DE4226584A1

DE4226584A1 - Removing organic contaminants from soil - by using super-heated steam at 220 deg.C to reduce energy used, and cost

Info

Publication number: DE4226584A1
Application number: DE19924226584
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ried; Toni Dr Gradl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1994-02-17

Abstract

In a process to remove organic contaminants from contaminated soil the novelty is the contaminants are driven out by super-heated steam at 220 deg.C. Steam is generated (1) in a boiler and fed to the charge (2) from which it emerges to a condenser (5). Vaporised contaminants and the steam are subsequently condensed and separated. The condensed steam is reheated and returned as steam for reuse. In the presence of sulphurous compounds an additional installation (4,9) is located upstream of the condenser. USE/ADVANTAGE - The process removes organic impurities from soil. The process requires only a limited amount of energy and thus operates at low cost.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ent fernung von organischen Schadstoffen aus kontaminier ten Materialien, insbesondere Böden und Ablagerungen.The invention relates to a method for Ent Removal of organic pollutants from contaminants materials, especially floors and deposits.

Anthropogen bedingt, insbesondere seit Beginn der In dustrialisierung, kam und kommt es häufig zur Konta minierung von Materialien mit organischen Schad stoffen. Die Verunreinigung von Böden mit organischen Schadstoffen erfolgte früher häufig durch unachtsame Lagerung von Abfallprodukten der chemischen Industrie. Als ein weiteres Beispiel seien Altstandorte von Gas werken (Kokereien) genannt, die durch Kriegseinwir kung, durch Unfälle oder auch durch unachtsamen Be trieb mit beispielsweise polycyclischen Aromaten ver unreinigt wurden. Nicht zuletzt durch die jetzt vor liegenden gesetzlichen Vorgaben ist es notwendig ge worden, derart verunreinigtes Material zu sanieren, d. h. zu reinigen.Anthropogenic, especially since the beginning of the In industrialization, contact often came and goes Mining materials with organic damage fabrics. Contamination of soil with organic In the past, pollutants were often caused by careless Storage of waste products from the chemical industry. Another example is old gas locations plants (coking plants) that are caused by war accident, or due to carelessness sold with, for example, polycyclic aromatics were uncleaned. Not least because of the now legal requirements, it is necessary to clean up such contaminated material d. H. to clean.

Bei den zu entfernenden Stoffen handelt es sich bei spielsweise um 1.2-Dichlorbenzol, 1.4-Dichlorbenzol, 1.2-Dichlormethan Ethylbenzol, Tetrachlorethan, Te trachlormethan, Hexachlorethan, leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe, Toluol, Trichlorethen, Trichlor methan, Xylol, Pyridin, polycyclische aromatische Koh lenwasserstoffe (PAK) und polychlorierte Biphenyle (PCB). Diese Stoffe müssen entweder einzeln oder im Gemisch aus den verunreinigten Materialien entfernt werden.The substances to be removed are for example, 1,2-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2-dichloromethane, ethylbenzene, tetrachloroethane, Te trachloromethane, hexachloroethane, volatile Hydrocarbons, toluene, trichlorethylene, trichlor methane, xylene, pyridine, polycyclic aromatic Koh Hydrogen oils (PAH) and polychlorinated biphenyls (PCB). These substances must either individually or in Mixture removed from the contaminated materials become.

Im Stand der Technik ist es bekannt, Böden und Abla gerungen von den genannten Schadstoffen zu befreien, indem diese einer hochthermischen Behandlung bei über 1200°C unterworfen werden. Dabei werden die Schadstoffe entfernt und gleichzeitig zersetzt. Dieses Verfahren erfordert einen sehr hohen Energieaufwand, da das gesamte zu reinigende Material auf die sehr hohe Temperatur gebracht werden muß. Darüberhinaus sind bei diesem Verfahren zusätzlich Abluftprobleme zu lösen, die sich aufgrund der zersetzten Schadstoffe ergeben.It is known in the prior art for floors and waste struggled to get rid of the mentioned pollutants, by undergoing high-thermal treatment for over Be subjected to 1200 ° C. The Pollutants removed and decomposed at the same time. This Process requires a very high amount of energy, because all the material to be cleaned on the very high temperature must be brought. Furthermore there are additional exhaust air problems with this process solve that due to the decomposed pollutants surrender.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah ren zur Entfernung organischer Schadstoffe aus konta minierten Materialien bereitzustellen, welches die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht auf weist. Insbesondere sollte ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, das einen geringen Energieaufwand er fordert und damit kostengünstig ist. Gegebenenfalls sollen die Ausgangsmaterialien wieder verwendet werden können.The object of the present invention is a method to remove organic pollutants from contact to provide mined materials which are made of disadvantages known from the prior art points. In particular, a procedure should be available be made that he a low energy expenditure demands and is therefore inexpensive. Possibly the raw materials should be reused can.

Idee der vorliegenden Erfindung war es, daß ein sol ches Verfahren ermöglicht werden kann, in dem die Schadstoffe ohne Zersetzung abgetrennt werden.The idea of the present invention was that a sol ches procedure can be made possible in which the Pollutants can be separated without decomposition.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfah ren zur Entfernung organischer Schadstoffe aus konta minierten Materialien, das sich dadurch auszeichnet, daß die Schadstoffe mit einem Trägerdampf aus dem Ma terial ausgetrieben werden.The present invention relates to a method to remove organic pollutants from contact mined materials, which is characterized by that the pollutants with a carrier vapor from the Ma be driven out.

Durch die Behandlung der kontaminierten Materialien, insbesondere solcher Böden bzw. solcher Ablagerungen, ist es möglich, viele organische Schadstoffe mit Hilfe des Trägerdampfes und gemeinsam mit diesem abzu trennen. Die dafür erforderlichen Einrichtungen, ins besondere zur Aufnahme des Materials sind technisch einfach auszugestalten. Die Abtrennung kann bei rela tiv niedrigen Temperaturen erfolgen, was insgesamt zu einem sehr kostengünstigen Prozeß führt.By treating the contaminated materials, in particular such soils or deposits, it is possible to help with many organic pollutants the carrier vapor and together with this separate. The necessary facilities, ins special ones for taking up the material are technical easy to design. The separation can at rela tiv low temperatures, which in total leads to a very inexpensive process.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ver fahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred embodiments of the Ver driving result from the subclaims.

So wird als Trägerdampf bevorzugt Wasserdampf, insbe sondere überhitzter Wasserdampf verwendet. Wasserdampf zu verwenden, ist aus mehrere Gesichtspunkten vorteil haft. Er basiert auf einem leicht zugänglichen Ausgangsmaterial, das leicht zu handhaben ist, insbesondere im Hinblick auf seine Umweltfreundlichkeit. Zudem werden viele der organischen Schadstoffe nicht darin gelöst, so daß aufwendige Arbeitsschritte für die erforderliche Reinigung entfallen.Water vapor, in particular, is preferred as the carrier vapor special superheated steam is used. Steam using it is advantageous from several points of view arrested. It is based on an easily accessible Raw material that is easy to handle, especially with regard to his Environmental friendliness. In addition, many of the organic pollutants not dissolved in it, so that elaborate steps for the required Cleaning is not necessary.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Temperatur des Trägerdampfes 220°C. Für die Errei chung dieser Temperatur ist ein sehr geringer Energie aufwand erforderlich und dennoch werden die organi schen Schadstoffe aus dem kontaminierten Material überraschend und nahezu vollständig gut entfernt. In a further preferred embodiment the temperature of the carrier steam is 220 ° C. For the Errei This temperature is a very low energy effort required and yet the organi pollutants from the contaminated material surprisingly and almost completely well removed.

In einer ganz bevorzugten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens wird der mit den Schadstoffen beladene Trägerdampf nach dem Austreiben der organi schen Stoffe aus dem kontaminierten Material konden siert, die organischen Stoffe werden abgetrennt und der verflüssigte Trägerdampf wird erneut verdampft und erneut dem Prozeß zugeführt. Dabei erfolgt die Konden sation ganz bevorzugt bei einer Temperatur von 85°C.In a very preferred embodiment of the inventions The method according to the invention is the one with the pollutants laden carrier steam after expulsion of the organi substances from the contaminated material siert, the organic substances are separated and the liquefied carrier vapor is evaporated again and fed back into the process. The condensate takes place sation very preferably at a temperature of 85 ° C.

Durch diese Maßnahme wird ein Kreislaufprozeß ermög licht, der einen sehr geringen Energieaufwand erfor dert und damit auch kostengünstig ist. Der Trägerdampf bzw. der diesem zugrundeliegende Ausgangsstoff kann erneut dem Prozeß zugeführt werden, wobei eine sehr geringe Temperaturdifferenz überwunden werden muß, da sich das Kondensat des Trägerdampfes bereits auf er höhter Temperatur befindet, beispielsweise auf 85°C. Auch die abgetrennten organischen Schadstoffe können nach ihrer eventuellen Auftrennung einer anderen Ver wendung, beispielsweise als Lösungsmittel, zugeführt werden.This measure enables a circular process light that requires very little energy changes and is therefore also inexpensive. The carrier steam or the starting material on which this is based be returned to the process, a very small temperature difference must be overcome, because the condensate of the carrier vapor is already on it high temperature, for example to 85 ° C. The separated organic pollutants can also after their eventual separation of another ver Application, for example as a solvent supplied become.

Geringe Mengen im Kondensat gelöster Schadstoffe, bei spielsweise polare polycyclische aromatische Kohlen wasserstoffe, werden bevorzugt durch Extraktion aus dem Trägerdampf entfernt. Eine zusätzliche Extraktion des Trägerdampfes mit einem Extraktionsmittel ist auch denkbar, falls dieser für andere Zwecke eingesetzt werden soll und deshalb gänzlich von Schadstoffen befreit sein soll.Small amounts of pollutants dissolved in the condensate for example polar polycyclic aromatic coals Hydrogen are preferred by extraction the carrier vapor removed. An additional extraction the carrier vapor with an extractant is also conceivable if this is used for other purposes should be and therefore entirely of pollutants should be exempt.

Anhand des in Fig. 1 dargestellten Fließdiagrammes soll das Verfahren nun näher erläutert werden. The method will now be explained in more detail with reference to the flow diagram shown in FIG. 1.

In einem Dampferzeuger 1 wird das Ausgangsmaterial für den Trägerdampf, beispielsweise Wasser, auf eine Tem peratur oberhalb des Siedepunktes erhitzt. In einer Aufbereitungseinheit 2 wird eine Charge des kontami nierten Materials, bevorzugt Boden, möglichst feintei lig eingebracht. Der Wasserdampf wird mittels geeigne ter Zuführleitungen in die Aufbereitungseinheit 2 ein geleitet. Der Wasserdampf, insbesondere überhitzter Wasserdampf, passiert den kontaminierten Boden und wird mit den organischen Schadstoffen beladen. Der so beladene Dampf wird von der Aufbereitungseinheit 2 ab gezogen und im Normalfall direkt einer Kondensations einheit 5 zugeleitet. Hier wird der Wasserdampf und die organischen Substanzen kondensiert. Bei stark schwefelhaltigen Verunreinigungen ist dieser Konden sationseinheit 5, wie gezeigt, eine weitere Vorrich tung, bestehend aus Einheiten 4 und 9 vorgeschaltet, in welchen der Dampf vorgekühlt und sublimierter Schwefel abgeschieden wird. Das Kondensat wird dann einem Ab scheider 6 zugeführt, in welchem die organische Phase von der Wasserphase abgetrennt wird. Aufgrund der höheren Dichte der organischen Phase, scheidet sich diese unter der Wasserphase ab und kann beispielsweise mittels eines Hahnes abgelassen werden. Die Wasser phase kann dann entweder direkt der Dampferzeugung er neut zugeführt werden oder, wie gezeigt, in eine Wasseraufbereitungseinheit 7 eingeleitet werden. Dort wird sie mittels des Gegenstrom-Extraktionsverfahrens von eventuell im Wasser noch gelösten Schadstoffen (polare PAK) befreit. Zur Extraktion wird dann bevor zugt Cyclohexan verwendet. Die vereinigten Wassereluate werden dann der erneuten Dampferzeugung zugeführt. Dem Wasseraufbereitungsschritt kann noch ein Waschmittelaufbereitungsschritt (Einheit 8) nach geschaltet werden. Das daraus gewonnene Eluat wird in die Wasseraufbereitungseinheit 7 zurückgeführt.In a steam generator 1 , the starting material for the carrier steam, for example water, is heated to a temperature above the boiling point. In a processing unit 2 , a batch of the contaminated material, preferably soil, is introduced as finely as possible. The water vapor is passed into the processing unit 2 by means of suitable feed lines. The water vapor, especially overheated water vapor, passes through the contaminated soil and is loaded with the organic pollutants. The steam loaded in this way is drawn off from the processing unit 2 and is normally fed directly to a condensation unit 5 . Here the water vapor and organic substances are condensed. In the case of highly sulfur-containing impurities, this condensation unit 5 , as shown, is connected upstream of a further device consisting of units 4 and 9 , in which the steam is precooled and sublimed sulfur is separated off. The condensate is then fed to a separator 6 , in which the organic phase is separated from the water phase. Due to the higher density of the organic phase, it separates below the water phase and can be drained off, for example, using a tap. The water phase can then either be supplied directly to the steam generator again or, as shown, be introduced into a water treatment unit 7 . There it is freed of any pollutants that are still dissolved in the water (polar PAHs) using the countercurrent extraction process. For the extraction then cyclohexane is used before given. The combined water eluates are then fed to the renewed steam generation. The water treatment step can be followed by a detergent treatment step (unit 8 ). The eluate obtained from this is returned to the water treatment unit 7 .

Nach beendetem Aufbereitungsprozeß wird das gereinigte Material entweder der Aufbereitungseinheit 2 entnommen und einer Nachbehandlung, z. B. Inertisierung, unterworfen, oder nochmals gereinigt werden, falls erforderlich. Die Erforderlichkeit kann durch Entnahme einer Probe aus der Aufbereitungseinheit 7 und Analyse derselben bestimmt werden. Der vorstehend beschriebene Prozeß kann auch kontinuierlich geführt werden.After the reprocessing process, the cleaned material is either removed from the reprocessing unit 2 and a post-treatment, e.g. B. inertization, subjected, or cleaned again, if necessary. The necessity can be determined by taking a sample from the processing unit 7 and analyzing it. The process described above can also be carried out continuously.

Die Ausführbarkeit und Überlegenheit des erfindungsge mäßen Verfahrens wird anhand des nachfolgend angegebenen Beispiels gezeigt.The feasibility and superiority of the fiction The procedure is based on the following shown example shown.

Proben eines Bodens eines Gaswerkstandortes enthiel ten:
263 mg/kg PAK.Samples of a gas plant site floor included:
263 mg / kg PAH.

Nach einer Behandlung mit Heißdampf (200°C) über 20 Minuten (mit einem Gewichtsverhältnis Dampf/Boden von 2 : 1) ergab sich im Boden noch ein Anteil an mit Wasser eluierbaren PAK (nach: Deutschen Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung S8) von:
vor Behandlung 132 µg/l
nach Behandlung 3,8 µg/l. After treatment with superheated steam (200 ° C) for 20 minutes (with a steam / soil weight ratio of 2: 1), there was still a proportion of PAH elutable with water in the soil (according to: German standard methods for water, wastewater and sludge analysis S8) from:
before treatment 132 µg / l
after treatment 3.8 µg / l.

Der schadstoffbeladene Dampf wurde kondensiert. Aus dem Kondensat wurden die Schadstoffe im Gegenstrom mit Cyclohexan extrahiert. Nach der Extraktion kann die wäßrige Phase wieder zur Herstellung von Heißdampf verwendet werden. Da die Schadstoffgehalte im Boden eluat sehr weit abgesunken sind, kann dieser nach ei ner Inertisierung durch Verfestigung (und damit weite ren Herabsetzung der Eluierbarkeit) wieder eingebaut werden.The polluted steam was condensed. Out the pollutants were countercurrent with the pollutants Cyclohexane extracted. After extraction, the aqueous phase again for the production of superheated steam be used. Because the pollutant levels in the soil eluate have sunk very far, this can ner inertization through solidification (and thus wide reduced elution) reinstalled become.

Das Verfahren ist nicht auf die Reinigung kontaminier ter Böden bzw. Ablagerungen beschränkt, sondern kann ganz allgemein zur Entfernung von Kontaminierung ver schiedenster Materialien bzw. Substrate angewendet werden. Die Verwendung von Wasserdampf ist zwar bevor zugt, es können jedoch auch andere Flüssigkeiten ver dampft und zur Austreibung verwendet werden, sofern sich die abzutrennenden Schadstoffe nicht oder nur un wesentlich darin lösen. Die Art des zu verwendenden Trägerdampfes hängt weitgehend von der Art der zu ent fernenden Schadstoffe ab.The process is not contaminated on cleaning ter soils or deposits, but can generally to remove contamination ver various materials or substrates used become. The use of water vapor is before moves, but it can also ver other liquids steams and can be used for expulsion, provided the pollutants to be separated are not or only un essentially solve it. The type of to use Carrier vapor largely depends on the type of ent removed pollutants.

Claims

1. A method for removing organic pollutants from contaminated materials, characterized in that the pollutants are driven out of the material with a carrier vapor.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the carrier vapor is water vapor.

3. The method according to claim 1, characterized in that the carrier steam is overheated.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the contaminated material soil or deposit.

5. The method according to any one of claims 2 to 3, characterized characterized that the pollutants are volatile in water.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the carrier vapor has a temperature of 220 ° C.

7. The method according to claim 1, characterized in that the loaded carrier steam after the expulsion of the organic substances is condensed, the organic Substances are separated and the liquefied Carrier vapor evaporated again and the process again is fed.

8. The method according to claim 7, characterized in that that is condensed at a temperature of 85 ° C.

9. The method according to claim 7 and 8, characterized characterized in that the separation by extraction he follows.

10. The method according to claim 9, characterized in that the extraction is carried out using cyclohexane becomes.