DE4440707B4

DE4440707B4 - Vorrichtung zum Reinigen von kontaminiertem Erdreich

Info

Publication number: DE4440707B4
Application number: DE19944440707
Authority: DE
Inventors: Joachim Warschke; Dieter Magenheimer; Roland Schmitt; Ingo Wolf
Original assignee: H & W Ges fur Produktentwickl; H & W Gesellschaft fur Produktentwicklung und Marketing fur
Current assignee: H & W Ges fur Produktentwickl; H & W Gesellschaft fur Produktentwicklung und Marketing fur
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2014-11-16
Also published as: DE4440707A1

Abstract

Vorrichtung zum Reinigen von kontaminiertem Erdreich, gekennzeichnet durch
a) ein oben offenes, mit Wasser (2) gefülltes Absetzbecken (1),
b) einen in dem Absetzbecken (1) angeordneten Einsatz (3) mit Leitblechen (13) zum Verzögern des Absinkens des oberhalb des Einsatzes einbringbaren kontaminierten Erdreichs im Wasser des Absetzbeckens (1),
c) am Einsatz (3) angeordnete Ultraschallschwinger (4),
d) eine vom unteren Bereich (5) des Absetzbeckens (1) schräg nach oben geneigte, aus dem Absetzbecken (1) unterhalb der Wasseroberfläche (6) herausführende Fördereinrichtung (7) zum Abziehen des durch den Einsatz (3) abgesunkenen, gereinigten Erdreichs, und
e) eine Einrichtung (8) zum Abführen von im Wasser (2) aufschwimmenden Schadstoffen im Bereich der Wasseroberfläche (6).

Description

Bei der Sanierung von kontaminiertem Erdreich, insbesondere von durch Schweröle und anderen Giftstoffen verseuchten Industriegrundstücken oder auch bei Ölunfällen im Zusammenhang mit Öltanks, Öltransporten und Pipelines war es bisher gebräuchlich, das kontaminierte Erdreich bis zur verseuchten Tiefe auszubaggern, mit Lastwagen abzufahren und durch sauberes Erdreich zu ersetzen, da die Reinigung und Entseuchung des kontaminierten Erdreichs in meist entfernten und dafür besonders hergerichteten Anlagen bei großem Platzbedarf erfolgen mußte und der Rücktransport in die ausgehobene Grube erst nach einer großen Zeitverzögerung von Wochen oder sogar Monaten wieder erfolgen konnte. Dieses Verfahren hatte vor allem auch den Nachteil, daß große Erdaushubmengen transportiert werden mußten, was zu neuen Umweltbelastungen führte. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus DE 43 03 529 C2 bekannt. Bei der hier gelehrten Vorrichtung wird der Boden in einem mehrstufigen Verfahren in einem Reaktor und einem Absetzbecken gereinigt, wobei eine chemisch-physikalische und/oder biologisch-physikalische Bodenreinigung durchgeführt wird, die mittels rotierender Stabtrommeln und mehreren Luft-Wasser-Wirbeln sowie einer nachfolgenden Beruhigungszone abläuft.

Aus DE 37 28 201 A1 ist ein Bodenreinigungsverfahren und eine Einrichtung zu seiner Durchführung für eine mobile Bodenwaschanlage beschrieben. Die Vorrichtung ist rinnenförmig ausgestaltet und weist im rinnenförmigen Wandbereich Ultraschallköpfe und Fluidstrahldüsenköpfe auf, die eine Reinigung des Bodens durch ständig sich ändernde Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Bodenpartikeln und der Waschlösung innerhalb der Rinne bewirken. Die so gelehrte Vorrichtung kann insbesondere bei höheren Verschmutzungsgraden und bei Verschmutzung mit Stoffen, die eine längere Behandlungsdauer erfordern, nicht wirtschaftlich betrieben werden und erzielt keine Reinigung des kontaminierten Bodens, die eine sofortige Wiederverfüllung am Einsatzort erlaubt.

Schließlich ist aus JP-55044374 A eine Abscheidungs- und Klassifikationsvorrichtung bekannt, bei der verschmutzter Sand verschiedener Feinheitsgrade in ein Becken eingebracht wird, in dem durch ein Saugrohr eine Aufwärtsströmung erzeugt wird und der Sand verzögert absinkt, wodurch feine Sandpartikel von dem Saugrohr aufgenommen werden, wohingegen schwere Sandpartikel zum Boden des Behälters absinken. Mit dieser Vorrichtung können insbesondere ölige Verschmutzungen der Sandpartikel nicht wirkungsvoll entfernt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von kontaminiertem Erdreich vorzuschlagen, womit eine Reinigung auf effektive Weise bei geringem Zeitaufwand an Ort und Stelle erfolgen kann, wobei das kontaminierte Erdreich nach durchgeführter Reinigung anschließend wieder in die ausgehobene Grube eingebracht werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Reinigen von kontaminiertem Erdreich gekennzeichnet durch
ein oben offenes, mit Wasser gefülltes Absetzbecken,
einen in dem Absetzbecken angeordneten Einsatz mit Leitblechen zum Verzögern des Absinkens des oberhalb des Einsatzes einbringbaren kontaminierten Erdreichs im Wasser des Absetzbeckens,
am Einsatz angeordnete Ultraschallschwinger,
eine vom unteren Bereich des Absetzbeckens schräg nach oben geneigte, aus dem Absetzbecken unterhalb der Wasseroberfläche herausführende Fördereinrichtung zum Abziehen des durch den Einsatz abgesunkenen, gereinigten Erdreichs; und
eine Einrichtung zum Abführen von im Wasser aufschwimmenden Schadstoffen im Bereich der Wasseroberfläche.

Durch das Einfüllen des kontaminierten Erdreichs oberhalb des Einsatzes in dem mit Wasser gefüllten Absetzbecken wird erreicht, daß das langsam im Wasser zu Boden sinkende Erdreich den Ultraschallschwingungen der am Einsatz angeordneten Ultraschallschwingern effektiv ausgesetzt wird und sich die am Erdreich anhaftenden Schadstoffe auf effektive Weise lösen und wegen ihrer geringeren Gewichte im Wasser aufschwimmen und im Bereich der Wasseroberfläche abgeführt werden können, ohne daß dabei an den Schadstoffen das Erdreich anhaftet. Durch Herausführen des im Bodenbereich des Absetzbeckens ankommenden, gereinigten Erdreichs mittels einer entsprechenden Fördereinrichtung unterhalb der Wasseroberfläche ist sichergestellt, daß das Erdreich nicht erneut durch die an der Wasseroberfläche schwimmenden Schadstoffe erneut verschmutzt wird.

Der im Absetzbecken angeordnete Einsatz zum Verzögern des Absinkens des Erdreichs im Wasser ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform als ein länglicher, oben und unten offener Behälter ausgebildet, in den die Leitbleche von einander gegenüberliegenden Seitenwänden zueinander gestaffelt hineinragen, wobei der Einsatz in dem Absetzbecken in seiner Länge aufrecht aufgehängt ist. Der als Behälter ausgebildete Einsatz hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt, und die Leitbleche sind dabei an den Schmalseiten und die Ultraschallschwinger über im wesentlichen die gesamte Länge des Behälters an einer der Breitseiten befestigt. Durch diese Bauweise wird erreicht, daß die Ultraschallschwingungen der Ultraschallschwinger auf optimale Weise auf das Wasser im Absetzbecken und damit auf das herabsinkende kontaminierte Erdreich einwirken können. Die Maße des Einsatzes sind hierbei auf die Schwingungsfrequenz und die räumliche Anordnung der Ultraschallschwinger abgestimmt.

Die in dem Einsatz angeordneten Leitbleche sind von den Seitenwänden ausgehend schräg nach unten geneigt und im Bereich der Befestigung an den Seitenwänden mit Durchlaßöffnungen zum Durchlassen der aufschwimmenden Schadstoffe versehen. Um die Sinkgeschwindigkeit des eingebrachten, kontaminierten Erdreichs im Absetzbecken verändern zu können, sind die Leitbleche an den Seitenwänden des Einsatzes vorzugsweise durch Scharniere oder dergleichen angelenkt und in ihrer Neigung verstellbar. Hierdurch ist es möglich, je nach dem Grad und der Art der Kontaminierung die Sinkgeschwindigkeit den notwendigen Verhältnissen anzupassen, um z.B. bei großem Verschmutzungsgrad und bei hartnäckig anhaftenden Schadstoffen die Sinkgeschwindigkeit und damit die Verweildauer im Absetzbecken zu verringern, oder im anderen Fall die Durchsatzmenge bei geringem Verschmutzungsgrad durch eine hohe Sinkgeschwindigkeit zu erhöhen.

Die aus dem unteren Bereich des Absetzbeckens schräg nach oben geneigte Fördereinrichtung zum Abziehen des gereinigten Erdreichs ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform als Förderschnecke ausgebildet, wobei eine solche, an sich bekannte Bauart bevorzugt wird, bei der das Fördergut gleichzeitig entwässert wird.

Zum Abführen der im Wasser aufschwimmenden Schadstoffe im Bereich der Wasseroberfläche ist das Absetzbecken gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform im Bereich der Wasseroberfläche mit einem Überlauf versehen, über den die aufschwimmenden Schadstoffe abfließen. An den Überlauf ist vorzugsweise ein Separator zum Abtrennen von Wasser aus den aufschwimmenden Schadstoffen angeschlossen, um die Menge der abzuführenden und zu entsorgenden Schadstoffe möglichst gering zu halten. Sowohl das aus dem Separator ausgeschiedene Wasser als auch das aus der Fördereinrichtung für das gereinigte Erdreich ausgeschiedene Wasser wird zweckmäßigerweise in das Absetzbecken zurückgeführt, damit der Wasserstand im Absetzbecken durch das Abziehen von Erdreich und Schadstoffen nicht zu sehr absinkt. Es müssen somit nur geringe Wassermengen durch Frischwasser oder dergleichen ersetzt werden.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, in die kontaminiertes Erdreich eingefüllt und laufend gereinigt wird. Das gereinigte Erdreich wird durch eine entsprechende Fördereinrichtung entnommen und entweder einem Vorratsbehälter zugeführt oder sogleich in die ausgehobene Grube, aus der vorher das kontaminierte Erdreich entnommen wurde, wieder eingefüllt. Die durch die Vorrichtung abgetrennten Schadstoffe werden von überschüssigem Wasser befreit und einem Entsorgungstank oder dergleichen zugeführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an Ort und Stelle eingesetzt werden, nämlich dort, wo das kontaminierte Erdreich vorhanden ist und entnommen werden muß, so daß aufwendige Transporte zu einer Entseuchungsanlage sowohl in der einen Richtung (mit verseuchtem Erdreich) als auch in der anderen Richtung (mit gereinigtem Erdreich) entfallen können. Lediglich ein verhältnismäßig geringes Volumen an Schadstoffen muß von der Baustelle zur Entsorgung abtransportiert werden.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einer Baustelle wird insbesondere dadurch erleichtert, daß gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform die wesentlichen Einheiten der Vorrichtung in einem transportfähigen Container untergebracht sind. Es handelt sich hierbei insbesondere um folgende Einheiten: Absetzbecken einschließlich Einsatz, Fördereinrichtung, Förderband und Separator. Ein solcher Container kann auf einem entsprechenden Lastwagenfahrgestell oder dergleichen an die Baustelle transportiert, dort abgesetzt und verwendet werden, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung mit großer Wirkung flexibel an verschiedenen Baustellen eingesetzt werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise nach einem Verfahren betrieben, das nach folgenden Verfahrensschritten abläuft:
Einbringen des kontaminierten Erdreichs in ein mit Wasser gefülltes, oben offenes Absetzbecken,
Anwenden von Ultraschallschwingungen in dem Absetzbecken zum Lösen der Schadstoffe von dem Erdreich,
Abführen der aufschwimmenden Schadstoffe aus dem Bereich der Wasseroberfläche und
Austragen des auf den Boden des Absetzbeckens absinkenden Erdreiches aus dem Absetzbecken.

Das Absinken des kontaminierten Erdreichs auf den Boden des Absetzbeckens wird durch entsprechende Maßnahmen verzögert, um durch möglichst lange Einwirkung der Ultraschallschwingungen eine besonders gute Reinigung des Erdreichs zu erzielen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet;
2 einen senkrechten Schnitt durch einen Einsatz eines Absetzbeckens der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
3 eine Seitenansicht des Einsatzes nach 2; und
4 eine Draufsicht auf den Einsatz nach den Figuren 2 und 3.
In der Schemazeichnung nach 1 ist ein Absetzbecken 1 vorgesehen, das im unteren Bereich 5 trichterartig verjüngt und insgesamt mit Wasser gefüllt ist. In dem oben offenen Absetzbecken 1 ist ein Einsatz 3 vorgesehen, in dessen Bereich über ein Förderband 16 kontaminiertes Erdreich von oben her in Richtung des gezeichneten Pfeils eingebracht werden kann. Das eingebrachte, kontaminierte Erdreich sinkt im Wasser 2 langsam zu Boden und wird hierbei gereinigt. Das gereinigte Erdreich wird aus dem unteren Bereich 5 mittels einer Förderschnecke 7 abgezogen und fällt in einen am Ende der Förderschnecke 7 angeordneten Sammelbehälter 18. Von diesem Sammelbehälter 18 kann, wie durch einen Pfeil 21 angedeutet, das gereinigte Erdreich entnommen werden.
Das Absetzbecken 1 ist im Bereich der Wasseroberfläche 6 mit einem Überlauf 8 versehen, über den die im Wasser 2 aufschwimmenden Schadstoffe abgezogen werden. Diese Schadstoffe werden einem Separator 9 zugeführt, in dem das in den Schadstoffen vorhandene Wasser abgetrennt und wieder dem Absetzbecken 1 zugeführt wird (gestrichelte Leitung 23). Die aus dem Separator 9 kommenden Schadstoffe werden dann in einem Sammelbehälter 17 gesammelt und können – entsprechend dem Pfeil 20 – entsorgt werden.
Unter Hinzuziehung der Detailzeichnungen zum Einsatz sollen nun weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert werden. Der Einsatz 3, der zur Verzögerung des Absinkens des eingefüllten Erdreiches dient, ist in der Form eines oben und unten offenen Behälters ausgebildet, der einen rechteckförmigen Durchlaßquerschnitt hat. Der Einsatz 3 weist also (im Querschnitt gesehen) zwei einander gegenüberliegende Schmalseiten und zwei einander gegenüberliegende Breitseiten auf. An den Schmalseiten 11 sind zueinander gestaffelte Leitbleche 13 angeordnet (siehe insbesondere 1 und 2), die von den Schmalseiten ausgehend nach unten geneigt sind. Das oben eingefüllt, kontaminierte Erdreich sinkt je nach Winkelstellung der Leitbleche mehr oder weniger schnell durch das Wasser 2 zu Boden, also in den unteren Bereich 5 des Absetzbeckens 1.
An einer der Breitseiten des Einsatzes 3 sind über im wesentlichen die gesamte Höhe des Einsatzes 3 gleichmäßig verteilt Ultraschallschwinger an der Außenseite befestigt, vorzugsweise aufgeklebt. Die Maße der einzelnen Seiten 11 und 12 des Einsatzes 3 und die Abstände der Ultraschallschwinger 4 voneinander sind auf die Schwingungsfrequenz der Ultraschallschwinger 4 derart abgestimmt, daß die Ultraschallenergie ohne stehende Wellen möglichst effektiv auf das Wasser 2 bzw. auf das hierin absinkende Erdreich übertragen wird. Durch die Einwirkung der Ultraschallenergie der Ultraschallschwinger 4 auf das herabsinkende Erdreich werden die hieran anhaftenden Schadstoffe gelöst und steigen – soweit sie leichter als Wasser sind – nach oben zur Wasseroberfläche 6, wovon sie abgeführt und über den Separator 9 zum Sammelbehälter 17 gelangen.
Damit durch die sich in gestaffelter Anordnung über praktisch den gesamten Querschnitt des Einsatzes 3 angeordneten Leitbleche 13 das Aufschwimmen der gelösten Schadstoffe im Wasser 2 nicht zu sehr behindert wird, sind die Leitbleche 13 im Bereich ihrer Befestigung an den Schmalseiten 11 mit Durchlaßöffnungen 14 versehen, durch die die aufschwimmenden Schadstoffe nach oben an die Wasseroberfläche 6 steigen können. Diese Durchlaßöffnungen 14 sind vorzugsweise als Schlitze ausgebildet. Damit die Winkelneigung der Leitbleche 13 und damit die Sinkgeschwindigkeit der im Wasser 2 schwebenden Teilchen des Erdreichs verändert werden kann, sind die Leitbleche 13 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mittels Scharnieren 15 an den Schmalseiten 11 des Einsatzes 3 aufgehängt. Sind die Leitbheche 13 steiler nach unten geneigt, so erhöht sich die Sinkgeschwindigkeit, sind sie flacher geneigt, so vermindert sich die Sinkgeschwindigkeit. Zur gemeinsamen Verstellung aller Leitbleche 13 sind geeignet Verstellstangen 19 an ihnen befestigt, so daß alle Leitbleche 3 einer Seite synchron zueinander verstellt werden können.
In 1 ist gezeigt, und dies wurde erläutert, daß die aus dem Separator 9 kommenden Schadstoffe in einen Sammelbehälter 17 eingefüllt werden können. Es ist natürlich auch möglich, über eine entsprechende Leitung direkt ein Tankfahrzeug oder dergleichen zu befüllen. Auch das mittels der Fördereinrichtung bzw. Förderschnecke 7 abgezogene, gereinigte Erdreich fällt entsprechend der Darstellung nach 1 in einen Sammelbehälter 18. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Ausgangsseite der Förderschnecke 7 auch direkt über der ausgehobenen Baugrube oder dergleichen zu positionieren und das gereinigte Erdreich direkt wieder einzubringen.
Die Förderschnecke 7 ist vorzugsweise einer solchen Bauart, daß das nach oben geförderte Erdreich zugleich entwässert wird. Das dabei anfallende Wasser gelangt dann über eine gestrichelt gezeichnete Leitung 23 wieder von oben in das Absetzbecken, um das hieraus zusammen mit dem gereinigten Erdreich entfernte Wasser weitgehend wieder zu ersetzen. Fehlendes Wasser kann dann durch Frischwasser ersetzt werden, um den entsprechenden Pegelstand der Wasseroberfläche 6 gegenüber dem Überlauf 8 zu gewährleisten.
Die gesamte Vorrichtung, wie in 1 gezeigt, kann mit ihren wesentlichen Einheiten in einem Container 22 untergebracht werden, damit sie flexibel von Baustelle zu Baustelle transportiert werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Reinigen von kontaminiertem Erdreich, gekennzeichnet durch a) ein oben offenes, mit Wasser (2) gefülltes Absetzbecken (1), b) einen in dem Absetzbecken (1) angeordneten Einsatz (3) mit Leitblechen (13) zum Verzögern des Absinkens des oberhalb des Einsatzes einbringbaren kontaminierten Erdreichs im Wasser des Absetzbeckens (1), c) am Einsatz (3) angeordnete Ultraschallschwinger (4), d) eine vom unteren Bereich (5) des Absetzbeckens (1) schräg nach oben geneigte, aus dem Absetzbecken (1) unterhalb der Wasseroberfläche (6) herausführende Fördereinrichtung (7) zum Abziehen des durch den Einsatz (3) abgesunkenen, gereinigten Erdreichs, und e) eine Einrichtung (8) zum Abführen von im Wasser (2) aufschwimmenden Schadstoffen im Bereich der Wasseroberfläche (6).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (3) ein länglicher, oben und unten offener Behälter ist, in den die Leitbleche (13) von einander gegenüberliegenden Seitenwänden (11) zueinander gestaffelt hineinragen, und der in dem Absetzbecken (1) in seiner Länge aufrecht aufgehängt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Behälter ausgebildete Einsatz (3) einen rechteckigen Querschnitt hat, daß die Leitbleche (13) an den Schmalseiten (11) und die Ultraschallschwinger (4) über im wesentlichen die gesamte Länge des Behälters an einer der Breitseiten (12) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (13) von den Seitenwänden (11) schräg nach unten geneigt sind und im Bereich der Befestigung an den Seitenwänden (11) mit Durchlaßöffnungen (14) zum Durchlassen der aufschwimmenden Schadstoffe versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (13) an den Seitenwänden (11) durch Scharniere (15) angelenkt und in ihrer Neigung verstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (7) zum Abziehen des gereinigten Erdreichs eine Förderschnecke ist, insbesondere eine solche, bei der das Fördergut gleichzeitig entwässert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Absetzbecken (1) im unteren Bereich (5) trichterartig verjüngt ist und daß in diesem Bereich der Abziehbereich der Fördereinrichtung (7) mit gleicher Neigung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (8) ein Überlauf (8) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Überlauf (8) ein Separator (9) zum Abtrennen von Wasser aus den aufschwimmenden Schadstoffen angeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Fördereinrichtung (7) und/oder aus dem Separator (9) ausgeschiedene Wasser in das Absetzbecken (1) über Leitungen (23) rückführbar ist
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, daß das kontaminierte Erdreich von oben durch ein Förderband (16), und vorzugsweise einen Grobabscheider in das Absetzbecken (1) füllbar ist
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten der Vorrichtung in einem transportfähigen Container untergebracht sind.