4004368A1 - Verfahren zum entfernen von schadstoffen aus erde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Schad­ stoffen, wie Schwermetallen und/oder Kohlenwasserstoffen, ins­ besondere Erdöl, Erdölfolgeprodukte oder teerartige Substan­ zen aus damit verunreinigter Erde, bei dem die Erde in einem Waschprozeß mit einem wäßrigen Waschmittel behandelt wird.

Bei der Aufbereitung von mit Schadstoffen verunreinigter Erde haben vor allem Waschverfahren eine größere Bedeutung erlangt, da sie verhältnismäßig kostengünstig einen Großteil der Schad­ stoffe weitgehend entfernen und den jeweiligen Erfordernissen sehr flexibel angepaßt werden können.

Bei einem aus der DE-PS 36 33 699 bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird die kontaminierte Erde in einem Homogenisierer zerkleinert und unter Zugabe von Umlaufwasser zu einer Suspension aufbereitet. Die Suspension wird in einem mehrstufigen Extraktionssystem im Gegenstrom mit Umlaufwasser bei Temperaturen von 120-180°C und dem entsprechenden Druck oberhalb des Verdampfungspunktes behandelt. Hierbei wird durch Einschaltung von Rührern oder geeigneten Gegenstromkaskaden da­ für gesorgt, daß eine fließfähige Suspension erhalten bleibt. In einer Nachextraktion wird die Suspension nochmals mit Rein­ wasser nachbehandelt. Anschließend wird die Erde in einem Trocknungssystem bis auf eine Restfeuchte vom Restwasser ge­ trennt. Das mit Schadstoffen belastete Heißwasser aus dem Extraktionssystem wird anschließend gekühlt und somit das Lö­ sungsvermögen reduziert. Die Kühlung kann ein- oder mehrstu­ fig erfolgen, so daß ggfs. verschiedene Ölfraktionen aus den nachfolgenden Separatoren abgezogen werden können. Dieses be­ kannte Verfahren hat den Nachteil, daß es aufwendige Extrak­ tionsanlagen und einen hohen Energiebedarf benötigt. Die Nachextraktion mit Reinwasser führt zu einem hohen Wasser­ bedarf und zum Anfall einer überschüssigen Wassermenge, die zusätzlich aufbereitet werden muß. Für mobile Anlagen ist das bekannte Verfahren daher kaum geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das sich durch einen geringen Energiebedarf, eine hohe Reinigungswirkung und eine allen­ falls geringe Abwassermenge auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Erde während des Waschprozesses oder vorher mit feinkörnigen kohligen Substanzen, insbesondere mit feinkörnigem Koks ver­ mischt wird und daß die kohligen Substanzen durch mechanische oder physikalische Verfahren von dem gereinigten Waschgut ab­ getrennt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die durch den Waschprozeß freigesetzten Schadstoffe von den kohligen Sub­ stanzen so fest adsorbiert, daß sie von den Erdpartikeln nicht wieder readsorbiert werden können. Die Schadstoffe gehen somit beim Waschprozeß von einem Feststoff, der Erde, auf einen anderen, die kohligen Substanzen, über, so daß das Waschwasser nur gering, bei ausreichender Menge an kohligen Substanzen praktisch nicht mit Schadstoffen belastet wird. Die Reinigungswirkung des Waschmittels bleibt daher während des Waschprozesses weitgehend erhalten, so daß auch bei einer Reduzierung der Menge an zugesetzten Trennhilfsmitteln, wie Tensiden, eine schnelle und wirksame Reinigung des Wasch­ guts erreicht werden kann. Weiterhin hat sich gezeigt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe so fest adsorbiert werden, daß sie wäh­ rend des Waschverfahrens nicht mehr ausgasen. Anlagen für das Reinigen und Absaugen von Abluft werden daher stark ent­ lastet oder sogar entbehrlich. Überraschenderweise wurde fer­ ner festgestellt, daß Aminverbindungen durch die kohligen Sub­ stanzen katalytisch zersetzt werden, wodurch die Entsorgung der abgetrennten Schadstoffe vereinfacht wird.

Durch die mechanische oder physikalische Abtrennung der Schad­ stoff-Fraktion wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Aufsalzung des Waschmittels vermieden, so daß das Waschmittel ohne große Aufbereitungsmaßnahmen im Kreislauf zurückgeführt werden kann. Darüber hinaus kann durch die Abtrennung der Schadstoffe als Feststoffraktion bei der Nachreinigung des Wasch­ guts mit Reinwasser diezugeführte Reinwassermenge erheblich reduziert werden so daß die zugeführte Reinwassermenge die mit dem Waschgut und der Schadstoff-Fraktion ausgetragene Wassermenge nicht oder nur gering­ fügig übersteigt. Der Wasserverbrauch des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher gering und eine Abwasserreinigung ist allenfalls in geringem Umfange erforderlich.

Die bei dem Verfahren zu dosierende Menge an kohliger Sub­ stanz ist von ihrem Adsorptionsvermögen und vom Schadstoff­ gehalt der Erde abhängig. Das Adsorptionsvermögen der koh­ ligen Substanzen ist um so höher, je feinkörniger sie sind. Als besonders geeignet haben sich daher vor allem Staubkoks und Staubkohle erwiesen. Ebenso können bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren Pulveraktivkohle sowie Abfallkoks oder Ab­ fallkohle eingesetzt werden. In Betracht kommen zum Beispiel auch abgetrennte Kohlenstoffanteile aus Flugstäuben von Müll­ verbrennungsanlagen und Kraftwerken, Kohle aus Aschen und Schlacken von pyrometallurgischen Prozessen oder alten Kohle­ aufbereitungsabgängen, die sonst nur schwer verwertet werden können.

Die kohlige Substanz kann bei dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren bereits vor dem Waschprozeß trocken mit der Erde ver­ mischt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die mit kohligen Substanzen vermischte Erde vor oder während des Waschvorgangs zerkleinert wird, um einen besseren Aufschluß der Schadstoffe zu erzielen. Hierbei kann die zugesetzte kohlige Substanz grobkörniger sein, da sie bei dem Zerkleine­ rungsvorgang ebenfalls zerkleinert wird. Die Zerkleinerung kann in Kugelmühlen oder ähnlichen Einrichtungen erfolgen.

Die Abtrennung der feinkörnigen, schadstoffbeladenen kohli­ gen Substanzen kann erfindungsgemäß auf zwei Arten erfol­ gen:

Zum einen kann sich dem Waschprozeß eine Trennung von Fein­ gut und Grobgut mittels bekannter Klassierverfahren anschlie­ ßen. Hierbei wird die zugesetzte, staubförmige kohlige Sub­ stanz in der Feingutfraktion abgeschieden. Voraussetzung da­ für ist, daß die maximale Korngröße der zugesetzten kohligen Substanz niedriger ist als die im Klassierprozeß angestrebte Trennkorngröße für das Feingut. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Klassierung bei einer Korn­ größe von ca. 20-30 µm durchgeführt. Die im Klassierpro­ zeß abgetrennte Feingutfraktion enthält dann neben tonigen und humosen Bestandteilen der Erde die kohligen Substanzen mit den adsorbierten Schadstoffen. Die Grobfraktion ist weit­ gehend von Schadstoffen frei und kann nach einer Spülung und Entwässerung, zum Beispiel einer mikrobiologischen Nach­ behandlung zugeführt werden.

Alternativ zu dem Klassierverfahren kann die Abtrennung der kohligen Substanzen durch Flotation erfolgen. Für dieses Verfahren ist die Körnung der kohligen Substanzen nicht un­ mittelbar von Bedeutung, sondern die kohligen Teilchen müssen flotationsfähig sein. Dies ist bereits bei einer Teilchen­ größe von ca. 0,5 mm der Fall. Durch die Adsorption von öli­ gen Bestandteilen der Schadstoffe sind die kohligen Teilchen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Regel bereits aus­ reichend hydrophobiert, so daß nur in Sonderfällen die für eine übliche Kohleflotation erforderlichen Reagenzien zu­ dosiert werden müssen. Die Abtrennung durch Flotation bietet bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Möglichkeit, die mit öligen Schadstoffen beladenen Partikel selektiv aus der Fein­ gutfraktion abzutrennen und damit die Menge der zu entsor­ genden Schadstoff-Fraktion auf ein Minimum zu reduzieren.

Neben der wirksamen Schadstoffadsorption verbessern die koh­ ligen Substanzen ganz erheblich das Entwässerungsverhalten der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetrennten Fein­ fraktion. Der abgetrennte Schlamm läßt sich infolge der Zu­ gabe von kohligen Substanzen sehr einfach zu einem stich­ festen, nicht klebenden Filterkuchen entwässern, der sich leicht transportieren und zwischenlagern läßt. Der Filter­ kuchen kann durch thermische Behandlung entsorgt werden. Diese Entsorgung wird durch die kohligen Substanzen begünstigt, da sie den Brennwert erhöhen, so daß eine Zusatzfeuerung bei der Verbrennung nicht erforderlich ist. Vor allem Staubkoks ist hierbei besonders geeignet, da er nahezu schadstoffrei verbrennt und einen niedrigen Aschegehalt hat. Als Rohstoff ist er ein billiges, jederzeit verfügbares Massenprodukt. Als vorteilhaft erweist sich auch die Einbindung der beson­ ders toxischen, leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffe in die kohligen Substanzen, da bei der Verbrennung die Verweilzeit der Kohlenwasserstoffe in der heißen Brennzone verlängert wird, wodurch sich eine wirksamere Zerstörung dieser Schad­ stoffe erzielen läßt. Bei öligen Schadstoffen können anstelle von kohligen Substanzen bei dem beschriebenen Verfahren auch andere Ölbindemittel eingesetzt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Entfernen von Schadstoffen, wie Schwerme­ tallen und/oder Kohlenwasserstoffen, insbesondere Erdöl, Erdölfolgeprodukte oder derartige Substanzen aus damit verunreinigter Erde, bei dem die Erde in einem Waschpro­ zeß mit einem wässrigen Waschmittel behandelt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß die Erde während des Waschpro­ zesses oder vorher mit feinkörnigen, kohligen Substanzen, insbesondere Koks, vermischt wird und daß die kohligen Substanzen von dem gereinigten Waschgut durch mechanische oder physikalische Verfahren abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit kohligen Substanzen vermischte Erde vor oder wäh­ rend des Waschprozesses zerkleinert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit Schadstoffen beladenen, kohligen Substanzen nach dem Waschvorgang durch ein Klassierver­ fahren zur Trennung von Fein- und Grobgut in einer Fein­ gutfraktion abgetrennt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die kohligen Substanzen durch Flotation aus dem Waschgut oder aus der abgetrennten Feingutfrak­ tion abgetrennt werden.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Waschmittel von dem ge­ reinigten Waschgut und den abgetrennten Feingutfraktionen durch Filtration abgetrennt und in den Waschvorgang zu­ rückgeführt wird.