DE4305820A1

DE4305820A1 - Method and appliance for cleaning contaminated solid substances

Info

Publication number: DE4305820A1
Application number: DE19934305820
Authority: DE
Inventors: Robert May
Original assignee: HUBER GES fur VERSORGUNGS und
Current assignee: HUBER GES fur VERSORGUNGS und
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1994-09-01

Abstract

Method and appliance for cleaning contaminated substances containing solid particles, especially soils, which involves a medium (19) circulating between a first reaction vessel (solid-substance reactor 11) containing the contaminated solid substance (14) to be cleaned, and at least one further reaction vessel (microbe reactor 13) containing a microbe culture, in such a way that owing to the medium (19) introduced into the solid-substance reactor (11) extraction of pollutants takes place therein, and in the microbe reactor (13) pollutant degradation takes place of the pollutants extracted and carried along by the medium (19). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter, Feststoffpartikel enthaltender Substanzen insbeson dere Böden.The present invention relates to a method and a device for cleaning contaminated, Substances containing solid particles in particular their floors.

Zur Reinigung kontaminierter Feststoffsubstanzen sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Zum einen ist es bekannt, kontaminerte Feststoffsubstanzen in einen sogenannten Bioreaktor einzugeben und dort bei Vorliegen geeigneter Milieubedingungen eine biologi sche Reinigung durch bereits vorhandene oder durch Zugabe geeigneter Mikroben zu erzielen. Diese Ver fahren machen sich zur Dekontamination der Fest stoffsubstanzen den mikrobiellen Metabolismus zunut ze und sind daher bezüglich ihrer Effektivität im wesentlichen von der Bindungsart und der Bindungs stärke der Schadstoffe an die Feststoffmatrix und der Verweilzeit der Feststoffsubstanzen im Bioreak tor bestimmt.For cleaning contaminated solid substances different methods are known. On the one hand it is known to contain contaminated solid substances in enter a so-called bioreactor and there A suitable biological environment exists cleaning through existing or through To achieve the addition of suitable microbes. This ver drive to decontaminate the festival substances use the microbial metabolism ze and are therefore in terms of their effectiveness in essential of the type of binding and the binding strength of the pollutants to the solid matrix and the residence time of the solid substances in the bioreak gate determined.

Zum andern ist es zur Dekontamination von Feststoff substanzen bekannt, die Feststoffpartikel in einer Waschanlage einem Waschvorgang zu unterziehen, wobei hier die Schadstoffe aus der Feststoffmatrix extra hiert werden. Solche physikalisch-chemischen Behand lungen der Feststoffsubstanzen führen zu einer Über führung der Schadstoffe in die Waschflüssigkeit und /oder zu einer Anreicherung der Schadstoffe an einen bestimmten Teil der Feststoffpartikel, etwa einer bestimmten Korngrößenfraktion. Der Erfolg der Reini gung ist dabei im wesentlichen vom Extraktionsver mögen der verwendeten Waschflüssigkeit für den bzw. die vorliegenden Schadstoffe abhängig.On the other hand, it is for the decontamination of solid matter known substances, the solid particles in a To subject the car wash to a washing process, whereby here the pollutants from the solid matrix extra be hated. Such physico-chemical treatment Lungs of the solid substances lead to an over leading the pollutants into the washing liquid and / or to enrich the pollutants with one certain part of the solid particles, such as one certain grain size fraction. The success of Reini supply is essentially from the extraction ver like the washing liquid used for the or the present pollutants depend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun de, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem sowohl für die Extraktion von Schadstoffen aus einer Feststoff substanz als auch für den mikrobiellen Schadstoff abbau optimale Bedingungen geschaffen werden, um eine möglichst effektive Reinigung der kontaminier ten Feststoffsubstanzen zu ermöglichen.The present invention is based on the object to propose a procedure whereby both the extraction of pollutants from a solid substance as well as for the microbial pollutant degradation optimal conditions are created to the most effective possible cleaning of the contaminated to enable th solid substances.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the features of the claim 1 solved.

Erfindungsgemäß ist ein Feststoffsubstanz-Reaktor vorgesehen, in dem die in der zu reinigenden, kon taminierten Feststoffsubstanz enthaltenen Schadstof fe aus dieser mittels eines flüssigen Mediums extra hiert werden. Die extrahierten Schadstoffe werden zusammen mit dem Medium einem weiteren Reaktionsbe hälter zugeleitet, in dem eine Mikrobenkultur zur Durchführung des Schadstoffabbaus enthalten ist. Sowohl die Feststoffsubstanz als auch die Mikroben kultur befinden sich demnach in abgeschlossenen, voneinander unabhängigen Reaktionsbehältern, so daß für die Schadstoffextraktion einerseits und den Schadstoffabbau andererseits jeweils optimale, von einander unabhängige Milieubedingungen einstellbar sind. Weiterhin ermöglichen die voneinander getrenn ten Reaktionsbehälter die Durchführung von Behand lungen der Feststoffsubstanz, etwa eine UV-Behand lung oder eine Ozonisierung, die mikrobiell toxisch sind, ohne die Mikrobenkultur zu gefährden. According to the invention is a solid substance reactor provided in which the to be cleaned, con contaminated contaminated solid substance Fe out of this using a liquid medium extra be hated. The extracted pollutants will together with the medium a further reaction supplied in a microbial culture for Implementation of pollutant degradation is included. Both the solid substance and the microbes culture are therefore in closed, mutually independent reaction vessels, so that for pollutant extraction on the one hand and Pollutant degradation, on the other hand, each optimal mutually independent milieu conditions adjustable are. Furthermore, the separate from each other reaction vessel to carry out treatment lungs of the solid substance, such as a UV treatment lung or ozonization that is microbially toxic are without endangering the microbial culture.

Zudem ist erfindungsgemäß zwischen dem die Fest stoffsubstanz aufnehmenden Reaktionsbehälter und dem die Mikrobenkultur aufnehmenden Reaktionsbehälter eine Zirkulation des flüssigen Mediums vorgesehen, so daß vorzugsweise in festgelegten Intervallen, die eine zwischenzeitliche Verweilzeit des Mediums im Feststoffsubstanz-Reaktor und im Mikroben-Reaktor ermöglicht, durch wiederholte Extraktion und nach folgenden Schadstoffabbau wiederholt ein Löslich keitsgleichgewicht im flüssigen Medium eingestellt wird, um auf diese Weise eine größere Schadstoffmen ge aus der Feststoffsubstanz extrahieren und somit auch nachfolgend abbauen zu können.In addition, according to the invention is between the the festival substance-containing reaction container and the the microbial-receiving reaction container circulation of the liquid medium is provided, so that preferably at fixed intervals a mean time in the medium Solid substance reactor and in the microbe reactor made possible by repeated extraction and after following pollutant degradation repeated a soluble equilibrium in the liquid medium is going to be a bigger pollutant in this way extract ge from the solid substance and thus also to be able to dismantle afterwards.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfah rens wird für das flüssige Medium zumindest anteilig Substrat verwendet, das für die Nährstoffversorgung der im Mikroben-Reaktor enthaltenen Mikrobenkultur bestimmt ist. Zum einen wird hierdurch eine doppelte Nutzung des Substrats, nämlich einerseits als Mikro bennährstoff und andererseits als Transportmittel ermöglicht. Zum anderen wird durch die Vermengung von Substrat und Schadstoffen bereits vor Eintritt in den Mikroben-Reaktor eine optimale Darreichungs form der Schadstoffe zur Einleitung der Stoffwech selvorgänge im Mikroben-Reaktor geschaffen.According to a preferred embodiment of the process rens becomes at least proportionate for the liquid medium Substrate used for nutrient supply the microbe culture contained in the microbe reactor is determined. For one thing, this makes a double Use of the substrate, namely on the one hand as a micro fuel and on the other hand as a means of transport enables. On the other hand, through the blending of substrate and pollutants even before they occur optimal administration in the microbe reactor form of the pollutants to initiate the metabolism created in the microbe reactor.

Vorzugsweise wird der aus dem Mikroben-Reaktor her ausgeführte Mediumstrom zumindest teilweise durch eine Durchflußzelle geleitet, um in dieser eine Mes sung der die Zusammensetzung des Mediums bestimmen den Werte vornehmen zu können. Ausgehend von den gemessenen Werten ist es dann möglich, dem im Medium enthaltenen Substrat die für einen optimalen Schad stoffabbau erforderlichen Nährstoffbestandteile zu zuführen. This is preferably obtained from the microbe reactor executed medium flow at least partially a flow cell passed to this one measurement solution to determine the composition of the medium to be able to make the values. Starting from the measured values it is then possible that in the medium contained substrate which for optimal damage degradation required nutrient components respectively.

Bei einer Einleitung des durch die Durchflußzelle hindurchgeleiteten Mediumanteils in den vom Fest stoffsubstanz-Reaktor zum Mikroben-Reaktor fließen den Mediumstrom ist es möglich, bei Bedarf eine Vo lumenaufteilung des in den Mikroben-Reaktor einge leiteten Mediumvolumens zwischen einem Teilvolumen, das den Feststoffsubstanz-Reaktor nicht durchströmt hat und einem Teilvolumen, das den Feststoffsub stanz-Reaktor durchströmt hat, vorzunehmen.When the is introduced through the flow cell medium portion passed through in the from the festival Substance substance reactor flow to the microbe reactor the medium flow, it is possible to use a Vo lumen distribution of the microbes in the reactor conducted medium volume between a partial volume, that does not flow through the solid substance reactor has and a partial volume that the solid sub has flowed through the stamping reactor.

Vorzugsweise findet im Feststoffsubstanz-Reaktor ein Waschvorgang statt, der die Extraktion der Schad stoffe aus der Feststoffsubstanz und die Aufnahme der Schadstoffe in das Medium erleichtert. Hierzu kann die zu reinigende Feststoffsubstanz zur Erzie lung eines Energieeintrags für den Lösungs- oder Desorptionsprozeß im Medium beispielsweise in Zirku lation versetzt werden.Preferably takes place in the solid substance reactor Washing process instead of extracting the harmful substances from the solid substance and the absorption the pollutants relieved into the medium. For this can the solid substance to be cleaned to educate development of an energy input for the solution or Desorption process in the medium, for example in circus tion.

Sowohl bezüglich der Effektivität des Waschvorgangs als auch der Schadstoffaufnahme im Medium erweist sich eine geeignete Temperierung des Feststoffsub stanz-Reaktors als vorteilhaft.Both in terms of the effectiveness of the washing process as well as the pollutant absorption in the medium a suitable temperature control of the solid sub punch reactor as advantageous.

Nach dem Waschvorgang wird das Medium mit den darin gelösten, aus der Substanz extrahierten Schadstoffen in den Mikroben-Reaktor eingeleitet. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Einleitung des Mediums in den Mikroben-Reaktor nach einer Sedimen tation der in der zu reinigenden Substanz enthalte nen Feststoffpartikel erfolgt, da hierdurch auf eine Filterrückhaltung der Feststoffpartikel im Fest stoffsubstanz-Reaktor, die infolge des entstehenden Filtergegendrucks eine erhöhte Energiezufuhr zur Zirkulation des Mediums zwischen dem Feststoffsub stanz-Reaktor und dem Mikroben-Reaktor notwendig macht, verzichtet werden kann. After the washing process, the medium with the inside dissolved pollutants extracted from the substance introduced into the microbe reactor. As special It proves advantageous if the initiation of the Medium in the microbe reactor after a sediment tion of the substance to be cleaned NEN solid particles, because this leads to a Filter retention of solid particles in the solid Substance reactor, which is the result of Filter back pressure an increased energy supply Circulation of the medium between the solid sub punch reactor and the microbe reactor necessary makes, can be dispensed with.

Zur Beeinflussung der Milieubedingungen im Mikroben- Reaktor kann dieser temperiert werden.To influence the milieu conditions in the microbe The reactor can be tempered.

Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich als be sonders effektiv, wenn die Zirkulation des Mediums nicht stetig sondern in vorgegebenen Zeitintervallen erfolgt. Hierdurch ist es möglich, für die Schad stoffextraktion im Feststoffsubstanz-Reaktor und den Schadstoffabbau im Mikroben-Reaktor optimale Ver weilzeiten einzustellen.The method according to the invention proves to be particularly effective when circulating the medium not continuously, but at predetermined time intervals he follows. This makes it possible for the harmful substance extraction in the solid substance reactor and Pollutant degradation in the microbe reactor optimal Ver set times.

In Mediumströmungsrichtung dem Mikroben-Reaktor vor geordnet kann eine Einspeisung einer oder mehrerer, die Mediumbeschaffenheit und/oder die Milieubedin gungen im Mikroben-Reaktor beeinflussender Substanzen erfolgen. Bei diesen Substanzen kann es sich um Nährstoffe handeln oder auch um Substanzen, die zur Beeinflussung der Milieubedingungen beispielsweise die Gasatmosphäre oder den pH-Wert im Mikroben-Reak tor bestimmen. Auch ein Zusatz von Tensiden, etwa als Lösungsvermittler für die Schadstoffe, erweist sich als vorteilhaft.In front of the microbe reactor in the medium flow direction an infeed of one or more, the nature of the medium and / or the milieu conditions in the microbial reactor influencing substances respectively. These substances can be Act nutrients or substances that are used for Influencing the milieu conditions, for example the gas atmosphere or the pH in the microbe reak determine gate. Also an addition of surfactants, for example as a mediator for the pollutants turn out to be beneficial.

Da über das Medium eine Verbindung zwischen dem Mi kroben-Reaktor und dem Feststoffsubstanz-Reaktor gegeben ist, können bei entsprechend ausgewählten Substanzen auch die Milieubedingungen im Feststoff substanz-Reaktor beeinflußt werden. Bei der Versor gung von aeroben Mikrobenkulturen im Mikroben-Reak tor bietet sich die Einspeisung von Sauerstoff oder Luft an. Insbesondere in diesem Fall - aber auch allgemein wegen der sich bei den Stoffwechselvorgän gen bildenden Gase - erweist es sich als vorteil haft, wenn der Mikroben-Reaktor entlüftet wird.Since a connection between the Mi kroben reactor and the solid substance reactor is given can be selected accordingly Substances also the environmental conditions in the solid Substance reactor are affected. At the utility generation of aerobic microbial cultures in the microbe reak oxygen or Air. Especially in this case - but also generally because of the process of metabolism generating gases - it proves to be an advantage adheres when the microbe reactor is vented.

Zur Überwachung des Prozeßverlaufs können sowohl dem Feststoffsubstanz-Reaktor in Mediumsströmungsrich tung vorgeordnet als auch diesem nachgeordnet Pro benentnahmen erfolgen.To monitor the process, both Solid substance reactor in medium flow direction upstream and downstream of this pro withdrawals take place.

Die Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich noch weiter dadurch steigern, daß das Me dium nach dem Austritt aus dem Feststoffsubstanz- Reaktor durch mehrere, in Mediumströmungsrichtung hintereinander angeordnete Mikroben-Reaktoren gelei tet wird. Hierdurch ist es möglich, die verschiede nen Mikroben-Reaktoren mit unterschiedlichen Mikro benkulturen zu belegen, so daß auch der Abbau kom plexer Schadstoffgemische ermöglicht wird, für die sich eine einzige Mikrobenkultur als nicht ausrei chend erweist.The effectiveness of the method according to the invention can be further increased by the fact that the Me dium after exiting the solid substance Reactor through several, in the medium flow direction successive arranged microbe reactors is tested. This makes it possible to use the various microbe reactors with different micro to document benkulturen, so that the degradation com plexer mixtures of pollutants is made possible for a single microbe culture is not sufficient proves accordingly.

Um auch bei mehreren, voneinander unabhängigen Mi kroben-Reaktoren deren Milieubedingungen auf die je weils darin enthaltenen Mikrobenkulturen optimal abstimmen zu können, erweist es sich als vorteil haft, den einzelnen Mikroben-Reaktoren vorgeordnet Durchflußzellen vorzusehen, durch die der Medium strom zumindest teilweise hindurchgeleitet wird.In order to also use several independent Mi kroben reactors whose milieu conditions depend on the microbial cultures contained therein optimal being able to vote proves to be an advantage arrested, upstream of the individual microbe reactors Provide flow cells through which the medium current is at least partially passed through.

Insbesondere um mit ein und derselben Anordnung aus mehreren Mikroben-Reaktoren unterschiedliche Fest stoffsubstanzen oder mit unterschiedlichen Schad stoffen belastete Feststoffsubstanzen in geeigneter Weise reinigen zu können, erweist es sich als vor teilhaft, bei Bedarf unter Umgehung eines oder meh rerer Mikroben-Reaktoren den aus dem Feststoffsub stanz-Reaktor austretenden Mediumstrom in einen aus gewählten Mikroben-Reaktor einzuleiten.In particular, with one and the same arrangement several microbial reactors different hard substances or with different harmful substances suitable contaminated solid substances It proves to be able to clean wisely partial, if necessary bypassing one or more microbes reactors from the solids sub Punching reactor emerging medium stream in a initiate selected microbe reactor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die Merkmale des Anspruchs 21 auf. The device according to the invention has the features of claim 21.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile er zielbar.By means of the device according to the invention already above in connection with the inventions advantages described method he targetable.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung ist diese mit einer Sedi mentationseinrichtung versehen, die ein Rückhalten der Feststoffpartikel im Feststoffsubstanz-Reaktor ohne zusätzlichen Energieaufwand ermöglicht. Die Sedimentationsvorrichtung kann auch als separate Einrichtung ausgeführt sein. Insbesondere in diesem Fall kann auch ein Absetzbecken mit einem Lamellen klärer oder dergleichen vorgesehen werden.According to a preferred embodiment of the invent device according to the invention is a Sedi mentation device provided that retention the solid particles in the solid substance reactor enabled without additional energy expenditure. The Sedimentation device can also be used as a separate Facility to be executed. Especially in this Fall can also be a sedimentation tank with a slat clarified or the like can be provided.

Um die Schadstoffextraktion im Feststoffsubstanz- Reaktor zu fördern, kann der Feststoffsubstanz-Reak tor mit einer Zirkulationseinrichtung, etwa einem Vibrator oder einem Rührwerk versehen sein. Diesbe züglich erweist es sich ebenfalls als vorteilhaft, wenn der Feststoffsubstanz-Reaktor mit einer Tempe riereinrichtung versehen ist. Auch zur Beeinflussung der Milieubedingungen im Mikroben-Reaktor kann eine Temperiereinrichtung vorgesehen sein.In order to extract pollutants in the solid substance To promote reactor, the solid substance reak gate with a circulation device, such as a Vibrator or an agitator. This it also proves advantageous, if the solid substance reactor with a Tempe riereinrichtung is provided. Also for influencing the environmental conditions in the microbe reactor can be one Temperature control device may be provided.

Zur Bestimmung der Mediumbeschaffenheit, insbesonde re nach dem Austritt aus dem Mikroben-Reaktor kann an die Zirkulationsleitung, vorzugsweise in einer Bypass-Leitung, die eine Zulaufleitung des Fest stoffsubstanz-Reaktors mit einer Ablaufleitung des Feststoffsubstanz-Reaktors verbindet, eine Durch flußzelle angeschlossen sein, die zur Aufnahme von Meßsensoren dient.To determine the nature of the medium, in particular right after exiting the microbe reactor to the circulation line, preferably in a Bypass line, which is an inlet line of the festival substance reactor with a drain line of Solid substance reactor connects, a through flow cell connected to accommodate Measuring sensors is used.

Um auch komplexe Schadstoffgemische abbauen zu kön nen, können dem Feststoffsubstanz-Reaktor in Medi umströmungsrichtung nachgeordnet mehrere, hinterein ander liegende Mikroben-Reaktoren vorgesehen sein. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, diesen ge sondert Durchflußzellen zuzuordnen, um die Milieube dingungen in den einzelnen Mikroben-Reaktoren be stimmen zu können.In order to be able to break down even complex mixtures of pollutants NEN, the solid substance reactor in Medi flow direction downstream several, one behind the other other microbe reactors may be provided. It proves advantageous to use this ge assigns flow cells to the environment conditions in the individual microbe reactors to be able to vote.

Um den Abbau komplexer Schadstoffgemische oder auch die Reinigung unterschiedlicher Feststoffsubstanzen oder von Feststoffsubstanzen mit unterschiedlichen Schadstoffbelastungen effektiv durchführen zu kön nen, kann den Mikroben-Reaktoren in Mediumströmungs richtung vorgeordnet eine Mediumströmungsleitein richtung vorgesehen sein, die ein gezieltes Ansteu ern ausgewählter Mikroben-Reaktoren ermöglicht.To break down complex pollutant mixtures or the cleaning of different solid substances or of solid substances with different To be able to carry out pollutants effectively NEN, the microbe reactors in medium flow upstream a medium flow guide direction should be provided, the targeted control selected microbial reactors.

Bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfah rens sowie der zur Durchführung des erfindungsgemä ßen Verfahrens verwendbaren Vorrichtung werden nach folgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred variants of the method according to the invention rens and the one for carrying out the invention ß process usable device are after explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

Fig. 1 eine beispielhafte Vorrichtung zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Feststoffsubstanz-Reaktor und einem Mikroben-Reaktor, die über ein Lei tungssystem miteinander verbunden sind; Fig. 1 shows an exemplary device for imple mentation of the method according to the invention with a solid substance reactor and a microbe reactor, which are connected to one another via a line system;

Fig. 2 eine alternative Ausführung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei mehrere Mikroben-Reak toren hintereinander geschaltet sind; Fig. 2 shows an alternative embodiment of the device of Figure 1, wherein several microbe reactors are connected in series;

Fig. 3 eine weitere alternative Ausführung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei mehrere Mikroben-Reaktoren hintereinander geschal tet sind, die über eine Mediumströmungs leiteinrichtung gesteuert mit dem Fest stoffsubstanz-Reaktor verbunden werden können. Fig. 3 shows a further alternative embodiment of the device according to FIG. 1, wherein a plurality of microbe reactors are connected in series, which can be connected to the solid substance reactor in a controlled manner via a medium flow guide device.

Fig. 1 zeigt eine Dekontaminationsvorrichtung 10, bei der ein Feststoffsubstanz-Reaktor 11 über ein Leitungssystem 12 mit einem Mikroben-Reaktor 13 ver bunden ist. Der Feststoffsubstanz-Reaktor 11 dient zur Aufnahme einer zu reinigenden Feststoffpartikel enthaltenden Feststoffsubstanz 14 in einer gegenüber der Umgebung abgeschirmten Atmosphäre. Die Fest stoffsubstanz kann aus Bodenmaterial, Bauschutt, Schlamm oder dergleichen bestehen, woraus ersicht lich ist, daß beliebige Anteile einer flüssigen und einer festen Phase miteinander kombiniert sein kön nen, so daß etwa auch Abwasser mit den darin enthal tenen Feststoffpartikeln unter den Begriff Fest stoffsubstanz subsumierbar ist. Fig. 1 shows a decontamination device 10 , in which a solid substance reactor 11 is connected via a line system 12 with a microbe reactor 13 connected. The solid substance reactor 11 serves to hold a solid substance 14 to be cleaned containing solid particles in an atmosphere shielded from the environment. The solid substance can consist of soil material, building rubble, sludge or the like, from which it is evident that any proportions of a liquid and a solid phase can be combined with one another, so that waste water with the solid particles contained therein is also referred to as solid substance is subsumable.

Der Mikroben-Reaktor 13 dient zur Aufnahme einer in Fig. 1 schematisch dargestellten Mikrobenkultur 15 und schafft durch die Isolierung der Mikrobenkultur 14 gegenüber der Umwelt und, wie nachfolgend noch ausführlicher geschildert wird, Zugabe geeigneter Stoffe für die Entwicklung der Mikrobenkultur geeig nete Milieubedingungen.The microbe reactor 13 serves to accommodate a microbe culture 15 shown schematically in FIG. 1 and creates by isolating the microbe culture 14 from the environment and, as will be described in more detail below, adding suitable substances for the development of the microbe culture suitable environment.

Sowohl der Feststoffsubstanz-Reaktor 11 als auch der Mikroben-Reaktor 13 sind mit einer Temperiereinrich tung 16 bzw. 17 versehen, die eine Temperaturbeein flussung des jeweiligen Reaktorinhalts ermöglichen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Temperiereinrichtungen 16, 17 jeweils als Temperierbäder ausgeführt, die je nach Bedarf mittels eines hier nicht näher dargestellten Temperieraggregats beheizt und/oder gekühlt werden können. Zusätzlich zur Temperiereinrichtung 16 ist der Feststoffsubstanz-Reaktor 11 mit einer hier als Magnetrührer 18 ausgebildeten Rühreinrichtung ver sehen.Both the solid substance reactor 11 and the microbe reactor 13 are provided with a Temperiereinrich device 16 and 17 , which allow a temperature influence of the respective reactor contents. In the embodiment of the device shown in FIG. 1, the temperature control devices 16 , 17 are each designed as temperature control baths, which can be heated and / or cooled as required by means of a temperature control unit, not shown here. In addition to the temperature control device 16 , the solid substance reactor 11 is seen with a stirring device designed here as a magnetic stirrer 18 .

Um eine Zirkulation eines im Leitungssystem 12 ge führten Mediums 19 zu ermöglichen, ist im Leitungs system 12 eine Umwälzpumpe 20 angeordnet. Darüber hinaus befindet sich im Leitungssystem 12 in einer Bypass-Leitung 21 eine Durchflußzelle 22, die, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, insbesonde re zur Durchführung von Messungen mittels hier nicht näher dargestellter, an der Durchflußzelle 22 ange ordneter Meßsensoren dient.In order to allow circulation of a ge in the line system 12 supplied medium 19 is, in the line system 12, a circulation pump arranged 20th In addition, line-bypass 21 is located in the pipe system 12 in a a flow cell 22, which will be explained in more detail below, re insbesonde for carrying out measurements by means not shown in detail here, is used at the flow cell 22 is arranged measuring sensors.

Das Leitungssystem 12 ist mit einer Vielzahl von Absperreinrichtungen 23 versehen, die sowohl eine Trennung verschiedener Vorrichtungskomponenten der Dekontaminationsvorrichtung 10 als auch eine Beein flussung des Strömungswegs des durch das Leitungs system 12 geführten Mediumstroms ermöglicht.The line system 12 is provided with a plurality of shut-off devices 23 , which enables both a separation of different device components of the decontamination device 10 and an influencing of the flow path of the medium flow guided through the line system 12 .

So ist bei der hier dargestellten Vorrichtung über eine Absperreinrichtung 23 eine Sauerstoffversor gungseinrichtung 24 mit einem Sauerstoffreservoir 25, einem Sauerstoffdurchflußmesser 26 und einer Befeuchtungseinrichtung 27 angeschlossen.Thus, in the device shown here, an oxygen supply device 24 with an oxygen reservoir 25 , an oxygen flow meter 26 and a humidification device 27 is connected via a shut-off device 23 .

Schließlich befindet sich im Leitungssystem 12 bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sowohl in einer Sauerstoffzuleitung 28 als auch in einer Abgasleitung 29 ein Gasfilter 30.Finally, in the line system 12 in the embodiment shown in FIG. 1 there is a gas filter 30 both in an oxygen feed line 28 and in an exhaust gas line 29 .

Nachfolgend soll das Verfahren zur Dekontamination von Feststoffpartikel enthaltenden Substanzen mit tels der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung näher erläutert werden. Über eine geeignete, in Fig. 1 nicht näher dargestellte Einrichtung wird zunächst die Feststoffpartikel enthaltende Substanz, etwa mit Mineralölkohlenwasserstoffen verunreinigter Boden oder Schlamm, in den Feststoffsubstanz-Reaktor 11 eingebracht. Hierbei kann gleichzeitig das für die Zirkulation zwischen dem Feststoffsubstanz-Reaktor 11 und dem Mikroben-Reaktor 13 bestimmte Medium 19 in den Feststoffsubstanz-Reaktor eingegeben werden. Anschließend wird der Feststoff substanz-Reaktor 11 hermetisch verschlossen und an das Leitungssystem 12 angekoppelt. Alternativ ist es auch möglich, ledig lich die Feststoffsubstanz 14 in den Reaktor 11 ein zugeben und das Medium 19 etwa über einen Leitungs zugang 31 in das Leitungssystem 12 und somit in die Dekontaminationsvorrichtung 10 einzugeben.The method for the decontamination of substances containing solid particles is to be explained in more detail below by means of the device shown in FIG. 1. The substance containing solid particles, for example soil or sludge contaminated with mineral oil hydrocarbons, is first introduced into the solid substance reactor 11 via a suitable device, not shown in detail in FIG. 1. At the same time, the medium 19 intended for the circulation between the solid substance reactor 11 and the microbe reactor 13 can be introduced into the solid substance reactor. The solid substance reactor 11 is then hermetically sealed and coupled to the line system 12 . Alternatively, it is also possible to simply add the solid substance 14 to the reactor 11 and to enter the medium 19, for example via a line access 31, into the line system 12 and thus into the decontamination device 10 .

Wesentlich ist in jedem Fall, daß im Feststoffsub stanz-Reaktor 11 eine Durchmischung des Mediums 19 mit der Feststoffsubstanz 14 stattfinden kann. Hier zu wird nach Aufnahme des Mediums 19 und der Fest stoffsubstanz 14 im Feststoffsubstanz-Reaktor 13 der Magnetrührer 18 eingeschaltet, mit der Folge, daß im Feststoffsubstanz-Reaktor in der aus dem Medium 19 und der Feststoffsubstanz 14 gebildeten Flüssigkeit ein Rührstück 32 bewegt wird und die genannten An teile der Flüssigkeit miteinander vermischt. Der Rührvorgang erfolgt über eine vorgegebene Zeitspan ne, deren Länge von der Löslichkeit oder Desorbier barkeit des an den Feststoffpartikeln angelagerten Schadstoffs im Medium 19 abhängig ist.It is essential in any case that in the solid substance reactor 11 a mixing of the medium 19 with the solid substance 14 can take place. Here is substance 14 in the solid substance reactor 13, the magnetic stirrer turned 18 after receiving the medium 19 and the hard, with the result that the solid substance reactor 14 liquid formed a stirrer piece 32 is moved in from the medium 19 and the solid substance and to the above parts of the liquid mixed together. The stirring process takes place over a predetermined time span, the length of which depends on the solubility or desorbability of the pollutant attached to the solid particles in the medium 19 .

Nach Abschaltung des Rührvorgangs erfolgt eine Sedi mentationsphase, in der den Feststoffpartikeln Gele genheit gegeben wird, auf den Boden des Feststoff substanz-Reaktors 11 abzusinken und dort zu sedimen tieren, so daß oberhalb des Feststoffpartikelsedi ments das im wesentlichen feststoffpartikelfreie Medium 19 mit den darin gelösten Schadstoffen ver bleibt. Nun wird zur Zirkulation des Mediums 19 im Leitungssystem 12, d. h. zum Überführen des Mediums 19 in den Mikroben-Reaktor 13 in Richtung der die Strömungsrichtung andeutenden Pfeile 33 die Umwälz pumpe 20 betätigt bis sich das Medium 19 mit den darin gelösten Schadstoffen im Mikroben-Reaktor 13 befindet. Dort erfolgt während einer Verweilzeit, die in Abhängigkeit von der Schadstoffart und ange paßt an den Metabolismus der Mikroben gewählt wird, ein biologischer Abbau des Schadstoffs. Nach Ab schluß der Schadstoffabbauphase im Mikroben-Reaktor 13 wird die Umwälzpumpe 20 erneut betätigt, um das Medium 19 nach Abbau der gelösten Schadstoffe durch die Mikrobenkultur 15 wieder zum Feststoffsubstanz- Reaktor 11 zurückzuführen. Nunmehr kann der vorste hend beschriebene Rührvorgang, bei dem die Schad stoffe quasi von den Feststoffpartikeln der Fest stoffsubstanz 14 im Feststoffsubstanz-Reaktor 11 abgewaschen werden und in Lösung mit dem Medium 19 übergehen, wiederholt werden, um durch das Erzielen eines erneuten Lösungsgleichgewichts im Medium 19 etwaige auf den Feststoffpartikeln verbliebene Schadstoffanteile zur Verbesserung des Reinigungs ergebnisses in den Mikroben-Reaktor 13 in der vor stehend geschilderten Weise zu überführen.After switching off the stirring, there is a sedi mentation phase in which the solid particles are given gel opportunity to sink to the bottom of the solid substance reactor 11 and sediment there, so that above the solids particle medium the essentially solids-free medium 19 with the solutions dissolved therein Pollutants remain. Now for circulation of the medium 19 in the line system 12 , ie for transferring the medium 19 into the microbe reactor 13 in the direction of the arrows 33 indicating the flow direction, the circulation pump 20 is actuated until the medium 19 with the pollutants dissolved therein in the microbe reactor 13 is located. There is a biological degradation of the pollutant during a dwell time, which is selected depending on the type of pollutant and is adapted to the metabolism of the microbes. After completion of the pollutant degradation phase in the microbe reactor 13 , the circulating pump 20 is actuated again to return the medium 19 to the solid substance reactor 11 after the dissolved pollutants have been broken down by the microbe culture 15 . Now, the above-described stirring process, in which the pollutants are quasi washed off the solid particles of the solid substance 14 in the solid substance reactor 11 and pass into solution with the medium 19 , can be repeated to achieve a new solution equilibrium in the medium 19th any remaining pollutant on the solid particles to improve the cleaning result in the microbe reactor 13 in the manner described before to transfer.

Um zu verhindern, daß die Öffnungsquerschnitte der in die Reaktoren 11, 13 einmündenden Zuführstutzen 34 und Abführstutzen 35 infolge eines Bakterien- oder Pilzwachstums zwischen den Umwälzvorgängen ver stopfen, können sie zumindest während der Phasen, in denen keine Zuführung oder Abführung des Mediums 19 in die Reaktoren hinein oder aus diesen heraus er folgt, über den Mediumspiegel im betreffenden Reak tor angehoben werden. In order to prevent the opening cross sections of the feed nozzles 34 and discharge nozzles 35 opening into the reactors 11 , 13 from becoming blocked as a result of bacterial or fungal growth between the circulation processes, they can at least during the phases in which there is no feed or discharge of the medium 19 into the Reactors in or out of these he follows, are raised above the medium level in the reactor concerned.

Das im Leitungssystem 12 zirkulierende Medium 19 besteht im wesentlichen aus einer Nährstofflösung, die zum Unterhalt der Mikrobenkultur 15 im Mikroben- Reaktor 13 dient. Je nach Art der Mikroben können zusätzlich von außen geeignete Nährstoffsubstanzen oder die Milieubedingungen beeinflussende Substanzen, wie in Fig. 1 anhand der durch die Sauerstoffversor gungseinrichtung 24 ermöglichte Sauerstoffzuführung beispielhaft dargestellt ist, zugeführt werden. Um die Abgeschlossenheit des Reaktorsystems gegenüber der Umwelt auch bei den im Mikroben-Reaktor 13 stattfindenden Gasaustauschvorgängen sicherzustel len, ist in der an einen Entlüftungsstutzen 36 ange schlossenen Abgasleitung 29 ein Gasfilter 30 vorge sehen. Darüber hinaus kann auch eine, hier nicht näher dargestellte Rückhalteeinrichtung, etwa ein Membranfilter, zum Zurückhalten von Mikroorganismen vorgesehen werden.The medium 19 circulating in the line system 12 essentially consists of a nutrient solution which is used to maintain the microbe culture 15 in the microbe reactor 13 . Depending on the type of microbe, suitable nutrient substances or substances influencing the milieu conditions can additionally be supplied from the outside, as shown in FIG. 1 using the oxygen supply device 24 made possible by the oxygen supply device. In order to ensure the seclusion of the reactor system from the environment even with the gas exchange processes taking place in the microbe reactor 13 , a gas filter 30 is provided in the exhaust pipe 29 connected to a vent 36 . In addition, a retaining device, such as a membrane filter, not shown here, can also be provided for retaining microorganisms.

In einem derart abgeschlossenen Reaktorsystem können daher auch genetisch manipulierte Mikroorganismen ohne Gefahr für die Umwelt zum Schadstoffabbau ein gesetzt werden.In such a closed reactor system hence also genetically manipulated microorganisms without polluting the environment be set.

Zwischen einer das Medium 19 zum Feststoffsubstanz- Reaktor 11 hinführenden Zulaufleitung 36 und einer vom Feststoffsubstanz-Reaktor 11 wegführenden Ab laufleitung 37 des Leitungssystems 12 ist die By pass-Leitung 21 mit darin angeordneter Durchflußzel le 22 vorgesehen. Die hier nicht dargestellten, an der Durchflußzelle 22 vorgesehenen Sensoren dienen der Überwachung von den Zustand des Mediums 19 kenn zeichnenden Parametern, wie etwa der pH-Wert oder der Sauerstoffgehalt. Die von der Mikrobenkultur 15 getrennte Anordnung der Meßsensoren ermöglicht es, eine Vorrichtung zur Abtrennung der Mikroorganismus zellen zwischenzuschalten, um einem die Funktion der Sensoren beeinträchtigenden Mikrobenaufwuchs auf den Sensoren, etwa in Form von Pilzmyzel, entgegenzuwir ken. Eine derartige Vorrichtung kann natürlich ent fallen, wenn die Mikroorganismen im Mikroben-Reaktor stabilisiert oder immobilisiert vorliegen.Between a medium 19 to the solid substance reactor 11 leading inlet line 36 and a leading away from the solid substance reactor 11 from the discharge line 37 of the line system 12 , the by pass line 21 with a flow cell 22 arranged therein is provided. The sensors, not shown here, provided on the flow cell 22 are used to monitor parameters characterizing the state of the medium 19 , such as the pH or the oxygen content. The separate arrangement of the microbe culture 15 of the measuring sensors makes it possible to interpose a device for separating the microorganism cells in order to counteract a microbial growth on the sensors, for example in the form of fungal mycelium, which impairs the function of the sensors. Such a device can of course fall if the microorganisms are stabilized or immobilized in the microbe reactor.

Bei entsprechender Ausgestaltung kann die Durch flußzelle 22 auch nach vorheriger Feststellung eines Mangels einer entsprechenden Substanz dazu benutzt werden, diese dem Medium zuzuführen. Neben der Ein stellung eines geeigneten pH-Wertes ist somit auch beispielsweise die Zugabe eines Tensidzusatzes mög lich, um hierdurch das Extraktionsvermögen des Medi ums 19 zu erhöhen. Insgesamt ermöglicht die Überwa chung der Mediumzusammensetzung eine Einstellung des Mediums, die einerseits das Wachstum der Mikroben kultur fördert und andererseits ein größtmögliches Extraktionsvermögen ermöglicht.With an appropriate design, the flow cell 22 can also be used after a deficiency of a corresponding substance has been previously determined to be supplied to the medium. In addition to setting a suitable pH value, it is also possible, for example, to add a surfactant to increase the extraction capacity of the medium by 19 . Overall, the monitoring of the medium composition enables the medium to be adjusted, which on the one hand promotes the growth of the microbial culture and on the other hand enables the greatest possible extraction capacity.

Neben der Schadstoffextraktion kann im Feststoffsub stanz-Reaktor 11 auch eine Vorbehandlung der Fest stoffpartikel erfolgen, die möglicherweise mikro biell toxisch ist. So ist es möglich, dort etwa eine UV-Behandlung oder auch eine Ozonisierung durchzuführen.In addition to the extraction of pollutants in the solid substance reactor 11 , the solid particles can also be pretreated, which may be microbiologically toxic. It is possible, for example, to carry out UV treatment or ozonization there.

Fig. 2 zeigt in einer alternativen Ausführung eine Dekontaminationsvorrichtung 38, bei der in der Ab laufleitung 37 drei Mikroben-Reaktoren 39, 40 und 41 hintereinander geschaltet angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, in den einzelnen Mikroben-Reaktoren 39, 40, 41 unterschiedliche Mikrobenkulturen anzu ordnen, die zum Abbau einer komplexen Schadstoffzu sammensetzung geeignet sind. Fig. 2 shows an alternative embodiment of a decontamination device 38 , in which in the discharge line 37 from three microbe reactors 39 , 40 and 41 are arranged in series. This makes it possible to arrange different microbial cultures in the individual microbe reactors 39 , 40 , 41 which are suitable for breaking down a complex pollutant composition.

Fig. 3 zeigt schließlich eine Dekontaminationsvor richtung 42, bei der neben drei mit unterschiedli chen Mikrobenkulturen belegten Mikroben-Reaktoren 39, 40, 41 eine Mediumströmungsleiteinrichtung 43 vorgesehen ist. Diese ermöglicht es, den in der Ab laufleitung 37 geführten Mediumstrom gezielt auf die verschiedenen Mikroben-Reaktoren 39, 40, 41 zu verteilen, oder auch nur einen oder zwei der Mikro ben-Reaktoren 39, 40, 41 anzusteuern. Über absperr bare Bypass-Leitungen 44, 45 ist der Rückfluß des Mediums 19 zum Feststoffsubstanz-Reaktor 11 über einen oder mehrere nachfolgende Mikroben-Reaktoren oder unter Umgehung einer oder mehrerer nachfolgen der Mikroben-Reaktoren bestimmbar. Hiermit ist eine Dekontaminationsvorrichtung geschaffen, die mit ein und demselben Vorrichtungsaufbau den Abbau unter schiedlicher Schadstoffe ermöglicht. Eine Vorrich tung dieser Art bietet sich besonders für eine mobi le Ausführung einer Dekontaminationsvorrichtung an, die vor Ort zum Abbau unterschiedlicher Schadstoff substanzen geeignet ist, ohne daß jedes Mal ein Um bau der Dekontaminationsvorrichtung und eine Abstim mung auf den besonderen Schadstoff notwendig wäre. Fig. 3 shows a decontamination device 42 , in which, in addition to three microbial cultures 39 , 40 , 41 occupied with differing microbial cultures, a medium flow guide device 43 is provided. This makes it possible to selectively distribute the medium flow guided in the discharge line 37 to the various microbe reactors 39 , 40 , 41 , or to control only one or two of the micro ben reactors 39 , 40 , 41 . Via shut-off bypass lines 44 , 45 , the reflux of the medium 19 to the solid substance reactor 11 can be determined via one or more subsequent microbial reactors or bypassing one or more successors of the microbial reactors. This creates a decontamination device that enables the degradation of different pollutants with one and the same device structure. A Vorrich device of this type is particularly suitable for a mobile version of a decontamination device, which is suitable for the degradation of different pollutant substances on site, without the need for a construction of the decontamination device and a vote on the particular pollutant.

Claims

1. A process for cleaning contaminated substances containing solid particles, in particular soils, characterized in that between a first reaction vessel (solid substance reactor 11 ) containing the contaminated solid substance ( 14 ) to be cleaned and at least one ent holding a microbial culture ( 15 ) , further reaction vessel (microbe reactor 13 ) circulates a medium ( 19 ) such that the medium ( 19 ) introduced into the solid substance reactor ( 11 ) in this a pollutant extraction and in the microbe reactor ( 13 ) a pollutant breakdown takes place with the medium ( 19 ) transported, extracted pollutants.

2. The method according to claim 1, characterized in that the medium ( 19 ) consists at least partially of liquid substrate for the microbe culture ( 15 ) taken in the microbe reactor ( 13 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the out of the microbe reactor ( 13 ) led out medium flow is at least partially passed through a flow cell ( 22 ).

4. The method according to claim 3, characterized in that through the flow cell ( 22 ) passed volume flow into the substance from the solid substance reactor ( 11 ) to the microbe reactor ( 13 ) led medium stream is introduced.

5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a washing process takes place in the solid substance reactor ( 11 ).

6. The method according to claim 5, characterized in that the substance to be cleaned in the medium ( 19 ) is circulated during the washing process.

7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the solid substance reactor ( 11 ) is tempered.

8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that after the washing process, the medium ( 19 ) with the dissolved therein, from the solid substance ( 14 ) extracted pollutants is introduced into the microbe reactor ( 13 ).

9. The method according to claim 8, characterized in that the introduction of the medium ( 19 ) into the micro ben reactor ( 13 ) after retention, preferably sedimentation, which takes place in the solid particles ( 14 ) contained in the solid substance to be cleaned .

10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the microbe reactor ( 13 ) is tempered.

11. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the medium ( 19 ) is circulated in predetermined time intervals.

12. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the medium flow direction of the microbe reactor ( 13 ) upstream of the medium substances influencing substances is fed.

13. The method according to claim 12, characterized, that nutrients are fed.

14. The method according to claim 12, characterized in that one or more the environmental conditions, such as the gas atmosphere and the pH, in the solid substance reactor ( 11 ) and / or in the microbe reactor ( 13 ) influencing substances are fed.

15. The method according to claim 14, characterized, that in the medium flow oxygen or air is fed.

16. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the microbe reactor ( 13 ) is vented.

17. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the solid substance reactor ( 11 ) is arranged upstream in each case in the medium flow direction and this is followed by a sampling.

18. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the medium ( 19 ) after exiting from the solid substance reactor ( 11 ) by a plurality of microbe reactors arranged in succession in the medium flow direction ( 39 , 40 , 41 ) is directed.

19. The method according to claim 18, characterized in that the medium flow after exiting from a micro ben reactor ( 39 or 40 ) and before entering a subsequent microbe reactor ( 40 or 41 ) at least partially through a flow cell ( 22 ) is conducted.

20. The method according to claim 18 or 19, characterized in that the medium stream emerging from the solid substance reactor ( 11 ) bypassing one or more microbial reactors in a selected microbial reactor ( 39 , 40 , 41 ) is introduced.

21. Device for cleaning contaminated substances containing solid particles, in particular soils, characterized by a first reaction container (solid substance reactor 11 ) for receiving the contaminated solid substance ( 14 ) to be cleaned, at least one further reaction container (microbe reactor 13 ) for receiving a microbial culture ( 15 ) and a line system ( 12 ) connecting the reaction vessels to one another for the circulation of a pollutant from the solid substance ( 14 ) extracting medium ( 19 ) and for introducing the contaminated medium ( 19 ) into the microbe reactor ( 13 ).

22. The apparatus according to claim 21, characterized in that the solid substance reactor ( 11 ) is provided with a circulation device ( 18 ).

23. The apparatus according to claim 21 or 22, characterized in that in the solid substance reactor ( 11 ) a solid substance particle retention device, in particular a sedimentation device, is provided.

24. The device according to one or more of claims 21 to 23, characterized in that the solid substance reactor ( 11 ) is provided with a temperature control device ( 16 ).

25. The device according to one or more of claims 21 to 24, characterized in that the microbe reactor ( 13 ) is provided with a temperature control device ( 17 ).

26. The device according to one or more of claims 21 to 25, characterized in that to the line system ( 12 ), preferably in a bypass line ( 21 ) which has an inlet line ( 36 ) of the solid substance reactor ( 11 ) with a Drain line ( 37 ) of the solid substance reactor ( 11 ) connects, a flow cell ( 22 ) is connected.

27. The device according to one or more of claims 21 to 26, characterized in that in the discharge line ( 37 ) of the solid substance reactor ( 11 ) a plurality of microbe reactors ( 39 , 40 , 41 ) are arranged one behind the other.

28. The apparatus according to claim 27, characterized in that between the solid substance reactor ( 11 ) and the microbe reactors ( 39 , 40 , 41 ), a medium flow control device ( 43 ) is provided for driving any of the microbe reactors.