DE4326200A1

DE4326200A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Waschen von körnigen Substraten

Info

Publication number: DE4326200A1
Application number: DE19934326200
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing Bartmann; Michael Dr Zorzi
Original assignee: PORR UMWELTTECHNIK AG WIEN
Current assignee: PORR UMWELTTECHNIK AG WIEN
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 1994-02-10
Also published as: AT398540B; HU9302266D0; HUT68997A; ATA159292A; HU214349B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Waschen von körnigen Substraten.

Körnige Substrate, wie Böden, Sande, Erden, Bauschutt, Abbruchmaterial und dgl., können Kontaminationen aufweisen. So ist es beispielsweise bekannt, daß bei Gasfabriken, die im vorigen Jahrhundert errichtet wurden, eine starke Kontamination des Erdreiches mit Teer, aber auch anderen organischen und anorganischen Substanzen vorliegt. Derartige Kontaminationen können beispielsweise auch auftreten nach Unfällen, beispielsweise von Tankwagen, aber auch durch Leckagen von Behältern u. dgl.

Um die Umweltbelastung möglichst gering zu halten, werden derartig kontaminierte körnige Substrate aufgearbeitet, wobei das Ziel darin besteht, ein möglichst geringes Volumen, das einer Endlagerung zugeführt werden muß, zu erhalten.

Bei mit Kohlenwasserstoff kontaminierten Substraten ist es bekannt, das Substrat einer Verbrennungsanlage alleine oder gemeinsam mit weiteren Stoffen zuzuführen, so daß eine vollkommene Inertisierung eintritt. Nachteilig dabei sind die hohen energetischen Kosten und auch, daß das körnige Substrat entweder mit anderen Stoffen, wie Aschen u. dgl. vermischt ist, oder daß es vollkommen steril ist und beispielsweise erst längerfristig als Substrat für Pflanzen Verwendung finden kann.

Ein weiteres Verfahren besteht darin, daß die körnigen Substrate mit organischen Lösungsmitteln extrahiert werden. Auch hier liegt ein energetisch besonders aufwendiges Verfahren vor, da einerseits die organischen Lösungsmittel, welche die kontaminierenden Stoffe aufgenommen haben, destillativ aufgearbeitet werden müssen, um den Rückstand zu erhalten und anderseits das dekontaminierte körnige Substrat anschließend von den anhaftenden Resten des organischen Lösungsmittels befreit werden muß.

Aus der EP 0 185 831 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Waschen von Erdreich mit Wasser bekannt. Nach einer gegebenenfalls händischen Aussortierung von Sperrgut, das mit Dampfstrahlern gereinigt wird, gelangt das körnige Substrat in einen Schwertwäscher, in welchem dasselbe mit Prozeßwasser aus einer Wasserreinigungsanlage vermischt wird. In einem anschließenden Sieb erfolgt eine Abtrennung einer Kornfraktion bis 2 mm, und diese Kornfraktion wird am Sieb gewaschen und kann einer unbedenklichen Deponierung zugeführt werden. Die ablaufende Suspension wird in anschließenden Wäschern mit weiterem Prozeßwasser vermischt. Eine Abscheidung der Feststoffe erfolgt über Hydrozyklone, weitere Siebe und Filter. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß das Waschwasser aus dem ersten Schritt gemeinsam mit dem weiteren Anteil des körnigen Substrates im Verfahren gehalten wird, so daß hohe Schadstoffkonzentrationen bedingt sind, die lediglich durch starke Verdünnung herabgesetzt werden können.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die ein kontinuierliches Waschen von, insbesondere mit Kohlen wasserstoffen, kontaminierten körnigen Substraten erlaubt, wobei einerseits das Waschwasser im Kreislauf geführt werden kann und anderseits möglichst geringe Konzentrationen an kontaminierenden Stoffen im Endprodukt erlaubt und das eine möglichst einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht von einem Stand der Technik aus, wie er durch die europäische Patent schrift 0 185 831 gegeben ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zum kontinuierlichen Waschen von, insbesondere mit Kohlenwasserstoffen, kontaminierten körnigen Sub straten, z. B. Böden, Erdreich, Sande, Bauschutt od. dgl. mit Wasser, das zumindest teilweise, insbesondere zur Gänze, im Kreislauf geführt wird, wobei zumindest zwei, insbesondere drei, Fraktionen des körnigen Substrates aus einer wäßrigen Suspension abgetrennt werden, und das Wasser zumindest teilweise nach Reinigung, insbesondere einer Flotation desselben, dem Waschen rückgeführt wird, wobei das körnige kontaminierte Substrat, gegebenenfalls nach Abtrennung einer Sperrfraktion, z. B. mit einer Mindestkorngröße von 70 mm bis 100 mm, mit im Kreislauf geführtem Wasser, z. B. in einem Schwertwäscher, vermischt wird, ein Teil des körnigen Substrates als Grobfraktion abgetrennt wird, die gegebenenfalls mit Wasser auf einem Sieb gewaschen wird und daß ein weiterer Teil des körnigen Substrates einem weiteren Waschen mit Wasser, das einer Reinigung unterzogen wurde, unterworfen wird, besteht im wesentlichen darin, daß die Grobfraktion, insbesondere eine Korngröße von 10 mm bis 80 mm, vorzugsweise von 12 mm bis 70 mm, aufweist und der weitere Teil des körnigen Substrates vor dem weiteren Waschen vom Wasser abgetrennt wird und sodann mit Wasser, das einer Reinigung unterzogen wurde, gewaschen wird.

Durch diese Vorgangsweise wird eine Abtrennung des körnigen Substrates in zumindest zwei Stufen durchgeführt, wobei eine Grobfraktion, die damit eine relativ geringe Oberfläche hat, bereits nach einer ersten Waschung und einem Nachspülen auf einem Sieb als gereinigt dem Verfahren entnommen werden kann. Eine weitere Kornfraktion, die eine geringere Korngröße aufweist als die Grobfraktion besitzt bereits eine größere Oberfläche, so daß an dieser mehr von dem kontaminierenden Stoff haften kann. Durch die Abtrennung dieser Kornfraktion aus der Suspension kann auch diese Fraktion besonders wirksam gewaschen werden, da nicht die gesamten Schadstoffe vorliegen, welche mit der Suspension abgeführt werden, sondern lediglich die am körnigen Substrat noch anhaftenden Schadstoffe durch Waschung entfernt werden müssen. Da ein körniges Substrat vorliegt, ist eine Reibwäsche gegeben und es kann, wie bei einem Waschprozeß durchaus üblich, die Verunreinigung entweder gelöst oder im Wasser suspendiert werden.

Wird ein weiterer Teil des körnigen Substrates in einem Hydrozyklon, insbesondere mit einer Korngröße von unter 3 mm, vorzugsweise unter 2 mm, vom Wasser abgetrennt, so können auch besonders feine Teilchen vom Wasser abgetrennt werden, die sodann einer besonders wirksamen Wäsche, da auch hier die Schadstoffgesamtmenge bereits geringer ist, unterzogen werden können.

Wird ein weiterer Teil des, insbesondere mit einer Korngröße von 2 mm bis 70 mm, vorzugsweise 3 mm bis 12 mm, körnigen Substrates in einem Sieb vom Wasser abgetrennt, so kann eine mittlere Fraktion gewonnen werden, die mit besonders geringem Energieaufwand erhalten werden kann.

Werden der weitere Teil des körnigen Substrates aus dem Sieb und aus dem Hydrozyklon einer gemeinsamen Waschung unterworfen, so kann mit besonders geringem apparativem Aufwand die Waschung durchgeführt werden, wobei gleichzeitig die Konzentrationen im anhaftenden Wasser bzw. im begleitenden Wasser gering gehalten werden können.

Wird eine bei der Abtrennung der Grobfraktion anfallende Suspension aus im Wasser suspendiertem Anteil des körnigen Substrates, gegebenenfalls gemeinsam mit dem Wasser, das bei der Waschung der Grobfraktion am Sieb anfällt, in dem Hydrozyklon abgetrennt, so erfolgt eine Herabsetzung der Schadstoffkonzentration im Hydrozyklon, womit das aus diesem abgezogene körnige Substrat eine geringere Belastung an Schadstoffen aufweist.

Wird nach der weiteren Waschung der Anteil an körnigem Substrat, insbesondere mit einem Sieb abgetrennt und das anfallende Wasser, insbesondere nach Schwerkraftab scheidung, der Wasserreinigung zugeführt, so wird ver mieden, daß Waschwässer mit höheren Schadstoffkon zentrationen im Kreislauf gehalten werden, wobei gleichzeitig eine besonders einfache Abscheidung des Feinanteiles an körnigem Substrat erfolgt.

Wird der vom Wasser abgetrennte Anteil an körnigem Substrat mit Frischwasser gewaschen, so kann eine besonders rasche und effiziente Reinigung durchgeführt werden, da die Reinigung vom Konzentrationsunterschied des zu reinigenden Stoffes und dem Waschwasser abhängig ist.

Wird das aus dem Hydrozyklon abgezogene Wasser der Wasserreinigung zugeführt, so wird auch damit erreicht, daß die Konzentration der kontaminierten Wässer besonders gering gehalten werden kann.

Wird zumindest eine Waschung mit, insbesondere auf 40°C bis 80°C, vorzugsweise 50°C bis 60°C, erwärmtem Wasser durchgeführt, so kann der Einsatz von Tensiden verringert oder auch vermieden werden oder es können gegebenenfalls besonders hohe Mengen an Schadstoffen im Waschwasser aufgenommen werden.

Wird zumindest eine Suspension, insbesondere aus einer Siebung vor einer Schwerkraftabscheidung mit Ultraschall beaufschlagt, so kann ein besonders schadstoffarmes Sediment erhalten werden, da die vom Ultraschall erzeugte Kavitationswirkung eine besonders intensive Reinigung auch der kleinsten Korngrößen des Sedimentes erlaubt.

Werden Sedimente aus der Abwasserreinigung einer weiteren Schwerkraftabscheidung, gegebenenfalls gemeinsam mit dem Wasser aus der weiteren Waschung, unterworfen, so ist eine besonders einfache Führung des Verfahrens gegeben.

Wird das Wasser im Schwertwäscher im Gegenstrom zum körnigen Substrat geführt, so ist ein besonders vorteilhafter Waschvorgang gegeben, der dem Konzentra tionsverlauf im Substrat und im Waschwasser Rechnung trägt.

Werden in zumindest einem Wäscher oberflächenaktive Substanzen zugesetzt, so kann damit, wie an sich bekannt, die Wirkung der Wäschen besonders einfach erhöht werden.

Wird Abluft aus der Flotation der Wasserreinigung und gegebenenfalls ein Teilstrom einer Abluft einer Adsorptionsanlage, insbesondere mit Aktivkohle, zugeführt, so kann einerseits eine Geruchsbelästigung selbst in der unmittelbaren Umgebung der Anlage vermieden werden, und anderseits können beispielsweise explosive Gemische u. dgl., wie sie durch niedrigsiedendere Kohlenwasser stoffe entstehen können, ebenfalls einfach vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen Waschen von gegebenenfalls mit Kohlenwasserstoffen kontaminierten körnigen Substraten geht von einem Stand der Technik aus, wie er durch die EP 0 185 831 beschrieben ist, wobei ein Wäscher, insbesondere Schwertwäscher, eine Aufnahme für das Substrat und eine Wasserzuführung aus einer Wasseraufbereitungsanlage aufweist, wobei ein Ausgang für eine Grobfraktion des Substrates mit einer Siebvorrichtung, einem Schwingsieb, verbunden ist, in welche eine Wasserzuführung aus der Wasserauf bereitungsanlage mündet und eine Ableitung für eine Grobfraktion aufweist, wobei eine weitere Fraktion des Substrates über eine Leitung einem Hydrozyklon zuführbar ist und eine Wasserabführung aus dem Hydrozyklon zur Wasseraufbereitungsanlage vorgesehen ist, besteht im wesentlichen darin, daß in einer ersten Siebvorrichtung eine Auftrennung in zumindest drei Fraktionen, u. zw. zumindest in eine Grobfraktion mit anhaftendem Wasser und eine Mittelfraktion mit anhaftendem Wasser und eine Suspension durchführbar ist, wobei die Suspension über eine Leitung einem Hydrozyklon und die Mittelfraktion über eine Zuführung einem weiteren Wäscher zuführbar ist. Durch die Siebvorrichtung, welche eine Auftrennung in zumindest zwei Fraktionen mit lediglich anhaftendem Wasser und eine Suspension ermöglicht, wird der Anteil an Schadstoff konzentrationen besonders gering gehalten, wobei gleichzeitig die Fraktionen an körnigem Substrat nach einer weiteren Waschung der mittleren Fraktion diese auf einfache Art und Weise abgetrennt und sodann einer unbedenklichen Lagerung zugeführt werden kann.

Ist ein Ausgang des Hydrozyklons für eine in einer Suspension aufgenommenen Fraktion des Substrates mit dem weiteren Wäscher verbunden, so können die Feststoff teilchen, die in dem Hydrozyklon abgeschieden werden und welche in etwa eine analoge Belastung mit dem kontaminierenden Stoff aufweisen, in dem weiteren Wäscher gemeinsam mit der abgetrennten Mittelfraktion gewaschen werden, so daß ein besonders geringer konstruktiver Aufwand bei gleichzeitiger Berücksichtigung der jeweiligen Schadstoffbelastungen gegeben ist.

Mündet in den weiteren Wäscher eine Wasserzuführung aus der Wasseraufbereitung, so kann eine Waschung mit im wesentlichen gereinigtem Wasser durchgeführt werden.

Weist der weitere Wäscher eine Zuleitung zu einer weiteren Siebvorrichtung auf, die eine Wasserzuleitung, gegebenen falls aus der Wasseraufbereitung und/oder eine Frisch wasserzuleitung zur Waschung einer abgetrennten Mittel kornfraktion aufweist, so kann die Mittelkornfraktion besonders wirksam gewaschen werden, wobei gleichzeitig die Zufuhr von Frischwasser so erfolgt, daß ein besonders vorteilhafter Waschvorgang gegeben ist. Eine Frisch wasserzufuhr ist erforderlich, da mit dem körnigen Substrat anhaftendes Prozeßwasser aus dem Verfahren ausgetragen wird, so daß bei keiner Zuführung von Frischwasser die Gesamtwassermenge stetig abnehmen würde.

Ist eine Suspensionsableitung aus der weiteren Siebvor richtung zu einem Schwerkraftscheider, insbesondere Dekanter, vorgesehen, so kann auch der feine Anteil aus dem körnigen Substrat besonders einfach, unter Einsatz von geringsten Energiemengen, abgeschieden werden.

Ist der Schwerkraftabscheider über eine Ableitung mit der Wasseraufbereitungsanlage verbunden, so wird vermieden, daß bereits kontaminiertes Wasser für weitere Waschvorgänge verwendet wird.

Weist die Wasseraufbereitungsanlage an ihrem Ausgang für das gereinigte Wasser einen Sammelbehälter für dasselbe auf, so kann auch bei unterschiedlichem Anfall von Wasser aus der Wasseraufbereitungsanlage mit einem kontinuier lichen Fluß an Waschwasser der kontinuierliche Verfahrens lauf sichergestellt sein.

Eine besonders gute Wasseraufbereitung ist durch eine, insbesondere zweistufige, Flotationsanlage gegeben.

Ist der erste Wäscher oberhalb der ersten Siebvorrichtung und diese oberhalb des weiteren Wäschers angeordnet, so kann ein Teil des Materialstromes ohne zusätzliche Förder einrichtungen, die einen weiteren Energieaufwand bedingen, erreicht werden.

Ist unterhalb des weiteren Wäschers die weitere Siebvorrichtung angeordnet, so kann auch der Material transport zwischen dem weiteren Wäscher und der weiteren Siebvorrichtung besonders einfach unter Schwerkraft einwirkung durchgeführt werden.

Ist in Fließrichtung gesehen, nach der Wasserauf bereitungsanlage ein Wärmetauscher für das gereinigte Wasser, insbesondere für die weitere Waschung, vorgesehen, so kann besonders einfach eine Erwärmung des Wassers durchgeführt werden, ohne nachteilige Wirkung bei der Wasserreinigungsanlage zu verursachen.

Ist die Vorrichtung gasdicht, gegebenenfalls durch Anordnen in gasdichten Räumen, ausgebildet und Abluft über zumindest eine Adsorptionsanlage an die Atmosphäre leitbar, so kann auch jegliche Kontamination mit Gasen vermieden werden, wobei beispielsweise aus verfahrensökonomischen Gründen auch für die Gase ein geschlossener Kreislauf in der Anlage aufrechterhalten werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

In Fig. 1 ist ein schematisches Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens und in den Fig. 2a bis 2d der Grundriß der verschiedenen Ebenen entsprechend den Ebenen I, II, III, IV der Fig. 1 dargestellt.

In den Fig. 3 und 4 ist der Schnitt entsprechend der Linien A/A bzw. B/B gemäß den Fig. 2a bis 2d dargestellt.

In Fig. 1 ist ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In den ersten Wäscher 1, welcher als Schwertwäscher ausgebildet ist, und eine Aufnahme 2 für das kontaminierte Substrat aufweist, wird über die Wasserzuführung 3 Wasser aus der Wasseraufbereitungs anlage 4 zugeführt. In den Schwertwäscher werden im Durchschnitt 20 t Boden- und Abbruchmaterial od. dgl. kontaminiertes körniges Substrat pro Stunde zugeführt. Wird mit einem Substrat, das lediglich mit höhersiedenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere mit Kohlenwasserstoffen, die über 55°C sieden, die Anlage beschickt, so können Vorkehrungen gegen Explosionen entfallen. Vor der Zuleitung des Substrates in den ersten Wäscher kann eine Sperrfraktion, beispielsweise mit einer Korngröße von 70 mm bis 100 mm abgetrennt werden. Diese Sperrfraktion weist bezüglich ihres Gewichtes eine besonders geringe Oberfläche auf, so daß die Kontamination nur geringfügig sein kann. Die Sperrfraktion kann aus dem Verfahren ausgeschieden werden und einem eigenen Reinigungsprozeß je nach physikalischen und chemischen Eigenschaften des Kontaminates zugeführt werden. Im ersten Wäscher wird das körnige Substrat im Gegenstrom zum Waschwasser geführt. Mit einer derartigen Verfahrensführung kann mit der relativ geringsten Wassermenge eine besonders große Reinigung des körnigen Substrates erfolgen, da das Reinigungsvermögen von dem Konzentrationsunterschied abhängig ist.

Der erste Wäscher 1 weist einen Ausgang 5 für eine Grobfraktion des Substrates auf, die über eine Leitung 6 mit einer ersten Siebeinrichtung, u. zw. einem Schwingsieb 7 verbunden ist. Dieses Schwingsieb 7 weist zwei Siebe 8 und 9 auf, wobei zwei Kornfraktionen, u. zw. eine Grobkornfraktion mit einer Korngröße von 10 mm bis 80 mm und eine Mittelkornfraktion von 3 mm bis 7 mm abgetrennt wird. Beide Kornfraktionen werden mit Wasser aus der Wasseraufbereitungsanlage 4 über die Wasser zuleitung 10 gewaschen. Über die Wasserzuleitung 10 werden 70 m³ Wasser, das aus der Wasseraufbereitungsanlage stammt, in die Siebeinrichtung 7 eingeleitet, womit beide Kornfraktionen, u. zw. sowohl die Grobkornfraktion als auch die Mittelkornfraktion mit an sich von Kontaminat freiem Wasser noch gewaschen werden. Die Grobkornfraktion wird über die Ableitung 11 aus dem Verfahren abgezogen und einer unbedenklichen Endlagerung oder Wiedereinsetzung zugeführt. Das Spülwasser, mit welchem die Grobkorn fraktion und die Mittelkornfraktion gewaschen wurde, wird mit jener Suspension, die aus dem Schwertwäscher über die Leitung 12 im Auffanggefäß 13 vereinigt. Aus diesem wird es über die Pumpe 14 in den Hydrozyklon 15 geleitet. Dieser Hydrozyklon weist für das von dem körnigen Substrat befreite Wasser eine Leitung 16 auf, die in die Wasseraufbereitungsanlage 4 mündet. Über eine weitere Leitung 17 werden die Anteile des körnigen Substrates aus dem Hydrozyklon 15 in einen weiteren Wäscher 18 geleitet. Die Mittelkornfraktion, welche am Sieb 7 anfällt, wird ebenfalls in den weiteren Wäscher 18 über eine Leitung 19 zugeführt. Aus dem Sammelbehälter 22 für das in der Wasseraufbereitungsanlage gereinigte Wasser wird über die Pumpe 20 sowie Leitung 3 und Zweigleitung 21 dem weiteren Wäscher gereinigtes Wasser, u. zw. in einer Menge von 30 m³, zugeführt. Der weitere Wäscher weist einen Ultraschallgeber 23 auf. Die im weiteren Wäscher anfallende Suspension wird über eine Ableitung 24 einer weiteren Siebeinrichtung 25, die ebenfalls als Schwingsieb ausgebildet ist, zugeleitet. In diesem Schwingsieb wird eine Kornfraktion von 3 mm bis 12 mm abgeschieden. Über die Leitung 26 kann Frischwasser, u. zw. in einer Menge von 6,5 m³/h zugeführt werden. Der Rückstand auf dem Sieb, der ausschließlich mit Frischwasser gewaschen werden kann, ist auch mit Wasser aus der Wasseraufbereitungsanlage zu waschen und wird einer unbedenklichen Deponie zugeführt. Die aus der weiteren Siebeinrichtung 25 ablaufende Suspension wird über die Pumpe 27 über einen mit Ultraschallgebern versehenen Durchlaufreaktor 23a einem Schwerkraftabscheider 28, u. zw. einem Dekanter, zuge führt. Der Überlauf aus dem Dekanter 28 gelangt über die Leitung 29 in die Wasseraufbereitungsanlage 4, die als zweistufige Flotation ausgebildet ist. Das im Dekanter anfallende Sediment wird über die Leitung 30 abgezogen und kann ebenfalls einer unbedenklichen Endlagerung zugeführt werden. Aus der Wasseraufbereitungsanlage 4 wird über die Leitung 31 das Flotat abgezogen und im Behälter 32 gesammelt und muß, da es die Schadstoffe enthält, einer besonderen Endlagerung zugeführt werden. Das aus der Wasseraufbereitungsanlage 4 austretende Wasser kann über den Wärmetauscher 34 erwärmt werden.

Das der ersten Siebeinrichtung 7 über die Pumpe 33 und die Leitung 10 zugeführte Wasser weist eine Menge von 10 m³/h auf. Die Mengenbilanz ergibt folgende Darstellung: In dem ersten Wäscher, in welchem 20 t kontaminiertes körniges Substrat eingebracht werden, wird dasselbe mit 40 m³/h Wasser aus der Wasseraufbereitungsanlage gewaschen. Die Grobkorn- und Mittelkornfraktion wird auf der ersten Siebeinrichtung mit 10 m³ Wasser/h aus der Wasseraufbereitungsanlage gewaschen. Der wäßrige Ablauf bzw. die Suspension, u. zw. in einer Menge von 65 m³/h, wird dem Hydrozyklon zugeführt. Im zweiten Wäscher werden aus der ersten Siebeinrichtung und aus dem Hydrozyklon 20 t körniges Substrat/h zugeführt, wobei in den zweiten Wäscher 70 m³ Wasser/h aus der Wasseraufbereitungsanlage zugeführt werden. Der weiteren Siebeinrichtung wird eine Mittelkornfraktion, u. zw. in einer Menge von 5 t/h entnommen, wobei aus der Flotationsanlage eine Suspension mit dem Substrat in einer Menge von 20 m³/h zugeführt werden. Aus dem Auffanggefäß unterhalb der Siebein richtung 25 wird eine Suspension, u. zw. 70 m³/h dem Dekanter zugeführt. Als Sedimente werden 5 t/h abgeführt, wohingegen die restliche Wassermenge in die Wasserauf bereitungsanlage geleitet wird.

Durch die verschiedenen Ebenen I, II, III und IV werden unterschiedliche Höhen angezeigt. So ist der erste Wäscher 1 oberhalb der ersten Siebeinrichtung 7 und diese oberhalb des zweiten Wäschers 18 angeordnet, welcher seinerseits oberhalb der weiteren Siebeinrichtung 25 situiert ist.

Das dem Schwertwäscher zugeführte Substrat wies eine Kontamination von 3,20 kg/t von Kohlenwasserstoffen auf. Die über die Leitung 11 abgezogene Kornfraktion war im wesentlichen von dem kontaminierenden Stoff befreit, wobei eine durchschnittliche Analyse aus fünf gezogenen Proben, u. zw. in einer Menge von jeweils 10 kg, die mit organischen Lösungsmittel extrahiert wurden, folgenden Gehalt an Kohlenwasserstoffen ergab:
0,052 kg/t (52 mg/kg).

Die der Siebeinrichtung 25 entnommene Kornfraktion wies eine Kontaminierung von 35 mg/kg (0,035 kg/t) auf, wobei die Bestimmung analog für die Grobkornfraktion durchgeführt wurde. Das aus dem Dekanter anfallende körnige Substrat wies folgende Konzentration an Schadstoffen auf:
67 mg/kg (0,067 kg/t).

In Fig. 2a ist der Grundriß der Ebene I dargestellt. Wie ersichtlich, wird dem Wäscher 1 über ein Förderband 35, das bis zum Boden reicht, das kontaminierte körnige Substrat zugeführt. In dieser Ebene sind auch die Aktivkohlefilter 36 der Adsorptionsanlage und die Absaugung 37 angeordnet, die die Abluft aus sämtlichen Wäschern 1, 18 und gegebenenfalls aus dem Dekanter 28 und der Wasseraufbereitungsanlage 4 absaugt. Über nicht darge stellte Leitungen gelangt die Grobfraktion aus dem ersten Wäscher 1 in die erste Siebeinrichtung 7, die in der Ebene II unter dem ersten Wäscher 1 angeordnet ist (Fig. 2b). Der Zyklon 15, welcher über den Elektromotor 38 angetrieben wird, dient zur Abtrennung der Feststoffe, welche dem weiteren Wäscher 18 zugeleitet werden. Der Raum 39 dient zur Aufnahme von Schaltschränken, Warten u. dgl., wobei der Dekanter 28 einerseits einen Ausgang 30 aufweist, über welchen die Sedimente abgezogen werden, und dieser weiters mit der Wasserreinigungsanlage 4 verbunden ist, die in der Ebene III angeordnet ist (Fig. 2c). Die Wasserreinigungsanlage 4 weist zwei Stufen 41 und 42 auf, die über Pumpen 43, 44 und Vorlagebehälter 45, 46 mit Chemikalien zur Flotation, u. zw. Flockungsmittel, Tenside, versorgt werden. Flockungsmittel liegen in den Vorratsbehältern 47 und 48 vor.

In der untersten Ebene IV, die in Fig. 2d dargestellt ist, ist die weitere Siebeinrichtung 25 angeordnet, die mit dem weiteren Wäscher 18 verbunden ist. Im Auffang behälter 49 wird die in der weiteren Siebvorrichtung 25 abgetrennte Fraktion gesammelt. Der Sammelbehälter 22 dient zur Aufnahme des aus der Wasserreinigung anfallenden gereinigten Wassers, wobei gegebenenfalls über die Behälter 51 Tenside zudosiert werden können. Über die Pumpen 20 bzw. 33 wird das aus der Wasserauf bereitungsanlage anfallende Wasser den einzelnen Stufen zugeführt.

In den Fig. 2a bis 2d sind die Rohrleitungen, welche für die Zuführung des Prozeßwassers, Frischwassers und auch für den Lauf des körnigen Substrates dienen, nicht in ihrer Gesamtheit aus Gründen der Übersicht dargestellt.

Bei den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Schnitten entsprechend der Linien A/A bzw. B/B ist besonders deutlich die höhenmäßige Anordnung der einzelnen Vorrichtungen zu entnehmen. Der erste Wäscher 1 ist oberhalb der ersten Siebeinrichtung 7 und diese wiederum oberhalb des weiteren Wäschers 18 angeordnet, unter welchem die weitere Siebeinrichtung 25 vorgesehen ist. Die Behälter 51 enthalten Flockungsmittel.

In der Fig. 4 ist in der obersten Ebene die Adsorp tionsanlage mit Aktivkohlefiltern 36 dargestellt, neben welchen eine Absaugung 37 für die Abluft situiert ist. In der Ebene darunter ist der Schwerkraftabscheider, u. zw. der Dekanter 28 vorgesehen, wobei eine Leitung 30 zur Ableitung eines Anteiles an körnigem Substrat dient. In der darunter angeordneten Ebene ist die Wasserreinigungs anlage 4 mit Pumpen 20 und 33 vorgesehen, wobei eine zweistufige Flotation vorgesehen ist. In der untersten Ebene ist ein Sammelbehälter 22 für das Prozeßwasser vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren wurden anhand von mit höhersiedenden Kohlenwasserstoffen kontaminiertem körnigem Substrat, u. zw. Boden- und Abbruchmaterial, näher erläutert. Als körniges Substrat kommen allerdings auch andere Substanzen mit unterschiedlichen Korngrößen in Frage, wobei der wesentliche Gedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens eine stufenweise, im wesentlichen trockene Abtrennung des körnigen Substrates von besonderer Bedeutung ist, da mit dieser Vorgangsweise, sowohl apparativ als auch verfahrensmäßig ein besonders geringer Aufwand erforder lich wird. Typische Beispiele für kontaminierende Stoffe sind: Mineralölkohlenwasserstoffe, PAK und PCB. Typische Beispiele für körnige Substrate sind: kiesig-sandige Böden mit unterschiedlich hohem Schluffanteil.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die verschiedenen Einheiten, wie sie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt sind, in mobilen Containern angeordnet sind, wobei die Verbindungsleitung zwischen den einzelnen Containern lösbare Verbindungen aufweisen, so daß entsprechend den Schnittdarstellungen in den Fig. 2 und den Fig. 3 und 4 acht verschiedene Container vorgesehen sein können, die einen entsprechend leichten Transport der gesamten Anlage erlauben, so daß ein aufwendiger Transport des zu kontaminierenden Erdreiches, Sande od. dgl. nicht durchgeführt werden muß, womit einerseits das kontaminierte Material vor Ort entnommen werden kann und in der dadurch entstandenen Ausnehmung, Grube od. dgl. das bereits dekontaminierte Material wieder einer Lagerung, bei welcher keine Kontamination des Grundwassers od. dgl. erfolgen kann, zuführbar ist.

Die Einheiten, in welchen die einzelnen Einrichtungen angeordnet sind, sind gasdicht ausgebildet, so daß ein geschlossener Gaskreislauf innerhalb der Vorrichtung durchgeführt werden kann. Der Gasstrom wird hierbei über die Adsorptionsanlage mit Aktivkohle geführt, so daß die gasförmigen Schadstoffe ebenfalls aus dem Kreislauf ausscheidbar sind.

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Waschen von, insbe sondere mit Kohlenwasserstoffen, kontaminierten körnigen Substraten, z. B. Erdreich, Sande, Bauschutt od. dgl., mit Wasser, das zumindest teilweise, insbesondere zur Gänze, im Kreislauf geführt wird, wobei zumindest zwei, insbesondere drei, Fraktionen des körnigen Substrates aus einer wäßrigen Suspension abgetrennt werden, und das Wasser zumindest teilweise nach Reinigung, insbesondere einer Flotation desselben, dem Verfahren rückgeführt wird, wobei das körnige kontaminierte Substrat, gegebenenfalls nach Abtrennung einer Sperrfraktion, z. B. mit einer Mindestkorngröße von 70 mm bis 100 mm, mit im Kreislauf geführtem Wasser, z. B. in einem Schwertwäscher, vermischt wird, ein Teil des körnigen Substrates als Grobfraktion abgetrennt wird, die gegebenenfalls mit Wasser auf einem Sieb gewaschen wird, wobei ein weiterer Teil des körnigen Substrates einem weiteren Waschen mit Wasser, das einer Reinigung unterzogen wurde, unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobfraktion, die insbesondere eine Korngröße von 10 mm bis 80 mm, vorzugsweise von 12 mm bis 70 mm, aufweist und der weitere Teil des körnigen Substrates vor dem weiteren Waschen vom Wasser abgetrennt wird und sodann mit Wasser, das einer Reinigung unterzogen wurde, gewaschen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Teil des körnigen Substrates, insbesondere mit einer Korngröße von unter 3 mm, vorzugsweise unter 2 mm, in einem Hydrozyklon vom Wasser abgetrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein weiterer Teil, insbesondere mit einer Korngröße von 2 mm bis 70 mm, vorzugsweise 3 mm bis 12 mm, des körnigen Substrates mit einem Sieb vom Wasser abgetrennt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der weitere Teil des körnigen Substrates aus dem Sieb und dem aus dem Hydrozyklon einer gemeinsamen Waschung unterzogen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei der Abtrennung der Grobfraktion anfallende Suspension aus im Wasser suspendiertem Anteil des körnigen Substrates, gegebe nenfalls gemeinsam mit dem Wasser, das bei der Waschung der Grobfraktionen am Sieb anfällt, in dem Hydrozyklon getrennt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach der weiteren Waschung der Anteil an körnigem Substrat, insbesondere mit einem Sieb abgetrennt und das anfallende Wasser, insbesondere nach Schwerkraftabscheidung, der Wasserreinigung zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Wasser abgetrennte Anteil an körnigem Substrat mit Frischwasser gewaschen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Hydrozyklon abgezogene Wasser der Wasserreinigung zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Waschung mit, insbesondere 40°C bis 80°C, vorzugsweise 50°C bis 60°C, erwärmtem Wasser durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Suspension, insbesondere aus einer Siebung, vor einer Schwerkraftab scheidung mit Ultraschall beaufschlagt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Sedimente aus der Wasserreinigung einer weiteren Schwerkraftabscheidung, gegebenenfalls gemeinsam, mit dem Wasser aus der weiteren Waschung, unterworfen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser im Schwertwäscher im Gegenstrom zum körnigen Substrat geführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Wäscher oberflächenaktive Substanzen zugeführt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Abluft aus der Flotation der Wasserreinigung und gegebenenfalls ein Teilstrom einer Abluft einer Adsorptionsanlage, insbesondere mit Aktivkohle, zugeführt wird.

15. Vorrichtung zum Waschen von, gegebenenfalls mit Kohlenwasserstoffen, kontaminierten körnigen Substraten, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit in Kreislauf geführtem Wasser, einem Wäscher (1), insbesondere Schwertwäscher, welcher eine Aufnahme (2) für das Substrat und eine Wasserzuführung (3) aus einer Wasseraufbereitungsanlage (4) aufweist, wobei ein Ausgang (5) für eine Grobfraktion des Substrates mit einer Siebvorrichtung (7), insbesondere einem Schwingsieb, verbunden ist, in welche eine Wasserzuführung (10) aus der Wasseraufbereitungsanlage (4) mündet und eine Ablei tung (11) für eine Grobfraktion aufweist, wobei eine weitere Fraktion des Substrates über eine Leitung einem Hydrozyklon (15) zuführbar ist und eine Wasser abführung (29) aus dem Hydrozyklon zur Wasserauf bereitungsanlage vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Siebvorrichtung (7) eine Auftrennung in zumindest drei Fraktionen, u. zw. zumindest eine Grobkornfraktion mit anhaftendem Wasser und eine Mittelkornfraktion mit anhaftendem Wasser und einer Suspension erfolgt, wobei die Suspension über eine Leitung einem Hydrozyklon (15) und die Mittelfraktion über eine Zuführung einem weiteren Wäscher (18) zuführbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang des Hydrozyklons (15) für eine in einer Suspension aufgenommenen Fraktion des Substrates mit dem weiteren Wäscher (18) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den weiteren Wäscher (18) eine Wasserzuführung aus der Wasseraufbereitung (4) mündet.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wäscher (18) eine Ableitung zu einer weiteren Siebvorrichtung (25) aufweist, die eine Wasserzuleitung, gegebenenfalls aus der Wasseraufbereitung (4) und/oder eine Frischwasser zuleitung (26) zur Waschung einer abgetrennten Mittelkornfraktion aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspensionsableitung aus der weiteren Siebvor richtung (25) zu einem Schwerkraftabscheider (28), insbe sondere Dekanter, vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerkraftabscheider (28) über eine Ableitung (29) mit der Wasseraufbereitungsanlage verbunden ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasseraufbereitungsanlage an ihrem Ausgang für das gereinigte Wasser einen Sammelbehälter (22) für dasselbe aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasseraufbereitungs anlage (4) als, insbesondere zweistufige, Flotation ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wäscher (1) oberhalb der ersten Siebvorrichtung (7) und diese oberhalb des weiteren Wäschers (18) angeordnet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des weiteren Wäschers (18) die weitere Siebvorrichtung (25) angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß in Wasserfließrichtung gesehen, nach der Wasseraufbereitungsanlage (4) ein Wärme tauscher (34) für das gereinigte Wasser, insbesondere für die weitere Waschung, vorgesehen ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gasdicht, gegebenenfalls durch Anordnen in gasdichten Räumen, ausgebildet ist und Abluft über zumindest eine Adsorptionsanlage an die Atmosphäre leitbar ist.