DE4234111C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter BödenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Reinigung kontaminierter Böden unter Verwendung
einer Bioreaktor-Einrichtung gemäß dem Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Anspruch 15.
Aus F. Arendt et al., Altlastensanierung 90, 3. Internationaler
Kongreß über Altlastensanierung, 10. bis 14. Dezember 1990,
Karlsruhe (BRD), Klüver Academic Publishers, Band II, Seiten
1103 bis 1104 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Rei
nigung kontaminierter Böden bekannt, bei dem bzw. der ein ge
mischtkörniger Boden einem gleichzeitig als Separator dienenden
Bioreaktor zugeführt und darin von einer aufwärts fließenden
Flüssigkeit durchströmt wird. Der Boden zerfällt dabei im Bio
reaktor in eine grobe Fraktion und in eine feine Fraktion, wo
bei die grobe Fraktion abgezogen wird und die feine Fraktion
weiteren Bioreaktoren zugeführt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu
schaffen, das bzw. die eine Steigerung der in einer
Bioreaktor-Einrichtung erzielbaren Schadstoffabbau
leistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs
1 bzw. die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.
Erfindungsgemäß sind der Reinigung in der Bioreaktor-Einrichtung
ein mechanisches Waschreinigungsverfahren mit mehreren aufeinanderfolgenden Attritionsbehandlungen vorgeschaltet.
Hierdurch wird die Reinigung in der Bioreaktor-Einrichtung
besonders effektiv, da sich durch
die an sich bekannte Fraktionierung von Böden während
eines mechanischen Waschreinigungsvorgangs
und Ausscheidung gereinigter Partikelfraktionen
eine Konzentration der Schadstoffanlagerungen auf
der für die Eingabe in die Bioreaktor-Einrichtung
bestimmten Bodenpartikelfraktion erzielen läßt.
Darüber hinaus wird durch die Fraktionierung auch
die Reinigung von Böden möglich, die an sich ein
für das Bioreaktorverfahren zu großes Korn aufwei
sen.
Die mit
biologisch abbaubaren Schadstoffen, wie z. B. Mine
ralöle, polyzyklische Aromaten, Phenole, PCB usw.,
angereicherte Bodenpartikelfraktion wird anschließend
in wässeriger Suspension in die Bioreaktor-Einrich
tung eingegeben. Durch diese Eingabeart der konta
minierten Partikel ist sichergestellt, daß deren
Oberfläche auch nach der Eingabe in die Bioreaktor-
Einrichtung mit Wasser benetzt ist, um so den über
wiegend in Form von Bakterien vorliegenden Mikro
organismen die Aufnahme von auf den Partikelober
flächen adsorbierten Schadstoffen zur Umwandlung in
unschädliche Stoffwechselendprodukte zu ermög
lichen. Dabei erfolgt die Zuführung von Mikroorga
nismen in die Bioreaktor-Einrichtung zusammen mit
der Suspension, in der sie, etwa in Form von Boden
bakterien, ohnehin enthalten sind, so daß auf eine
gesonderte Zugabe von Mikroorganismen verzichtet
werden kann. Natürlich kann darüber hinaus eine
zusätzliche, etwa nachträgliche Zugabe von Mikro
organismen, beispielsweise in Form von Belebt
schlamm, erfolgen.
Nach Eingabe der Bodenpartikel werden diese in der
Bioreaktor-Einrichtung in Dispersion mit einem
Trägerfluid gehalten. Durch die feine Verteilung
der Feststoffpartikel in einer flüssigen oder gas
förmigen äußeren Phase werden die Feststoffpartikel
während ihrer Verweilzeit in der Bioreaktor-Ein
richtung quasi beständig in einer Art Schwebe
zustand gehalten, der es den Mikroorganismen ermög
licht, während der gesamten Verfahrensdauer unein
geschränkt auf die auf den Feststoffpartikelober
flächen adsorbierten Schadstoffe zuzugreifen.
Da der Energieaufwand, der
notwendig ist, um die Bodenpartikel in der Reaktor
einrichtung in Dispersion zu halten, mit der Größe
bzw. dem Gewicht der Bodenpartikel steigt, hat es
sich als vorteilhaft herausgestellt, nur solche
Bodenpartikel der Reinigung in der Reaktoreinrich
tung zuzuführen, deren Größe 0,5 mm nicht über
steigt.
In Abhängigkeit von der Partikelgröße erweisen sich
insbesondere in energetischer Hinsicht zwei unter
schiedliche Arten des Reaktorbetriebs als vorteil
haft.
Für eine Partikelgröße bis zu 60 µm kann der Reak
tor als Wirbelbett-Reaktor betrieben werden. Hier
bei wird ein Gas, etwa Luft, als Trägerfluid in
einen Partikeleintrag in den Reaktor eingeblasen.
Die zur Aufrechterhaltung der Dispersion eingebla
sene Luft kann dabei zusätzlich als Sauerstofflie
ferant für den Stoffwechsel der Mikroorganismen
dienen.
Bei einer Partikelgröße von 60 µm bis
500 µm erweist sich ein Betrieb des Reaktors als
Umwälzströmungs-Reaktor als vorteilhaft, bei dem
eine Flüssigkeit, etwa Wasser, als Trägerfluid zur
Aufrechterhaltung einer Suspension im Reaktor
umgewälzt wird. Zur Versorgung der Mikroorganismen
mit Sauerstoff kann ein sauerstoffhaltiges Gas,
etwa Luft, in den Reaktor eingeblasen werden. Da
rüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, die
Trägerflüssigkeit unmittelbar mit Sauerstoff anzu
reichern.
Um die Stoffwechselvorgänge in der Bioreaktor-Ein
richtung zu beschleunigen, kann die Bioreaktor-
Einrichtung beheizt werden. Es kann sich allerdings
auch als ausreichend erweisen, wenn die Beheizung
nur zum In-Gang-Setzen der Stoffwechselvorgänge
erfolgt und ansonsten die bei den Stoffwechselvor
gängen freiwerdende Wärme zur weiteren Stützung des
Verfahrens genutzt wird. Hierbei erweist es sich
dann als vorteilhaft, wenn die Bioreaktor-Einrich
tung mit einer entsprechenden Isolierung versehen
ist.
Um die Beheizung möglichst energiesparend auszufüh
ren, kann eine Kraft-Wärme-Kopplung zwischen einer
für den Betrieb der mechanischen Wascheinrichtung
genutzten Energieerzeugungseinrichtung und der
Bioreaktor-Einrichtung vorgesehen werden. Hierdurch
kann die Abwärme aus der Energieerzeugung für den
Betrieb der mechanischen Wascheinrichtung zur Be
heizung der Bioreaktor-Einrichtung genutzt werden.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die
vorbeschriebene Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung
einer Basiswärmemenge dient und die im jeweiligen
Verfahrensstadium in der Bioreaktor-Einrichtung
erforderliche Restwärmemenge zur Erzielung einer
während des gesamten Verfahrensablaufs in der
Bioreaktor-Einrichtung im wesentlichen konstanten
Temperatur durch eine Zusatzheizung, die etwa als
elektrische Heizung ausgebildet sein kann, erzeugt
wird.
Die in der Bioreaktor-Einrichtung zumindest teil
weise bei den Stoffwechselvorgängen verbrauchte
Luft wird als Abluft aus der Bioreaktor-Einrichtung
herausgeführt und einer Abluftfilterung unterzogen.
Bei ausreichendem Restsauerstoffgehalt kann die
Abluft nach der Filterung wieder in die Reaktorein
richtung eingeleitet werden.
Zur besseren Lösung des Sauerstoffs in dem in der
Reaktoreinrichtung vorhandenen Wasser, insbesondere
in den auf den Partikeloberflächen vorhandenen
Wasserbenetzungen, kann die Reaktoreinrichtung als
Druckreaktor betrieben werden.
Zur Förderung des biologischen Schadstoffabbaus in
der Reaktoreinrichtung kann zusätzlich zu den ohne
hin in der für die Eingabe in den Reaktor bestimm
ten wässerigen Suspension enthaltenen Mikroorganis
men Biomasse, etwa Belebtschlamm, in die Reaktor
einrichtung eingegeben werden.
Die Vorrichtung zur Reinigung
kontaminierter Böden mit einer Bioreaktor-Einrichtung
weist gemäß Anspruch 15 neben der Bioreaktor-Einrichtung eine
mechanische Wascheinrichtung mit einer Attritionseinrichtung auf, die der
Bioreaktor-Einrichtung im Verfahrensablauf vorgeordnet
ist und zur Bildung und Ausscheidung gereinigter
Partikelfraktionen sowie Bildung einer schadstoffangereicherten
Partikelfraktion dient.
Die Bioreaktor-Einrichtung kann aus einem oder auch
aus mehreren einzelnen Bioreaktoren gebildet sein,
die parallel betrieben werden können. Hierdurch ist
zum einen die Möglichkeit gegeben, die Bioreaktor-
Einrichtung durch die gewählte Anzahl der einzelnen
Bioreaktoren der Durchsatzleistung der mechanischen
Wascheinrichtung anzupassen. Zum anderen können
etwa auch unterschiedliche Bodenfraktionen mit
unterschiedlichen Partikelgrößen parallel gereinigt
werden, um somit die Reinigung des gesamten Bodens
in möglichst kurzer Zeit durchführen zu können.
Wenn der oder die einzelnen Bioreaktoren zumindest
ihre äußeren Abmessungen betreffend als genormte
Hakenliftreaktoren ausgebildet sind, eignet sich
die Vorrichtung in besonderem Maße für die Durch
führung eines On-Site-Reinigungsverfahrens, bei dem
der Boden ausgekoffert und vor Ort biologisch be
handelt wird.
Der oder die Bioreaktoren können so ausgeführt
sein, daß ein Warmwasserkreislauf zur Erzeugung
einer Basiswärme und eine etwa elektrisch ausgebil
dete Zusatzheizeinrichtung zur weiteren Aufheizung
des Wassers auf eine geeignete Prozeßtemperatur
vorgesehen ist.
Zur Aufrechterhaltung einer Dispersion in dem oder
den Bioreaktoren sind diese mit einer Wirbelbil
dungseinrichtung versehen, die im Fall eines als
Wirbelbett-Reaktors ausgebildeten Reaktors eine
Gaseinblaseinrichtung und im Fall eines als Umwälz
strömungs-Reaktors ausgebildeten Reaktors eine
hydraulische Umwälzeinrichtung aufweist.
Bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfah
rens sowie der zur Durchführung des erfindungsge
mäßen Verfahrens verwendbaren Vorrichtung werden
nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung den Ablauf
bei der mechanischen Wäsche von Böden und
deren Fraktionierung als vorbereitende
Maßnahme für die Eingabe entsprechend
fraktionierter Bodenpartikel in eine
Bioreaktor-Einrichtung;
Fig. 2 einen Wirbelbett-Bioreaktor zur Durchfüh
rung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
und
Fig. 3 einen Umwälzströmungs-Bioreaktor zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens.
Fig. 1 zeigt den Verfahrensablauf in einer mechani
schen Wascheinrichtung, die den in den Fig. 2 und 3
erfindungsgemäßen Bioreaktoren 10 und 11 im Betrieb
vorgeordnet werden kann. Die hierbei die einzelnen
Partikelfraktionen kennzeichnenden Partikelgrößen
sind als Beispiele für mögliche Partikelgrößen zu
verstehen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten mechanischen Wasch
verfahren wird das kontaminierte Bodenmaterial
zunächst einer Vorfraktionierung zugefördert, in
der eine vorübergehende Aufteilung des kontaminier
ten Materials in eine Bodenfraktion mit einem Par
tikeldurchmesser 100 mm und in eine Bodenreaktion
mit einem Partikeldurchmesser <100 mm durchgeführt
wird. Die Partikelfraktion mit den größeren Boden
partikeln wird einem Brecher zugeführt, um dort
zerkleinert und schließlich wieder mit der anderen
Bodenfraktion vor oder in einer Wascheinrichtung
zusammengeführt zu werden. Während oder nach dem
Waschvorgang erfolgt eine Fraktionierung des Boden
materials und eine anschließende Klassierung in
gereinigtes Material mit einem Partikeldurchmesser
<32 mm, wobei die weitere Partikelfraktion mit
einem Partikeldurchmesser 32 mm einem weiteren
Wasch-/Fraktionierungsvorgang zugeführt wird. Hier
erfolgt eine Ausscheidung von Leichtgut, etwa
Schwebeteilchen, und anschließend eine weitere
Klassierung, mit der Folge, daß weiteres gereinig
tes Material, hier mit einem Partikeldurchmesser
von etwa 4 mm bis 32 mm aus dem Verfahren herausge
führt wird. Nach einem weiteren, dritten Wasch-
/Fraktionierungsvorgang erfolgt eine Separierung
des im mechanischen Reinigungsverfahren verbliebe
nen Bodenmaterials in einen ersten Anteil mit einem
Partikeldurchmesser bis 60 µm und
einen zweiten Anteil mit einem Partikeldurchmesser
von etwa 60 µm bis 4 mm. Nach der Separierung wer
den beide Anteile getrennt jeweils einem Bioreaktor
10, 11 (Fig. 2 und 3) zugeführt.
Der in Fig. 1 links der Separarierungsstelle nach
folgend dargestellte Verfahrenszweig betrifft die
weitere Präparierung des relativ groben Bodenan
teils mit einem Partikeldurchmesser von etwa 60 µm
bis 4 mm bis zur Eingabe von Bodenpartikeln in den
Umwälzströmungs-Bioreaktor 11. Nach einem weiteren
Wasch-/Fraktionierungsvorgang wird eine Klassierung
durchgeführt und gereinigtes Material mit einem
Partikeldurchmesser von 200 µm bis 4 mm aus
dem Verfahren herausgeführt. Das im Verfahren ver
bleibende Material wird nachfolgend im wesentlichen
sedimentiert und ein verbleibender Schlammaustrag,
der die im Verfahren verbliebenen kontaminierten
Bodenpartikel in wässeriger Suspension aufweist, in
den Umwälzströmungs-Bioreaktor 11 eingebracht.
Der der Separierungsstelle nachfolgende rechte
Verfahrenszweig betrifft die weitere Präparierung
des Bodenanteils mit den relativ geringen Partikel
durchmessern bis 60 µm bis zur Eingabe in
den Wirbelbett-Bioreaktor 10. Hierbei wird dem ent
sprechenden Bodenanteil in einer Flotations-/Aus
flockungsstufe Leichtgut entzogen, so daß das wie
bei der vorhergehenden, an einer beispielhaften
Stelle des Verfahrensablaufs erwähnten Leichtgutab
scheidung abgeschiedene Leichtgut einer Deponie
zugeführt werden kann. In einer nachfolgenden
Sedimentationsstufe erfolgt dann die Bildung des
Schlammaustrags, um die kontaminierten Bodenparti
kel mit einer Partikelgröße bis 60 µm in
wässeriger Suspension in den Wirbelbett-Bioreaktor
10 (Fig. 2) eingeben zu können.
Durch die einander nachfolgenden Wasch-, Fraktio
nierungs- und Klassierungsvorgänge während der
mechanischen Wäsche des kontaminierten Ausgangsma
terials wird erreicht, daß die an der Oberfläche
der Bodenpartikel angelagerten Schadstoffe von den
jeweils größeren Bodenpartikeln abgewaschen und in
konzentrierter Form adsorptiv an die kleinen Boden
partikel, die schließlich in wässeriger Suspension
in die Bioreaktoren eingegeben werden, gebunden und
an diesen angereichert werden. Die mit Schadstoffen
angereicherten Bodenpartikel erfahren schließlich
je nach Größe eine biologische Reinigung in dem
Wirbelbett-Bioreaktor 10 oder dem Umwälzströmungs-
Bioreaktor 11. Natürlich wäre es auch möglich, ohne
die vorstehend erwähnte Separierung der Bodenparti
kel vorzunehmen, sämtliche mit angereicherten
Schadstoffen belasteten Bodenpartikel einem Wirbel
bett-Bioreaktor 10 oder einem Umwälzströmungs-Bio
reaktor 11 zuzuführen. Jedoch hat sich herausge
stellt, daß aufgrund der Separierung in mindestens
zwei Bodenpartikelanteile mit verschiedenen Parti
keldurchmesserbereichen ein energetisch besonders
günstiger Betrieb der Bioreaktoren möglich ist.
Dabei geben die vorgenannten Partikelgrößenbereiche
oder Partikelgrößengrenzen sowohl hinsichtlich der
separierten Bodenanteile als auch der vorgenommenen
Materialklassierungen nur Anhaltswerte wieder, die
etwa je nach Beschaffenheit des Bodenmaterials
verändert werden müssen, um die jeweils günstigsten
Reinigungsergebnisse zu erzielen.
Der in Fig. 2 dargestellte Wirbelbett-Bioreaktor
10 weist einen konischen Unterteil 12 mit einem
darauf befindlichen zylindrisch ausgebildeten Ober
teil 13 auf. Das Unterteil 12 ist in einem Gestell
14 angeordnet, das es ermöglicht, den Wirbelbett-
Bioreaktor 10 als handhabbare Einheit zu positio
nieren.
In das Oberteil 13 führen drei Zuleitungen, nämlich
eine Zuleitung 15 zur Zuleitung der durch den Pfeil
16 gekennzeichneten wässerigen Bodenpartikelsuspen
sion, die Zuleitung 17 zur Zuleitung von durch den
Pfeil 18 gekennzeichneter Flüssigkeit, etwa Wasser,
und die Zuleitung 19 zur Zuleitung von durch den
Pfeil 20 gekennzeichneter Biomasse. Weiterhin be
findet sich am Oberteil 13 eine Ableitung 21 zur
Ableitung von Abluft 22 aus dem Bioreaktor 10.
Darüber hinaus ist im Oberteil 13 eine etwa mit
Wasser 23 als Wärmeträgermedium durchströmte Heiz
einrichtung 24 vorgesehen, durch die das Wasser 23,
etwa durch eine Heizschlange 25 geleitet, durch den
Behälterinnenraum zur Abgabe von Wärme an den Be
hälterinnenraum hindurchströmt. Wie durch den ge
strichelten Linienverlauf zur Darstellung der Heiz
einrichtung 24 angedeutet werden soll, ist die
Heizeinrichtung 24 zum Betrieb des Bioreaktors 10
nicht unbedingt erforderlich, sondern kann im Be
darfsfall vorgesehen werden. Dasselbe gilt auch für
eine mit der Heizeinrichtung 24 gekoppelte Zusatz
heizeinrichtung 26, die zur Einstellung einer vor
bestimmten Temperatur des durch die Heizschlange 25
hindurchströmenden Wassers 23 verwendet werden
kann.
Weiterhin ist eine mit Düsen bestückte Gasein
blaseinrichtung 27 vorgesehene mit der etwa sauer
stoffhaltiges Gas 29 oder Luft in den Bioreaktor 10
bzw. dessen Oberteil 13 eingeblasen werden kann.
Die Gaseinblaseinrichtung 27 kann optional mit
einer Heizeinrichtung 28 versehen werden, um das
einzublasende Gas 29 temperieren zu können.
Am trichterförmig zulaufenden Ende des Unterteils
12 befindet sich schließlich über einer verschließ
baren Ausgabeöffnung 38 ein Krählwerk 32, das zur
Überstreichung der Innenwand des Unterteils 12
dient.
Beim Betrieb des Bioreaktors 10 wird durch die
Zuleitung 15 die Suspension 16 mit darin enthalte
nen Bodenpartikeln 31 in den Reaktorinnenraum ein
gegeben. Nach Eingabe einer vorbestimmten Charge
wird die Gasblaseinrichtung 27 des Reaktors in
Betrieb genommen und es erfolgt die in Fig. 2 dar
gestellte Verwirbelung der Bodenpartikel 31 im
Reaktorinnenraum. Infolge der Verwirbelung sind die
Oberflächen der einzelnen Bodenpartikel 31 für die
in der Suspension 16 mitenthaltenen Bakterien frei
zugänglich, so daß ein effektiver biologischer
Schadstoffabbau im Reaktor erfolgen kann. Der bei
der Stoffwechselreaktion im Reaktor verbrauchte und
in Kohlendioxid umgewandelte Sauerstoff kann als
Abluft 22 durch die Ableitung 21 aus dem Reaktor
inneren abgeführt werden. Dabei ist eine, in Fig. 2
nicht näher dargestellte Filtereinrichtung zur
Abluftfilterung vorgesehen, so daß etwaige Stoff
wechselzwischenprodukte nicht ungehindert aus dem
Reaktorinnenraum nach außen entweichen können.
Falls erforderlich, kann zur Ergänzung von Flüssig
keit, etwa Wasser 18, durch die Zuleitung 17 in den
Reaktorinnenraum eingegeben werden. Dasselbe gilt
für Biomasse 20, etwa Belebtschlamm, der durch die
Zuleitung 19 zur Beschleunigung der Stoffwechsel
reaktionen im Reaktorinnenraum hinzugegeben werden
kann.
Nach Beendigung der Stoffwechselvorgänge im Reak
torinnenraum, also nach abgeschlossenem Schadstoff
abbau, werden die dekontaminierten Bodenpartikel
durch die Ausgabeöffnung 38 nach draußen, auf etwa
ein bereitstehendes Förderband, ausgegeben. Um die
Anlagerung von Bodenpartikeln 31 an der Innenwand
des Unterteils 12 zu verhindern, läßt sich während
der Ausgabe der dekontaminierten Bodenpartikel 31
das Krählwerk 32 in Betrieb nehmen.
Zur Überwachung der im Bioreaktor 10 ablaufenden
Stoffwechselreaktionen sind in Fig. 2 nicht näher
dargestellte Meßeinrichtungen für die Erfassung von
Sauerstoff-, pH-, Temperatur-, CO₂-Werten, der
Suspensionsdichte und etwaigen anderen interessie
renden Größen vorgesehen, deren Meßwerte auch zur
Steuerung bzw. Regelung des Verfahrensablaufs im
Bioreaktor 10 verwendet werden können. Des weiteren
können ebenfalls hier nicht dargestellte Probungs
einrichtungen in mehreren Horizontalebenen angeord
net vorgesehen werden, um dem Reaktor Proben auch
während des Verfahrensablaufs entnehmen zu können.
Fig. 3 zeigt den Umwälzströmungs-Bioreaktor 11, der
wie der vorstehend erläuterte Wirbelbett-Bioreaktor
10 einen Unterteil 12, einen Oberteil 13 sowie ein
am Unterteil 12 angeordnetes Gestell 14 aufweist.
Weiterhin ist der Bioreaktor 11 ebenfalls mit einer
Zuleitung 15 zur Zuleitung von Bodenpartikeln 31 in
wässeriger Suspension 16, einer Zuleitung 19 zur
Zuleitung von Biomasse 20 und einer Ableitung 21
zur Ableitung von Abluft 22 ausgestattet.
Während bei dem Wirbelbett-Bioreaktor 10 Luft als
Trägerfluid zur Ausbildung einer Dispersion im
Reaktorinnenraum verwendet wird, wird in den Um
wälzströmungs-Bioreaktor 11 Wasser 33 durch eine
Zuleitung 34 als Trägerfluid oder äußerer Phase zur
Ausbildung einer Dispersion mit den Bodenpartikeln
31 als innerer Phase eingeleitet. Zur Einleitung
der für die Stoffwechselvorgänge im Reaktor erfor
derlichen Luft bzw. des erforderlichen Sauerstoffs
ist eine Zuleitung 35 vorgesehen. Im Reaktorinnen
raum ist eine Umwälzpumpe 36 vorgesehen, die zu
einer Verwirbelung der im Reaktor befindlichen
Trägerflüssigkeit und damit zu einer gleichmäßigen
Verteilung der Bodenpartikel 31 in der Trägerflüs
sigkeit führt, so daß auch hier die Bodenpartikel
31 in Dispersion gehalten werden und eine gute
Zugänglichkeit der Partikeloberflächen für im Reak
tor enthaltene Bakterien gegeben ist. Natürlich ist
es auch möglich, die Umwälzpumpe 36, mit entspre
chenden Anschlußleitungen zum Reaktorinnenraum
versehen, außerhalb des Reaktorinnenraums anzuord
nen. Entscheidend ist, daß zur Aufrechterhaltung
einer Dispersion die notwendige Verwirbelung im
Reaktorinnenraum erreicht wird.
Optional steht auch bei dem Umwälzströmungs-Bio
reaktor eine Heizeinrichtung 24, wie bereits vor
stehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben,
zur Verfügung. Um eine Sedimentation der Bodenpar
tikel 31 an der Innenwand des Unterteils 12 bei der
Ausgabe aus der Ausgabeöffnung 38 zu verhindern,
ist auch der Umwälz-Bioreaktor 11 mit einem Krähl
werk 32 versehen.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind sowohl
der Wirbelbett-Bioreaktor 10 als auch der Umwälz
strömungs-Bioreaktor 11 mit Aufnahmehaken 37 verse
hen, die es ermöglichen, die Bioreaktoren 10, 11
leicht zu handhaben.
Claims (21)
1. Verfahren zur Reinigung hydrophobe Schadstoffe enthalten
der Böden,
wobei Bodenpartikel (31) in wäßriger Dispersion mehreren
Attritionsbehandlungen unterzogen werden und nach jeder
Attritionsbehandlung der jeweilige Grobanteil als gerei
nigte Fraktion abgetrennt wird, wobei eine Anreicherung
von Schadstoffen an den jeweils im Verfahren verbleiben
den Bodenpartikeln (31) bis zum Erreichen einer mit
Schadstoffen angereicherten Partikelfraktion erfolgt, und
diese Partikelfraktion in wäßriger Suspension (16) in
eine Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) eingebracht und in
dieser in Dispersion mit einem Trägerfluid (29, 33) ge
halten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) Bodenpartikel
(31) mit einer Partikelgröße nicht größer als 0,5 mm ein
gegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Bioreaktor (10) der Bioreaktor-Einrichtung (10,
11) als Wirbelbett-Bioreaktor betrieben wird, bei dem ein
Gas (29), vorzugsweise Luft, als Trägerfluid in einen im
Bioreaktor (10) befindlichen Partikeleintrag eingeblasen
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in den Bioreaktor (10) eingeblasene Gas sowohl
zur Aufrechterhaltung der Dispersion als auch zur Unter
haltung des biologischen Schadstoffabbaus im Biorektor
(10) dient.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Wirbelbett-Bioreaktor (10) in Suspension (16)
Bodenpartikel (31) mit einer Partikelgröße bis zu etwa 60
µm eingegeben werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Bioreaktor (11) der Bioreaktor-Einrichtung (10,
11) als Umwälzströmungs-Bioreaktor betrieben wird, bei
dem eine Flüssigkeit (33), vorzugsweise Wasser, als Trä
gerfluid zur Aufrechterhaltung der Dispersion im Bioreak
tor (11) kontinuierlich umgewälzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein sauerstoffhaltiges Gas (29), vorzugsweise Luft,
zur Unterhaltung des biologischen Schadstoffabbaus in den
Bioreaktor (11) eingeblasen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Umwälzströmungs-Bioreaktor (11) in Suspension
(16) Bodenpartikel (31) mit einer Partikelgröße von
60 µm bis zu 500 µm eingegeben werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) beheizt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beheizung der Bioreaktor-Einrichtung (10, 11)
mittels einer Kraft-Wärme-Kopplung zur Nutzung der bei
der Energieerzeugung für die mechanische Wascheinrichtung
erzeugten Abwärme erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung einer Basis
wärmemenge dient, die mit einer Zusatzwärmemenge überla
gert wird, welche vorzugsweise in einer elektrischen Zu
satzheizung erzeugt wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus der Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) ausströmende
Abluft (22) einer Abluftfilterung unterzogen und nachfol
gend bei ausreichendem Restsauerstoffgehalt wieder in die
Biorektor-Einrichtung (10, 11) eingeleitet wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) mit erhöhtem In
nendruck betrieben wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Förderung des biologischen Schadstoffabbaus Bio
masse (20), vorzugsweise Belebtschlamm, in die Biore
aktor-Einrichtung (10, 11) eingegeben wird.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 14, aufweisend
eine mechanische Wascheinrichtung mit einer Attritions
einrichtung zur Bildung und Ausscheidung gereinigter Par
tikelfraktionen sowie Bildung einer mit Schadstoffen an
gereicherten Partikelfraktion, und eine Bioreaktor-Ein
richtung (10, 11) zur Reinigung der mit Schadstoffen an
gereicherten Partikelfraktion.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) mehrere Bioreak
toren (10, 11) aufweist, die parallel betreibbar sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Bioreaktoren (10, 11) als genormte Ha
kenlift-Reaktoren ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis
17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Bioreaktor(en) (10, 11) mit einem Warm
wasserkreislauf (24) zur Erzeugung einer Basiswärme und
einer vorzugsweise elektrischen Zusatzheizeinrichtung
(26) zur weiteren Aufheizung des Wassers im Warmwasser
kreislauf (24) versehen ist oder sind.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis
18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Bioreaktor(en) (10, 11) mit einer Wir
belbildungseinrichtung (27, 36) zur Verwirbelung der im
Bioreaktor (10, 11) befindlichen Bodenpartikel (31) ver
sehen ist oder sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wirbelbildungseinrichtung bei einem als Wirbel
bett-Bioreaktor (10) ausgebildeten Bioreaktor eine
Gaseinblaseinrichtung (27) aufweist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wirbelbildungseinrichtung bei einem als Umwälz
strömungs-Bioreaktor (11) ausgebildeten Bioreaktor eine
hydraulische Umwälzeinrichtung (36) aufweist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19924234111 DE4234111C2 (de) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924234111 DE4234111C2 (de) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4234111A1 DE4234111A1 (de) | 1994-04-14 |
DE4234111C2 true DE4234111C2 (de) | 1996-03-28 |
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ID=6470105
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DE19514222A1 (de) * | 1995-04-15 | 1996-10-17 | Dechema | Verfahren zur biologischen Bodensanierung |
US5863119A (en) * | 1996-07-03 | 1999-01-26 | J. R. Simplot Company | Apparatus for mixing a slurry within a bioreactor vessel |
US6207055B1 (en) | 1997-06-16 | 2001-03-27 | Idaho Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for forming a slurry |
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-
1992
- 1992-10-09 DE DE19924234111 patent/DE4234111C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4234111A1 (de) | 1994-04-14 |
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