DE4307951A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bodenreinigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bodenreinigung. Dabei werden die Kontaminationsstoffe in verschie­ denen Bearbeitungsstufen aus dem Boden extrahiert und in Prozeß­ wasser und Prozeßluft überführt bzw. an die Oberflächen von Kleinstteilchen im Prozeßwasser angelagert.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind beispiels­ weise aus der EP 185 831 bekannt. In den einzelnen Bearbeitungs­ stufen werden jeweils leicht flüchtige Bestandteile frei. Damit diese nicht in die Atmosphäre entweichen können, ist es erforder­ lich, alle einzelnen Bearbeitungsstufen hermetisch abzukapseln und die entweichende Luft mit den leicht flüchtigen Bestandteilen einer zentralen Abluftreinigungsanlage zuzuführen. Im Hinblick auf die Größe einer solchen Anlage und die zu reinigende Luftmenge stellt dieses Erfordernis einen erheblichen Nachteil dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung und das Verfahren so auszubilden, daß es nicht mehr erforderlich ist, eine Mehrzahl von Arbeitsstufen hermetisch abzukapseln.

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 gekennzeichnete Bodenreinigungsanlage bzw. das in Patentanspruch 10 beschriebene Verfahren gelöst.

Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Im weiteren erfolgt die Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispieles anhand der Figuren.

Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bo­ denreinigungsvorrichtung;

Fig. 2 eine blockschaltbildartige Darstellung des Teiles der er­ findungsgemäßen Bodenreinigungsvorrichtung, der die Bo­ denbestandteile reinigt und aufbereitet;

Fig. 3 eine blockschaltbildartige Darstellung des Teiles der er­ findungsgemäßen Bodenreinigungsvorrichtung, der das Pro­ zeßwasser aufbereitet;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Re­ aktionsbehälters; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pufferbehälters mit Regeleinrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch die einzelnen Anlagenteile der erfin­ dungsgemäßen Bodenreinigungsanlage. Der Bodenreinigungs- und -auf­ bereitungseinrichtung wird der kontaminierte Boden sowie Frisch­ wasser von außen zugeführt. Zur Reinigung und Aufbereitung des Bodens werden von der Prozeßwasseraufbereitungseinrichtung ver­ schiedene Prozeßwasserqualitäten, hier Prozeßwasser 1 und Pro­ zeßwasser 2, der Bodenreinigungs- und -aufbereitungseinrichtung zugeführt. Die Bodenreinigungs- und aufbereitungseinrichtung trägt die gereinigten Fraktionen des kontaminierten Bodens getrennt aus. An die Prozeßwasseraufbereitungseinrichtung wird kontaminiertes Prozeßwasser 3 abgegeben, und Öle und kontaminierte Leichtstoffe werden zur Entsorgung gesammelt. Die Abluftbe­ handlungseinrichtung erhält von der Bodenreinigungs- und -aufbe­ reitungseinrichtung kontaminierte Abluft zugeführt. Die Schadstoffe werden als Kondensat und/oder adsorbiert an A-Kohle gesammelt und die gereinigte Abluft an die Umgebung abgegeben. Die Prozeßwasseraufbereitungseinrichtung gibt an die Abwasserbehand­ lungseinrichtung einen festgesetzten Prozentsatz des umlaufenden Prozeßwassers als zu reinigendes, kontaminiertes Abwasser ab. Die Abwasserbehandlungseinrichtung reinigt dieses kontaminierte Abwas­ ser und gibt es dann an die Umgebung, z. B. Vorfluter einer biolo­ gischen Kläranlage, ab, oder es wird bei gleichbleibendem Salzge­ halt wieder als Spülwasser an die Bodenreinigungseinrichtung zurückgeführt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Bodenreinigungs- und -aufbereitungseinrichtung. Die Pfeile an den einzelnen Funk­ tionseinheiten bezeichnen die Zu- oder Abführung verschiedener Stoffe in den Funktionseinheiten. Die Zu- oder Abführung von Frischwasser oder von Prozeßwasser verschiedener Qualitäten wird durch "≈" gekennzeichnet. In Zwischenlagern A, B, C wird der kon­ taminierte Boden vorbereitet und zwischengelagert. Die Zwischenla­ ger A, B, C sind über gekapselte Förderbänder mit dem Eingang eines Homogenisierers 1 verbunden. Von den Zwischenlagern A, B, C wird der kontaminierte Boden über die gekapselten Förderbänder zu dem Homogenisierer 1 transportiert. In dem Homogenisierer 1 wird der Boden mit Prozeßwasser vermischt. Der Homogenisierer 1 ist ebenfalls gekapselt. Der Ausgang des Homogenisierer 1 ist gekap­ selt mit dem Eingang einer Aufschließvorrichtung 2 verbunden. Vom Homogenisierer 1 wird das Boden-Wasser-Gemisch über die gekapselte Verbindung zur Aufschließvorrichtung 2 transportiert. Die Auf­ schließvorrichtung 2 ist als ein- oder mehrstufiges Hochdruck­ strahlrohr ausgebildet und arbeitet in bekannter Weise mit Wasser und zusätzlich mit Dampf a.

Der Ausgang der Aufschließvorrichtung 2 ist mit dem Eingang der Reaktionsvorrichtung verbunden, und so gelangt das Boden-Wasser- Gemisch nachfolgend in die Reaktionsvorrichtung 3, die als zweistufiger Reaktionsbehälter ausgebildet ist. Der Reaktionsbe­ hälter 3 ist so ausgebildet, daß dem Boden-Wasser-Gemisch Chemika­ lien c, Luft b und Wasser beigemengt werden können.

Eine Einrichtung zum Auffangen von schadstoffhaltiger Luft D, d. h. die Kapselung des Förderbandes, des Homogenisierers 1, der Verbin­ dung zwischen Homogenisierer 1 und Aufschließvorrichtung 2, der Aufschließvorrichtung 2, der Verbindung von Aufschließvorrichtung 2 und Reaktionsvorrichtung 3, und der Reaktionsvorrichtung 3 ist mit der Abluftreinigungsanlage verbunden. Dadurch wird die schadstoffhaltige Abluft aus diesen Vorrichtungen abgeleitet und in der Abluftreinigungsanlage gereinigt.

Die Reaktionsvorrichtung 3 ist als eine Kombinationsvorrichtung aus Sandschnecke und Schwertförderer ausgebildet. Die Reaktions­ vorrichtung 3 ist so ausgebildet, daß Luft, z. B. als Druckluft, Chemikalien, z. B. zur pH-Wert-Variation, zur Oxidation, zur Adsor­ bation, zum Strippen oder zur Flotationsunterstützung, und Wasser zugegeben werden können. Der Ausgang der Reaktionsvorrichtung 3 ist mit dem Eingang der ersten Klassierungseinrichtung 4 verbunden und das Boden-Wasser-Gemisch wird von der Reaktionsvorrichtung 3 zu der ersten Klassierungseinrichtung 4 transportiert.

Die erste Klassiereinrichtung 4 ist als Siebmaschine mit Wasser­ spülung mit einem Trennschnitt bei 2 mm ausgebildet. Die erste Klassierungseinrichtung 4 ist bei einem ersten Ausgang mit dem Eingang eines Puffers 10 verbunden und über einen zweiten Ausgang mit dem Eingang einer zweiten Klassiereinrichtung 5 verbunden.

Die gröbere Fraktion des ersten Trennschnittes wird in den Puffer 10 transportiert.

Die feinere Fraktion des ersten Trennschnittes wird in der zweiten Klassiereinrichtung 5 klassiert. Die zweite Klassiereinrichtung 5 ist als Sandschnecke mit einem Trennschnitt bei 300 µm ausgebildet. Ein erster Ausgang der zweiten Klassiereinrichtung 5 ist mit dem Eingang einer Entwässerungseinrichtung 20 verbunden. Ein zweiter Ausgang der zweiten Klassiereinrichtung 5 ist mit dem Eingang eines Fasersiebes 30 verbunden. Ein Ausgang der Entwässerungsein­ richtung 20 ist mit einem Eingang eines Puffers 21 verbunden. Ein Ausgang des Fasersiebes 30 ist mit einem Eingang eines Puffers 31 verbunden.

Die gröbere Fraktion des zweiten Trennschnittes (300 µm-2 mm) wird zu der Entwässerungseinrichtung 20 transportiert, dort entwässert und dann in den Puffer 21 transportiert.

Die feinere Fraktion des zweiten Trennschnittes (0-300 µm) wird über das Fasersieb 30 zu dem Puffer 31 transportiert.

Die gröbere Fraktion des ersten Trennschnittes (2-30 mm) befindet sich nach Klassierung in dem Puffer 10. Der Ausgang des Puffers 10 ist mit dem Eingang einer Separiereinrichtung 11 verbunden. Der Puffer 10 ist mit einer Regeleinrichtung zum Regeln der Mate­ rialzufuhr zu der Separiereinrichtung 11 versehen. Die Regelein­ richtung des Pufferbehälters 10 mißt den Füllstand des Puffers 10 und dosiert die Materialzufuhr zu der Separiereinrichtung 11 so, daß die zugeführte Materialmenge gleichbleibend ist. Die Separier­ einrichtung zur Trennung der klassierten, gröbsten Fraktion des Bodens und des Wassers ist als Setzmaschine ausgebildet. Die Sepa­ riereinrichtung 11 ist so ausgelegt, daß sie bei einer vorbestimm­ ten Materialzufuhr die besten Separierungsergebnisse erreicht. Ein Ausgang der Separiereinrichtung 11 ist mit einem Eingang einer Entwässerungsvorrichtung 12 verbunden. Ein Ausgang der Entwässe­ rungsvorrichtung 12 ist mit einer Austragevorrichtung verbunden. Die separierte Bodenfraktion (2-30 mm) wird in der Entwässerungs­ vorrichtung 12 mit Frischwasser gespült und entwässert und dann separat in ein Fertiggutlager ausgetragen.

Die gröbere Fraktion des zweiten Trennschnittes (300 µm-2 mm) be­ findet sich nach der Entwässerung in dem Puffer 21. Der Puffer 21 ist mit einer Regeleinrichtung zum Regeln des Füllstandes und der Materialabgabe ausgestattet. Der Ausgang des Puffers 21 ist mit dem Eingang einer Separiereinrichtung 22 verbunden. Die gröbere Fraktion des zweiten Trennschnittes wird vom Puffer 21 in die Se­ pariereinrichtung 22, die als Aufstromsortiermaschine ausgebildet ist, transportiert und dort separiert. Ein Ausgang der Separier­ einrichtung 22 ist mit einem Eingang einer Entwässerungsvorrich­ tung 23 verbunden. Ein Ausgang der Entwässerungsvorrichtung 23 ist mit einer Austragevorrichtung verbunden. Die Entwässerungsvorrich­ tung 23 ist als Sandschnecke mit Frischwasserspülung mit nachge­ schaltetem Entwässerungssieb ausgebildet. Nach der Entwässerung in der Entwässerungsvorrichtung 23 wird die separierte, gröbere Frak­ tion des zweiten Trennschnittes des Bodens separat in ein Fertig­ gutlager ausgetragen.

Die feinere Fraktion des zweiten Trennschnittes befindet sich nach der Klassierung in einem Puffer 31. Der Puffer 31 besteht aus einem oder mehreren, parallel angeordneten, Behältern. Der Puffer 31 ist mit einer Regeleinrichtung zum Regeln des Füllstandes und der Materialabgabe ausgestattet. Der Puffer 31 ist so ausgebildet, daß Chemikalien zu dem Boden-Wasser-Gemisch gegeben werden können. Der Ausgang des Puffers 31 ist mit dem Eingang einer Flotations­ vorrichtung 32 verbunden. Das Boden-Wasser-Gemisch gelangt, nach einer vorbestimmten Stehzeit in dem Puffer 31, in die Flotations­ vorrichtung 32. Die Flotationsvorrichtung 32 ist so ausgebildet, daß Chemikalien und Luft, z. B. Druckluft, zugegeben werden können. Ein Ausgang der Flotationsvorrichtung 32 ist mit einem Eingang eines Rührwerkes 33 verbunden. Ein Ausgang des Rührwerkes 33 ist mit einem Eingang einer dritten Separiereinrichtung verbunden. Die dritte Separiereinrichtung ist in der beschriebenen Ausführungs­ form mehrstufig ausgebildet. Von der Flotationseinrichtung 32 ge­ langt das Boden-Wasser-Gemisch durch das Rührwerk 33 in die erste Stufe 34 der dritten Separiereinrichtung. Die erste Stufe 34 der dritten Separiereinrichtung ist als ein mit Frischwasser gespülter Zyklon mit einem dritten Trennschnitt bei 60 µm ausgebildet. Ein Ausgang der ersten Stufe 34 der dritten Separiereinrichtung ist mit einem Eingang eines Mischers 37 verbunden. Ein Ausgang des Mischers 37 ist mit einem Eingang einer Entwässerungseinrichtung 38 verbunden. Ein zweiter Ausgang der ersten Stufe 34 der dritten Separiereinrichtung ist mit einem Eingang eines Rührwerkes 35 ver­ bunden. Ein Ausgang des Rührwerkes 35 ist mit einem Eingang der zweiten Stufe 36 der dritten Separiereinrichtung verbunden. Ein Ausgang der zweiten Stufe 36 der dritten Separiereinrichtung ist mit einem Eingang des Mischers 37 verbunden. Der Mischer 37 ist so ausgebildet, daß dem Boden-Wasser-Gemisch Flockungsmittel d beige­ mengt werden können. Die gröbere Fraktion des dritten Trennschnit­ tes gelangt über den Mischer 37 zu der Entwässerungseinrichtung 38. Die feinere Fraktion des dritten Trennschnittes gelangt über das Rührwerk 35 zur zweiten Stufe 36 der dritten Separiereinrich­ tung. Die zweite Stufe 36 ist als ein mit Frischwasser gespülter Zyklon mit einem vierten Trennschnitt bei 20 µm ausgebildet. Die separierte gröbere Fraktion des vierten Trennschnittes (20 µm- 60 µm) gelangt ebenfalls über den Mischer 37 zu der Entwäs­ serungseinrichtung 38. Die Entwässerungseinrichtung 38 ist als Dekanter ausgebildet. Ein Ausgang der Entwässerungseinrichtung 38 ist mit einer Austragevorrichtung verbunden. Die separierte fei­ nere Fraktion des zweiten Trennschnittes wird entwässert und sepa­ rat in ein Fertiggutlager ausgetragen.

Im weiteren wird auf Fig. 3 Bezug genommen. In der Bodenreini­ gungs- und -aufbereitungeinrichtung fällt durch feine Bodenbe­ standteile, an die zum Teil Kontaminationen angelagert sind, ver­ schmutztes Prozeßwasser, im folgenden Prozeßwasser 3 genannt, an. Dieses Prozeßwasser 3 wird durch geeignete Leitungen der Prozeß­ wasseraufbereitungseinrichtung zugeführt. Das Prozeßwasser 3 ge­ langt über entsprechende Verbindungen zuerst in ein Rührwerk 40, daran anschließend in einen Mischer 41, wobei die Verbindung zwi­ schen dem Rührwerk 40 und dem Mischer 41 so ausgebildet ist, daß Flockungsmittel d zugesetzt werden. Der Ausgang des Mischers 41 ist mit dem Eingang eines Eindickers 42 verbunden. Das Prozeßwas­ ser gelangt vom Mischer 41 in den Eindicker 42, der bei der vor­ liegenden Ausführungsform als drei parallel geschaltete Eindicker 42 ausgebildet ist. Ein erster gemeinsamer Ausgang der Eindicker 42 ist mit einem Schlammsammelbehälter 43 verbunden. Die in den Eindickern 42 von dem Prozeßwasser 3 abgeschiedenen feinen Boden­ anteile werden dem Schlammsammelbehälter 43 zugeführt. Ein zweiter gemeinsamer Ausgang der Eindicker 42 ist mit einem Eingang einer Prozeßwasservorlage 60 verbunden. Ein weiterer gemeinsamer Ausgang der Eindicker 42 ist mit einem Eingang eines Spaltbehälters 50 verbunden.

Die Eindicker 42 geben weitgehend von feinen Bodenbestandteilen befreites Prozeßwasser 2 ab. Dieses Prozeßwasser 2 wird zu einem vorbestimmten Teil der Prozeßwasservorlage 60 zugeführt. Der andere Teil des von den Eindickern 42 abgegebenen Prozeßwassers 2 wird dem Spaltbehälter 50 zugeführt. Der Spaltbehälter 50 ist als Rührwerk so ausgebildet, daß dem Prozeßwasser 2 Spaltmittel e zu­ gegeben werden können. Ein Ausgang des Spaltbehälters 50 ist mit einem Eingang eines Flockungsbehälters 51 verbunden. Nach dem Spaltbehälter 50 wird das Prozeßwasser 2 dem Flockungsbehälter 51 zugeführt. Der Flockungsbehälter 51 ist als Rührwerk so ausgebil­ det, daß dem zugeführten Prozeßwasser Flockungsmittel d beigegeben werden können. Ein Ausgang des Flockungsbehälters 51 ist mit einem Eingang einer Sedimentationseinrichtung 52 verbunden.

Nach dem Flockungsbehälter 51 wird das zu reinigende Prozeßwasser der Sedimentationseinrichtung 52 zugeführt. Die Sedimentationsein­ richtung 52 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Lamellen­ abscheider ausgebildet. Ein Ausgang der Sedimentationseinrichtung 52 ist mit einem Eingang des Schlammsammelbehälters 43 verbunden. Die in der Sedimentationseinrichtung 52 von dem zu reinigenden Prozeßwasser abgeschiedenen restlichen feinen Bodenbestandteile (Schlamm) werden ebenfalls dem Schlammsammelbehälter 43 zugeführt. Ein weiterer Ausgang der Sedimentationseinrichtung 52 ist mit einem Eingang einer Prozeßwasservorlage 53 verbunden. Ein Ausgang der Prozeßwasservorlage 53 ist mit der Abwasserbehandlungseinrich­ tung verbunden. Ein weiterer Ausgang der Prozeßwasservorlage 53 ist mit einer Prozeßwasserfilterstation 54 verbunden. Das von feinen Boden- bzw. Schlammbestandteilen befreite Prozeß­ wasser wird der Prozeßwasservorlage 53 zugeführt. Die Prozeßwasservorlage 53 ist so ausgebildet, daß sie einen vor­ bestimmten Anteil des ihr zugeführten Prozeßwassers an die Abwas­ serbehandlungseinrichtung abführen kann, und den restlichen Anteil des ihr zugeführten Prozeßwassers der Prozeßwasserfilterstation 54 zuführt. Ein Ausgang der Prozeßwasserfilterstation 54 ist mit einem Eingang eines Sammelbehälters für Prozeßwasser 1 verbunden. Die Prozeßwasservorlage 53 leitet den vorbestimmten Anteil des ihr zugeführten, gereinigten Prozeßwassers in die Verbindung zu der Abwasserbehandlungseinrichtung und den verbleibenden Anteil des gereinigten Prozeßwassers zu der Prozeßwasserfilterstation 54. Von der Prozeßwasserfilterstation 54 wird das gereinigte Prozeßwasser 1, d. h. von jeglichen feinen Boden- bzw. Schlammbestandteilen be­ freites Prozeßwasser, dem Sammelbehälter für Prozeßwasser 1 zuge­ führt.

Ein Ausgang des Schlammsammelbehälters 43 ist mit einem Eingang einer Entwässerungseinrichtung 44 verbunden. Die in dem Schlamm­ sammelbehälter 43 gesammelten feinen Boden- bzw. Schlammbestand­ teile werden der Entwässerungseinrichtung 44 zugeführt. Die Ent­ wässerungseinrichtung 44 ist bei der vorliegenden Ausführungsform als Kammerfilterpresse ausgebildet. Nach dem Abpressen durch die Kammerfilterpresse weist der durch die Sedimentation anfallende Schlamm einen durchschnittlichen Trockenstoffgehalt von 80 Gewichtsprozent auf.

Im weiteren wird auf Fig. 4 Bezug genommen. In Fig. 4 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reaktionsvorrichtung, ein zweistufiger Reaktionsbehälter, schematisch dargestellt. Der erste Reaktionsbehälter 70 weist einen Eingang 72, eine Achse 73, einen Ausgang 76 und eine Sandschnecke 74, die in ihrem unteren Teil 75 als Kombination aus Sandschnecke und Schwertförderer ausgebildet ist. Im unteren Teil 75 der Sandschnecke 74 sind Schwerter auf den Wendern der Sandschnecke vorgesehen. Die Sandschnecke 74 dreht sich um die Achse 73. Der Eingang 72 ist über eine Zuleitung mit der Aufschließeinrichtung 2 verbunden. Der Ausgang 76 ist über die Verbindungsleitung 77 mit der Öffnung 78 des 2 Reaktionsbehälter 71 verbunden. Der Reaktionsbehälter 70 ist so gegen die Senkrechte geneigt, daß der Eingang 72 unterhalb des Ausganges 76 liegt. Das bedeutet, daß die Achse 73 in Förderrichtung der Sandschnecke 74 bzw. des Schwertförderers 75 schräg nach oben verläuft. Der Reak­ tionsbehälter 70 weist weiter einen Ausgang 90, der über die Ab­ leitung 91 mit der Auffangeinrichtung D und dadurch mit der Ab­ luftbehandlungseinrichtung verbunden ist, einen Ausgang 100, der mit der Ableitung 101 verbunden ist, und einen Eingang 110, der mit der Zuleitung 111 verbunden ist, auf.

Durch den mit der Aufschließvorrichtung 2 verbundenen Eingang 72 wird das aufgeschlossene Boden-Wasser-Gemisch BW1 in den ersten Reaktionsbehälter 70 eingeleitet. Durch den mit der Zuleitung 111 verbundenen Eingang 110 werden dem Boden-Wasser-Gemisch BW1 Was­ ser, Luft b und Chemikalien c zugeführt. In dem Reaktionsbehälter entstehende, kontaminierte Abluft G wird durch den Ausgang 90 über die Ableitung 91 an die Abluftbehandlungsvorrichtung abgegeben. In dem ersten Reaktionsbehälter von dem Boden-Wasser-Gemisch BW1 ge­ trennte Leichtstoffe und Öle LÖ werden durch den Ausgang 100 und die Ableitung 101 abgeführt. Das Boden-Wasser-Gemisch wird durch die Öffnung 76 über die Verbindungsleitung 77 zu der Öffnung 78 des zweiten Reaktionsbehälters 71 transportiert. Der zweite Reak­ tionsbehälter 71 der Reaktionsvorrichtung 3 ist prinzipiell genauso aufgebaut wie der erste Reaktionsbehälter 70. Durch das Zugeben einer bestimmten Wassermenge durch den Eingang 110 und die gegen die Schwerkraft schräge Förderung arbeitet der Reaktionsbe­ hälter 70 nach dem Aufstromprinzip.

Im weiteren wird auf Fig. 5 Bezug genommen, die den Pufferbehälter 120 für den im Blockschaltbild Fig. 2 gezeigten Puffer 10, 21 im Detail darstellt. Der Pufferbehälter 120 ist in seinem oberen Teil 129 zylindrisch ausgebildet. Der daran anschließende untere Teil 130 ist kegelförmig ausgebildet. Der obere Teil 129 weist eine Öffnung 121 auf. Die Öffnung 121 ist mit einer Zuleitung 122 ver­ bunden. Die Zuleitung 122 ist entsprechend dem vorher Gesagtem (Fig. 2) z. B. mit der ersten Klassiereinrichtung 4 oder dem Faser­ sieb 30 verbunden. Der kegelförmig ausgebildete untere Teil 130 ist an seiner nach unten weisenden spitz zulaufenden Seite mit einer Öffnung 123 versehen. Die Öffnung 123 wird von einer Mengen­ dosiereinrichtung 124 verschlossen. Unterhalb der Mengendosierein­ richtung 124 befindet sich eine Transporteinrichtung 126. In dem Pufferbehälter 120 sind Sensoren 127, 128 angebracht. Der Sensor 127 ist unterhalb des Sensors 128 angebracht. Wäre der Pufferbe­ hälter 120 zu 2/3 mit Wasser gefüllt, so entspräche die Position des Sensors 128 in etwa dem Füllstand. Wäre der Pufferbehälter 120 zu 1/3 mit Wasser gefüllt, so entspräche die Position des Sensors 127 in etwa dem Füllstand. Die Mengendosiereinheit 124 und die Sensoren 127 und 128 sind mit einer Steuerung 125 verbunden. Die Steuerung 125 ist mit der Anlagensteuerung der Bodenreinigungsein­ richtung verbunden. In Transportrichtung der Transporteinrichtung 126 befindet sich ein weiterer Anlagenteil, z. B. die Separierein­ richtungen 11, 22.

Der feuchte Boden BW3 wird dem Pufferbehälter 120 über die Zulei­ tung 122 durch den Eingang 121 zugeführt. Der Pufferbehälter 120 gibt über den Ausgang 123 und die Mengendosiereinrichtung 124, welche von einer Steuerung 125 gesteuert wird, das Boden-Wasser- Gemisch an eine Transporteinrichtung 126 ab. Die Steuerung 125 erhält von den Sensoren 127, 128 charakteristische Signale, falls die Füllstände W bez. Min erreicht, bzw. nicht erreicht sind. Unterschreitet der aktuelle Füllstand M einen Minimalwert Min, so gibt die Steuerung 125 ein entsprechendes Signal an die Anlagen­ steuerung und steuert die Mengendosiereinrichtung 124 so, daß die Materialzufuhr zu der Transporteinrichtung 126 unterbrochen wird. Die Anlagensteuerung stellt auf das entsprechende Signal der Steuerung 125 hin den Anlagenteil für die entsprechende Fraktion des zu rei­ nigenden Bodens ab. Dies geschieht so lange, bis die Steuerung 125 auf ein entsprechendes Signal des Sensors 128 hin der Anlagen­ steuerung durch ein entsprechendes Signal mitteilt, daß der Füll­ stand W für die Wiederaufnahme des Betriebes erreicht ist. Nach Freigabe durch ein entsprechendes Signal von der Anlagensteuerung gibt die Steuerung 125 darauf ein Signal an die Mengendosierein­ richtung 124, so daß der Transporteinrichtung 126 wieder Material aus dem Pufferbehälter 120 zugeführt wird.

Ein erfindungsgemäßer Pufferbehälter 120 kann auch zur Regelung der Stehzeit einer Materialmenge in dem Pufferbehälter 120 dienen. Dies ist z. B. beim Einsatz von Chemikalien unter Umständen notwen­ dig.

Die Abluftreinigungseinrichtung wird im folgenden beschrieben. Die während der Bodenreinigung entstehende schadstoffhaltige Prozeß­ luft wird in einer integrierten Abluftreinigungsanlage behandelt. Die Abluftreinigungsanlage besteht aus folgenden Teilen:

• - Tropfenabscheider,
• - Wärmetauscher,
• - Aktivkohlevorfilter,
• - 2 parallel geschaltete Aktivkohlefilter mit angegliederter Lösungsmittelrückgewinnungsanlage.

Der Aktivkohlevorfilter ist mit Ein-Weg-Aktivkohle gefüllt. In der nachgeschalteten Stufe sind zwei Aktivkohlefilter parallel geschaltet. Die gereinigte Abluft wird mit einem FID-Meßgerät überwacht.

Im folgenden wird die Abwasserbehandlungseinrichtung beschrieben. Die Abwasserreinigungseinrichtung umfaßt folgende Anlagenteile:

• - Oxydations-/Reduktionsanlage, (Cyanid/Chrom-Entgiftung)
• - Emulsionsspaltanlage,
• - Neutralisations- und Flockungsanlage,
• - Aktivkohlefilter mit vorgeschalteten Kiesfiltern,
• - Desorptionskolonne zwischen Kies- und Aktivkohlefilter.

Weiter sind Einrichtungen zur Messung der Leitfähigkeit, des pH- Wertes und zur Entnahme von Stichproben aus dem zu reinigenden und dem gereinigten Wasser vorgesehen.

Eine Vorrichtung zur Bodenreinigung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung weist folgende Unterschiede und Verbesserungen zum Stand der Technik auf.

Die von der Materialzufuhr aus den Zwischenlagern A, B, C bis ein­ schließlich zur Reaktionsvorrichtung 3 (Fig. 2) entstehende konta­ minierte Abluft kann durch das Vorsehen einer entsprechenden mit der Abluftbehandlungseinrichtung verbundenen Kapselung D, d. h. der Auffangeinrichtung D für schadstoffhaltige Abluft, gereinigt werden.

Das Vorsehen der Reaktionsvorrichtung 3 ausgangsseitig nach der Aufschließvorrichtung 2 ermöglicht bereits vor der ersten Klassie­ rung des zu reinigenden Bodens folgende Verfahrensschritte:

• - Flotation von aufschwimmenden Ölen und Wurzelwerk,
• - Ausstrippen von nicht bereits in der Aufschließvorrichtung entfernten flüchtigen Schadstoffen,
• - Adsorption von Schadstoffen an zugegebene Adsorbatoren,
• - pH-Wert-Variation im Boden-Wasser-Gemisch zur Veränderung von Lösungseigenschaften von anorganischen Schadstoffen (Schwermetalle u.ä.),
• - Oxidation von organischen Kontaminationen durch Chemikalien, z. B. H₂O₂.

Das diese Verfahrensschritte in der Reaktionsvorrichtung 3 bereits vor der ersten Klassierung des Bodens erfolgen ermöglicht, daß die nachfolgenden Teile der Bodenreinigungsanlage nicht mehr gekapselt sein müssen, da bereits alle leichtflüchtigen Bestandteile ent­ fernt sind.

Im folgenden wird der Betrieb der Anlage beschrieben.

Der zu reinigende Boden wird in einer Zwischenlagerhalle A, B, C vorbehandelt. Eisenhaltige Bestandteile werden über einen Magnetabscheider aussortiert. Grobe Bestandteile die größer als 30 mm sind, werden mit einer Siebmaschine aussortiert und in einem Brecher zerkleinert. Anschließend werden die Böden so zu Betrieb­ schargen zusammengestellt, daß erreicht wird, daß für den Betrieb der Bodenwäsche hinsichtlich der Kornzusammensetzung optimale Ver­ hältnisse mit einer geringen Schwankungsbreite entstehen.

Von der Zwischenlagerhalle A, B, C wird der kontaminierte Boden in den Homogenisierer 1 transportiert und dort mit Wasser vermengt. Daran anschließend wird das Boden-Wasser-Gemisch in dem Hochdruck­ strahlrohr 2 aufgeschlossen, die Oberfläche der Bodenkörner wird freigelegt und die Schadstoffe werden abgesprengt. Der Energieein­ trag auf den Bodenverbund der Bodenkörner ist so groß, daß der Einsatz von waschaktiven Substanzen nicht notwendig ist.

Nachfolgend werden in dem Reaktionsbehälter 3 folgende Verfahrens­ schritte durchgeführt:

• - Flotation von aufschwimmenden Ölen und Wurzelwerk,
• - Ausstrippen von verbliebenen flüchtigen Schadstoffen,
• - Adsorption von Schadstoffen an zugegebene Adsorbatoren,
• - Veränderung der Lösungseigenschaften von anorganischen Schadstoffen (Schwermetalle etc.) durch Variation des pH-Wer­ tes im Boden-Wasser-Gemisch.
• - Oxidation von organischen Kontaminationen durch Chemikalien, z. B. H₂O₂.

Die während aller Verfahrensschritte vom Transport des kontami­ nierten Bodens von der Zwischenlagerhalle A, B, C zum Homogeni­ sierer 1 bis zur Behandlung im Reaktionsbehälter 3 entstehende kontaminierte Abluft wird über die Einrichtung zum Auffangen der Abluft D abgesaugt und einer gesonderten Abluftbehandlung zuge­ führt.

Im Reaktionsbehälter 3 wird die Bodenmasse von Schadstoffen befreit. Die im Prozeßwasser verbleibenden Feinstteile < 0,020 mm und die Schadstoffe werden dem Prozeßwasser, wie nachfolgend beschrieben, über verschiedene Aufbereitungsanlagen entzogen und liegen anschließend als Flotatschlamm und fester Filterkuchen vor. Bodenfremde Partikel wie Kohle, Aschen und Schlacken, die erfah­ rungsgemäß potentielle Schadstoffträger sind, werden, wie nachfol­ gend beschrieben, durch Dichtesortierung separiert.

Nachdem der Bodenverbund im Strahlrohr 2 aufgeschlossen und gerei­ nigt wurde, und in der nachgeschalteten Reaktionsvorrichtung 3 einer Nach-/Zusatzreinigung unterzogen wurde, liegen die Bodenkör­ ner frei und werden in die folgenden Bereiche klassiert:

• - 3-2 mm,
• - 2-0,3 mm,
• - 0,3-0,02 mm,
• - Schlammbestandteile < 0,02 mm.

Diese Fraktionen werden, wie im weiteren beschrieben, getrennt sortiert, gespült und entwässert und daran anschließend getrennt ausgetragen.

Das gereinigte Boden-Wasser-Gemisch wird nach der Behandlung in der Reaktionsvorrichtung 3 in der ersten Klassiereinrichtung 4 klassiert. Der Trennschnitt liegt bei 2 mm. Dadurch entstehen zwei Fraktionen, die gröbere Fraktion des ersten Trennschnittes (2- 30 mm) und die feinere Fraktion des ersten Trennschnittes (0-2 mm). Die gröbere Fraktion des ersten Trennschnittes wird in dem Puffer 10 zwischengespeichert. Vom Puffer 10 wird die gröbere Fraktion des ersten Trennschnittes über eine Transportvorrichtung zu der ersten Separiereinrichtung 11 transportiert. Die gröbere Fraktion des ersten Trennschnittes wird dort von schadstoffhaltigen Leicht­ stoffen mit einer Dichte < 2,0 g/cm³ abgetrennt. Diese Leichtstoffe bestehen aus Schlacken und Holzkohle, o. ä.. Der gereinigte Boden (2-30 mm) wird danach in der Entwässerungsvorrichtung 12 entwäs­ sert, nachgespült und getrennt ausgetragen.

Die feinere Fraktion des ersten Trennschnittes (0-2 mm) wird nach der ersten Klassiereinrichtung 4 der zweiten Klassiereinrichtung 5 zugeführt. Die zweite Klassiereinrichtung hat einen Trennschnitt bei 0,3 mm. Dadurch entsteht eine gröbere Fraktion des zweiten Trennschnittes (0,3-2 mm) und eine feinere Fraktion des zweiten Trennschnittes (0-0,3 mm).

Die gröbere Fraktion des zweiten Trennschnittes wird nach der zweiten Klassierung in der Entwässerungseinrichtung 20 entwässert und in den Puffer 21 transportiert. Vom Puffer 21 wird die gröbere Fraktion des zweiten Trennschnittes zu der Separiereinrichtung 22 transportiert. In der Separiereinrichtung 22 werden schadstoffhal­ tige Leichtstoffe mit einer Dichte < 2,0 g/cm³ abgetrennt. Daran anschließend wird die gröbere Fraktion des zweiten Trennschnittes in der Entwässerungseinrichtung 23 entwässert, dann nachgespült und getrennt ausgetragen.

Die feinere Fraktion des zweiten Trennschnittes (0-0,3 mm) wird in dem Fasersieb 30 von Leichtstoffen getrennt. Daran anschließend wird sie in den Puffer 31 transportiert. Im Puffer 31 können der feineren Fraktion des zweiten Trennschnittes Chemikalien u.ä. bei­ gemischt werden. Dies dient zur Unterstützung der nachfolgenden Verfahrensschritte. Der Puffer 31 ist mindestens zweiteilig ausge­ bildet, so daß eine ausreichende Stehzeit der feineren Fraktion des zweiten Trennschnittes im Puffer 31 und eine gleichmäßige Beschickung der nachfolgenden Flotation und damit eine verbesserte Trennungswirkung der Flotation gewährleistet werden kann. Nach dem Puffer 31 wird die feinere Fraktion des zweiten Trennschnittes in die Flotationsvorrichtung 32 transportiert. Dort werden bei Bedarf Chemikalien und Luft zur Flotationsunterstützung zugegeben. Dort werden der feineren Fraktion des zweiten Trennschnittes ein zwei­ tes Mal Leichtstoffe und Öle, die erfahrungsgemäß Schadstoffträger sind, entzogen. Nach der Flotationsvorrichtung 32 gelangt die feinere Fraktion des zweiten Trennschnittes über das Rührwerk 33 in die erste Stufe 34 der dritten Separiereinrichtung. Die erste Stufe 34 der dritten Separiereinrichtung hat einen Trennschnitt bei 0,060 mm. Die abgetrennte gröbere Fraktion des dritten Trennschnittes gelangt über den Mischer 37 zu einer Entwässerungs­ einrichtung 38. Die feinere Fraktion des dritten Trennschnittes wird über das Rührwerk 35 der zweiten Stufe 36 der dritten Sepa­ riereinrichtung zugeführt. Die zweite Stufe 36 der dritten Sepa­ riereinrichtung hat einen Trennschnitt bei 0,020 mm. Die gröbere Fraktion des vierten Trennschnittes (0,02-0,06 mm) wird ebenfalls über den Mischer 37 der Entwässerungseinrichtung 38 zugeführt. Die feinere Fraktion zweiten Trennschnittes (0-0,3 mm) liegt nun in zwei Fraktionen vor. Die gröbere Fraktion (0,020-0,3 mm) befindet sich in der Entwässerungsvorrichtung 38. Die feinere Fraktion, die nur noch Feinstoffe <0,020 mm enthält, wird zusammen mit dem Pro­ zeßwasser der Prozeßwasserbehandlungseinrichtung zugeführt. Die gröbere Fraktion (0,020-0,3 mm) wird in der Entwässerungseinrich­ tung 38 entwässert und anschließend getrennt ausgetragen.

Die die Feinstoffe < 0,020 mm enthaltende Fraktion gelangt mit dem Prozeßwasser in das Rührwerk 40. Vom Rührwerk 40 wird das Prozeß­ wasser mit den Feinstoffen unter Zugabe von Flockungsmittel über den Mischer 41 in die Eindicker 42 transportiert. Das mit Feinst­ kornmaterial < 0,020 mm und Schadstoffen belastete Prozeßwasser wird mit Hilfe der Flockungsmittel und mit Hilfe von Flockungshilfsmit­ teln geflockt und sedimentiert. Der bei der Sedimentation anfallende Schlamm wird in den Schlammsammelbehälter 43 verbracht. Aus den Eindickern 42 gelangt bereits weitgehend schadstoff- und feststofffreies Prozeßwasser 2 zu einem vorbestimmten Teil in die Prozeßwasservorlage 60 und zum anderen Teil in den Spaltbehälter 50.

Das bereits weitgehend schadstoff- und feststofffreie Prozeßwasser 2 wird in den Anlagenteilen der Bodenreinigungseinrichtung, z. B. der Reaktionsvorrichtung 3, in denen diese Wasserqualität genügt, eingesetzt.

Der vorbestimmte Anteil des Prozeßwassers 2, der sich im Spaltbe­ hälter 50 befindet, wird mit Spaltmitteln versetzt. Daran anschließend wird er in den Flockungsbehälter 51 gebracht. Dort wird er mit Flockungsmitteln versetzt. Nach den Verfahrensschrit­ ten der Spaltung und der Flockung wird dieses Prozeßwasser der Se­ dimentationseinrichtung 52 zugeführt. In der Sedimentationsein­ richtung 52 wird das bereits weitgehend schadstoff- und feststoff­ freie Prozeßwasser von den restlichen Feststoffen befreit. Der dabei anfallende Schlamm wird ebenfalls in den Schlammsammelbehäl­ ter 43 verbracht. Das nun feststofffreie Prozeßwasser wird in eine Prozeßwasservorlage 53 verbracht. Dort wird, um eventuell vorhan­ denen löslichen Bestandteilen Rechnung zu tragen und damit eine Aufsalzung und eine Aufkonzentrierung des Prozeßwassers zu verhin­ dern, ein vorbestimmter Anteil dieses Prozeßwassers der Abwasser­ behandlungseinrichtung zugeführt. Der andere Anteil des in der Prozeßwasservorlage befindlichen Prozeßwassers wird einer Pro­ zeßwasserfilterstation 54 zugeführt, dort gefiltert und steht dann als Prozeßwasser 1 höchster Qualität wieder für die Bodenreinigung zur Verfügung.

Der nach der Prozeßwasservorlage 53 an die Abwasserbehandlungsein­ richtung abgeführte vorbestimmte Anteil des Prozeßwassers wird durch Frischwasser oder durch nach der Abwasserbehandlung rückge­ führtes gereinigtes Abwasser ersetzt.

Die Abwasserbehandlung umfaßt die folgenden Verfahrensschritte:

• - Oxidation/Reduktion, (Cyanid/Chrom-Entgiftung),
• - Emulsionsspaltung,
• - Neutralisation mit anschließender Flockung,
• - Aktivkohlefilterung mit vorgeschalteten Kiesfiltern,
• - Ausblasen in Desorptionskolonne zwischen Kies- und Aktivkohle­ filterung.

Bei der Abwasserbehandlung findet eine Reinigung des Abwassers von Schadstoffen statt. Das Abwasser wird dabei nicht entsalzt, son­ dern von Schadstoffen befreit. Das Ausblasen in einer Desorptions­ kolonne führt zu einer verbesserten Reinigung des Abwassers und insbesondere zu einer längeren Lebensdauer bzw. Verwendbarkeit des Aktivkohlefilters. Bei gleichbleibendem Salzgehalt des gereinigten Abwassers wird dieses als Spülwasser bei der Bodenwäsche verwen­ det.

Das Wasser wird dadurch qualitativ so weit gereinigt, daß es entwe­ der zur Frischwasserspülung in der Bodenwäsche eingesetzt oder in die Kanalisation abgeleitet werden kann. Die Leitfähigkeit und der pH-Wert des abgeleiteten gereinigten Wassers werden kontinuierlich gemessen. Die Schadstoffgehalte werden durch die Analyse von Stichproben ermittelt. Bei Über- oder Unterschreitung des einge­ stellten pH-Wertes oder der maximalen Leitfähigkeit werden der Zulauf und Ablauf zur Behandlungsanlage abgeriegelt. Das Abwasser wird so lange im Kreis gefahren, bis die notwendigen Reinigungs­ werte erreicht werden.

Das Verfahren zur Abluftreinigung wird im folgenden beschrieben. Die schadstoffhaltige Abluft aus der Kapselung D zwischen den Zwischenlagern A, B, C und der Reaktionsvorrichtung 3 und aus der Abwasserbehandlung wird in einem Staubfilter gefiltert und dann über einen zweistufigen Tropfenabscheider geleitet. Daran anschließend wird die Abluft erhitzt und über einen Ein-Weg-Aktiv- Kohlevorfilter geleitet. In diesem Aktivkohlevorfilter werden die hochsiedenden Kohlenwasserstoffe adsorbiert. Im nachgeschalteten Reinigungsschritt sind zwei Aktivkohlefilter parallel geschaltet. Die gesamte Luftmenge wird nur durch einen Filter geleitet. Die organischen Schadstoffe werden in diesem Filter aus der Abluft entfernt. Die gereinigte Abluft wird mit einem FID-Meßgerät überwacht. Sobald der Kohlenwasserstoffgehalt einen festgelegten Wert überschreitet, wird der Abluftstrom zu dem parallel geschal­ teten unbeladenen Aktivkohlefilter umgeleitet. Der beladene Aktiv­ kohlefilter wird mit Heißdampf regeneriert. Die adsorbierten Schadstoffe gehen in die Dampfphase über. Die in der Dampfphase befindlichen Schadstoffe werden kondensiert. Das Schadstoffkonden­ sat wird gelagert und anschließend entsorgt.

Claims (12)

1. Bodenreinigungsanlage mit
einer Einrichtung zum Extrahieren von Schadstoffen aus dem zu behandelnden Boden und wenigstens einer Klassiereinrichtung zum Klassieren des Bodens in Fraktionen verschiedener Korngrößen,
einer Einrichtung zum Aufbereiten des verwendeten Spülwassers und
einer Einrichtung zum Auffangen von schadstoffhaltiger Abluft und
einer Einrichtung zum Reinigen der aufgefangenen Abluft,
dadurch gekennzeichnet, daß
vor der Klassiereinrichtung eine Reaktionsvorrichtung (3) vorgese­ hen ist, die durch die Auffangeinrichtung (D) abgekapselt ist.

2. Bodenreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsvorrichtung (3) eine Kombination aus einer Sand­ schnecke und einem Schwertförderer aufweist.

3. Bodenreinigungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reaktionsvorrichtung (3) nach dem Aufstromprinzip arbeitet.

4. Bodenreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsvorrichtung (3) mit einer Druckluftquelle verbunden ist.

5. Bodenreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsvorrichtung (3) eine Vorrichtung zur Zugabe von Che­ mikalien und/oder Feststoffen an das Boden-Wasser-Gemisch auf­ weist.

6. Bodenreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsvorrichtung (3) mindestens 2 Reaktionsbehälter (70, 71) aufweist, von denen mindestens zwei so angeordnet sind, daß der Ausgang (76) des ersten Behälters (70) mit dem Eingang (78) des zweiten Behälters (70) verbunden ist.

7. Bodenreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Reaktionsvorrichtung ein Hochdruckstrahlrohr vorgesehen ist.

8. Bodenreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage von der Materialzufuhrstelle bis einschließlich der Reaktionsvorrichtung (3) durch die Auffangeinrichtung (D) abgekap­ selt ist.

9. Bodenreinigungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftreinigungsanlage insbesondere die gesamte Abluft, die, von der Materialzufuhrstelle zur Anlage bis nach der Reaktionsvorrichtung (3), anfällt, der Vorrichtung zum Sammeln der kontaminierten Abluft D zugeführt wird.

10. Verfahren zur Bodenreinigung mit den Schritten
Homogenisieren;
Aufschließen mit erster Reinigung;
zweite Reinigung mit den Schritten Flotation, Strippen, Adsorption und pH-Wert-Variation und Auffangen der Abluft und Zuführen zu einer Abluftreinigungseinrichtung;
erste Klassierung mit erstem Trennschnitt;
zweite Klassierung der feineren Fraktion des ersten Trennschnittes mit zweitem Trennschnitt;
getrennte Separierung der einzelnen Fraktionen der Klassierungen; Prozeßwasseraufbereitung;
Abwasseraufbereitung; und
Abluftreinigung.

11. Verfahren zur Bodenreinigung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufschließen mit erster Reinigung ohne waschaktive Substanzen in einem Hochdruckstrahlrohr erfolgt.

12. Verfahren zur Bodenreinigung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reinigung in einer Reaktionsvorrichtung unter Zugabe von Wasser, Chemikalien und Luft erfolgt.