DE69811121T2

DE69811121T2 - Prozess und apparatur zur behandlung von abfällen

Info

Publication number: DE69811121T2
Application number: DE69811121T
Authority: DE
Inventors: Hannu Laukkanen; Heikki Rihtamo
Original assignee: Merinonita Oy
Current assignee: Merinonita Oy
Priority date: 1997-08-15
Filing date: 1998-08-14
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2018-08-15
Also published as: WO1999008754A1; FI973367A0; CA2301051A1; DE69811121D1; EP1042036A1; NO20000644D0; FI973367A; DK1042036T3; EE200000074A; AU8809098A; EP1042036B1; US6596050B1; NO20000644L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert, und eine Vorrichtung, wie im Oberbegriff von Anspruch 10 definiert, zur mikrobiologischen Behandlung von Abfall, der schädliche Substanzen enthält.
Im Stand der Technik ist ein Verfahren für die Behandlung von gefährlichem Abfall, insbesondere Öl enthaltendem gefährlichen Abfall, bekannt. Bei dem Verfahren, um gefährlichen Abfall für die Umwelt unschädlich zu machen, wird der Abfall auf dem Boden gestapelt und mit Bakterien behandelt, die ihn zur Ernährung verwenden. Ein Problem bei diesem Verfahren besteht darin, daß es schwierig ist, Bedingungen und Eigenschaften im gefährlichen Abfall, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit und pH-Wert, aufrechtzuerhalten, die für die bakterielle Aktivität optimal sind. Ein weiteres Problem besteht darin, daß gefährlicher Abfall Substanzen enthält, die für die Umwelt schädlich sind, z. B. Schwermetalle, die ungeachtet der bakteriellen Aktivität unverändert bleiben und in den Boden, der den Stapel umgibt, abwandern.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezieht sich gefährlicher Abfall auf Abfall, der Substanzen oder Verbindungen enthält, die z. B. für Menschen, Tiere und/oder die Umwelt schädlich sind und die daran gehindert werden sollen, in den Boden, die Luft oder Wassersysteme zu gelangen, insbesondere Erdmaterial wie z. B. Sand, Ton, Humus oder dergleichen, die Öl oder seine Destillatfraktionen enthalten. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der vorstehend beschriebenen Nachteile.
Eine spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu offenbaren, das es möglich macht, optimale Bedingungen für die bakterielle Aktivität in gefährlichem Abfall einzustellen und aufrechtzuerhalten und somit eine gesteuerte Verbesserung bei der Behandlung von gefährlichem Abfall zu erreichen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Implementieren des Verfahrens zu offenbaren, welche verwendet werden kann, um zu verhindern, daß unzersetzbare Umweltgifte in den Boden, die Atmosphäre und Wassersysteme gelangen.
Das Verfahren der Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was in Anspruch 1 dargestellt ist.
Die Vorrichtung der Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was in Anspruch 10 dargestellt ist.
Die Erfindung basiert auf der mikrobiologischen Behandlung von verunreinigtem Boden, der schädliche Substanzen enthält. Der verunreinigte Boden wird in einen Abfallbehandlungsreaktor eingefüllt, organischer Stoff wird zugegeben, um das Abfallmaterial zu bilden, und die Eigenschaften und Bedingungen des Abfallmaterials werden eingestellt, um sie für bakterielle Aktivität günstig zu machen. Gemäß der Erfindung werden der verunreinigte Boden und der organische Stoff in Schichten abwechselnd miteinander in den Reaktor eingefüllt, das Abfallmaterial wird unter aeroben Bedingungen im Reaktor im wesentlichen ohne Rühren behandelt und eine im wesentlichen ausreichende Menge an Sauerstoff, Feuchtigkeit und/oder Nährstoffen wird auf die Oberfläche des Abfallmaterials durch eine Speisevorrichtung, die im oberen Teil des Reaktors und zwischen dem Abfallmaterial auf zumindest einer Höhe angeordnet ist, über ein Rohrsystem, das zwischen dem Abfallmaterial angeordnet ist, zugeführt, und die bei dem Prozeß verwendete Flüssigkeit wird im Kreislauf geführt.
In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird/werden Sauerstoff, Feuchtigkeit, Nährstoffe, organischer Stoff und/oder Dampf während der Behandlung zum Abfallmaterial zugegeben, um die Bedingungen einzustellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird Stickstoff und/oder Feuchtigkeit im wesentlichen in Verbindung mit dem Einfüllen zum Abfallmaterial zugegeben. Stickstoff kann in Form einer beliebigen Art Lösung, z. B. 5% Stickstofflösung, zugegeben werden. Die Menge der Stickstofflösung kann z. B. 1-100 kg/25 m³ Abfallmaterial sein.
Das Rohrsystem kann von beseitigbarer Art sein, um das Ausleeren des Abfalls aus dem Reaktor zu erleichtern.
Die Menge an organischem Stoff, der in den Reaktor eingefüllt wird, kann z. B. 3-50% der Gesamtmasse des Materials sein. Der organische Stoff kann z. B. aus Torf, Spänen, Holzschnitzeln, Rinde, Stroh und/oder anderem auf Lignocellulose basierenden oder anderem organischen Stoff bestehen. Eine bevorzugte Art organischer Stoff sind. Rindenschnitzel.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden Schwermetalle aus dem Abfallmaterial ausgewaschen und wiedergewonnen.
In einem Ausführungsbeispiel kann auch eine Abwechslung von Oxidations- Reduktions-Bereichen bei dem Verfahren verwendet werden.
Die Erfindung ermöglicht, daß gefährlicher Abfall, insbesondere Öl enthaltender gefährlicher Abfall, für die Umwelt unschädlich gemacht wird, indem er in einem geschlossenen Raum unter Bedingungen behandelt wird, die für die Aktivität von Bakterien optimal sind, die den gefährlichen Abfall zur Ernährung verwenden. Die Behandlung ist schnell und die im gefährlichen Abfall enthaltenen gefährlichen Substanzen können z. B. zusammen mit vom Abfall getrenntem Wasser/Flüssigkeit/Gas leicht wiedergewonnen werden. Aus in die Atmosphäre abzuführenden Gasen können schädliche Substanzen wie z. B. VOC-Verbindungen (flüchtige organische Verbindungen) unter Verwendung eines Spezialfilters vor dem Abführen der Gase in die Atmosphäre wiedergewonnen werden. Aus verunreinigter Flüssigkeit/Wasser können z. B. Schwermetalle wiedergewonnen werden.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der Erfindung ist die Abfallbehandlung ohne Rühren, was das Kompostieren beträchtlich leichter macht.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung der Erfindung besteht darin, daß sie zu der Stelle der Behandlung des Abfalls, z. B. verunreinigtem Boden, transportiert werden kann, was bedeutet, daß die Behandlung keine Abfalltransportkosten beinhaltet. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß sie unter kalten Bedingungen, z. B. aufgrund von Wärmeisolation und Dampfzufuhr, anwendbar ist.
Außerdem stellen das Verfahren und die Vorrichtung den Vorteil eines einfachen und preiswerten Kompostierungs- und Energiesparvorgangs bereit.
Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe eines Beispiels ihrer Ausführungsbeispiele durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gilt
Fig. 1 stellt eine erfindungsgemäße Vorrichtung geöffnet und in Seitenansicht dar,
Fig. 2 stellt einen Querschnitt der Vorrichtung in Fig. 1 dar, und
Fig. 3 stellt ein Detail der Vorrichtung in Fig. 1 dar.
Bei dem Verfahren der Erfindung wird Abfall, vorzugsweise verunreinigter Boden, der schädliche Substanzen enthält, die für Menschen, Tiere und/oder die Umwelt schädlich sind, behandelt. Solche Substanzen umfassen verschiedene Kohlenwasserstoffverbindungen, Schwermetalle, Sulfide, Cyanide, Halogenverbindungen etc. Von Öl enthaltenden Materialien enthält der Abfall gewöhnlich Gasöl oder schwerere Kohlenwasserstoffe wie z. B. Diesel und Heizöl oder Rohöl.
Der Abfall wird in einer durch die Erfindung bereitgestellten Vorrichtung behandelt, im wesentlichen ohne während der Behandlung gerührt zu werden.
Die in Fig. 1-3 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Reaktor 2 für die Behandlung von gefährlichem Abfall, die als statischer Bioreaktor bezeichnet werden kann. Der Reaktor umfaßt einen Behandlungsraum 3, der durch eine Bodenwand 1a, eine obere Wand 1b und Seitenwände 1c und 1d begrenzt ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Reaktor für die Behandlung von gefährlichem Abfall eine hauptsächlich behälterartige Struktur.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Wände 1 (1a, 1b, 1c und/oder 1d) mit voller oder teilweiser Wärmeisolation versehen sein. Die Wärmeisolation kann durch Hinzufügen einer Schicht aus Isolationsmaterial zur Außenseite des Reaktors 2 implementiert werden, welche aus z. B. Isolationswolle oder anderem Isolationsmaterial bestehen kann, wie z. B. auf Polyurethan basierendem Material, wobei eine Metallblechabdeckung auf dieser angeordnet ist. Der Reaktor kann natürlich auch ohne Wärmeisolation implementiert werden.
Die obere Wand 1b und/oder eine oder mehrere der Seitenwände 1c und 1d und/oder die Bodenwand 1a können vollständig oder teilweise zu öffnen sein, so daß das zu behandelnde Material oder andere. Materialien in den Reaktor eingespeist und aus diesem entfernt werden können. Die obere Wand, d. h. der Deckel 1b, kann eine Struktur aufweisen, die sich wie eine Klapptür öffnet. Ferner kann z. B. eine oder beide der Stirnwände mit einer Türstruktur versehen sein, die z. B. eine zweiteilige Tür vom seitwärts drehbaren Typ sein kann.
Die Vorrichtung, d. h. der Reaktor 2, umfaßt ferner einen im wesentlichen unbeweglichen Siebboden 11, auf den das Abfallmaterial 6 eingefüllt wird. Der Siebboden kann ein Sieb, eine perforierte Platte, eine Filterplatte, ein Filtergewebe, eine Membranstruktur mit Stützen oder dergleichen und/oder keramische/inerte Pellets, Kugeln oder äquivalente Körper oder dergleichen umfassen.
Der Reaktor kann als im wesentlichen dichte und vollständig geschlossene Struktur implementiert werden, so daß es möglich ist, einen Unterdruck im Reaktor, falls erforderlich, zu erzeugen, und die Abfallbehandlung unter Verwendung eines aeroben und anaeroben Wechsels sowie einer Abwechslung von verschiedenen Redoxbereichen (Oxidations-Reduktions-Bereichen) durchgeführt werden kann. Der Reaktor kann auch teilweise geschlossen oder teilweise abgedeckt oder im wesentlichen offen sein.
Der Reaktor 2 kann mit Speisevorrichtungen 4 und/oder 5 zum Einspeisen von Feuchtigkeit, Nährstoffen, Sauerstoff, Dampf und/oder Feststoff in den Reaktor versehen sein.
Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise ein Rohrsystem 4, das auf mindestens einem Höhenpegel in dem Reaktor montiert ist, und die Rohrsystemleitung 19 in den Reaktor kann z. B. in der Seitenwand 1c oder der Stirnwand 1d angeordnet sein. Das Rohrsystem ist vorzugsweise innerhalb des Reaktors im wesentlichen zwischen dem Abfallmaterial 6 montiert. In einem Ausführungsbeispiel können Rohrsysteme auf zumindest zwei Höhen in dem Reaktor angeordnet sein. über das Rohrsystem können Feuchtigkeit, Nährstoffe, Sauerstoff und/oder Dampf während der Behandlung in das Abfallmaterial zugeführt werden. Dampf kann für die Einstellung der Temperatur z. B. unter kalten Bedingungen verwendet werden.
Das Rohrsystem 4 kann z. B. aus einem mit Löchern versehenen Kunststoffentwässerungsrohr gebaut werden. Die Verwendung eines Entwässerungsrohrs ist eine kostengünstige und einfache Lösung. Das Rohrsystem kann von beseitigbarer Art sein, wobei in diesem Fall das Rohrsystem nicht berücksichtigt werden muß, wenn verarbeitetes Material aus dem Reaktor ausgeleert wird.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Vorrichtung Verteilungselemente 5 umfassen, die z. B. im oberen Teil des Reaktors 2 angeordnet sind. Durch die Verteilungselemente wie z. B. Düsen ist es möglich, eine gleichmäßige Zufuhr von Flüssigkeit und/oder Nährstoffen in Form eines Sprays/Strahls von oben auf die Oberfläche des Abfallmaterials 6 aufzubringen. Die in den Reaktor eingespeiste Flüssigkeit kann eine Flüssigkeit, die aus einem Umlaufsystem 7 erhalten wird, oder eine Flüssigkeit 15, die von außerhalb der Vorrichtung zugeführt wird, sein. Über die Verteilungselemente ist es auch möglich, Sauerstoff und/oder Dampf in den Reaktor zuzuführen.
Die Vorrichtung kann auch separate Speiserohrsysteme für die Zufuhr von Sauerstoff, Dampf, Flüssigkeit und/oder Nährstoffen zusätzlich zu den Speisevorrichtungen 4. und/oder 5 oder anstelle derer umfassen. Jedes separate Rohrsystem kann z. B. eine Düse 5 zum Zuführen der relevanten Komponente in den Behandlungsraum 3 des Reaktors umfassen.
In einem Ausführungsbeispiel können die Düsen 5 eine Konstruktion z. B. wie die in Fig. 3 dargestellte aufweisen, d. h. sie umfassen ein Speiserohr 16 mit einer Pumpenverbindungsvorrichtung 17 und eine Schlagfläche 18, um zu ermöglichen, daß die Düse durch ein schließbares Loch in der Wand in den Reaktorraum des Reaktors 3 getrieben wird, nachdem der Reaktor gefüllt wurde. Die Düse kann in den Reaktorraum z. B. durch Schlagen derselben mit einem Zuschlaghammer auf die Schlagfläche getrieben werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Belüftung des Abfallmaterials über ein Rohrsystem am Boden des Reaktors 2 durch Zuführen von Sauerstoff vom Boden in das Bett aus Abfallmaterial 6 durchgeführt werden.
Die Speisevorrichtung für festes Material kann z. B. aus einer beliebigen bekannten Speisevorrichtung für festes Material wie z. B. einer Speisedüse, einer Speiseschnecke, einer Fördereinrichtung oder einer auf dem Fachgebiet bekannten ähnlichen technischen Lösung bestehen.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung ferner ein Umlaufsystem 7 zum Umlaufenlassen der vom Behandlungsraum 3 abgetrennten Flüssigkeit zurück in den Behandlungsraum 3 umfassen. Das Umlaufsystem kann unter anderem einen Flüssigkeitsauffangraum 8, der sich z. B. unter dem Behandlungsraum 3 befindet, um die Flüssigkeit aufzufangen, die umlaufen lassen werden soll, eine Pumpe 9 zum Pumpen der Flüssigkeit und ein oder mehrere Verteilungselemente 5 zum Leiten der Flüssigkeit in den Reaktor umfassen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist, der Flüssigkeitsauffangraum 8 vom Reaktorraum 3 durch einen Zwischenboden wie z. B. einen Siebboden 11 getrennt. Der Flüssigkeitsauffangraum kann auch als Wassertank verwendet werden. Der Flüssigkeitsauffangraum kann z. B. ein Becken, ein Behälter, ein separater Raum oder dergleichen sein und er kann ein Fassungsvermögen von z. B. 1200 Litern aufweisen. Die Vorrichtung kann auch einen separaten Rückführungsraum umfassen, der sich unterhalb des Reaktors befindet. Das Umlaufsystem 7 ist so gestaltet, daß die in den Rückführungsraum sickernde Flüssigkeit auch in den Behandlungsraum 3 zurückgeführt wird. Das Umlaufsystem kann mit Regulierungselementen wie z. B. Ventilen versehen sein, um die Einstellung des Umlaufs nach Bedarf zu ermöglichen.
Der Böden des Reaktors kann z. B. mit Transportplattenschienen 14 versehen sein, um eine stabilere Reaktorstruktur zu erreichen und eine Basis für diesen bereitzustellen. Die Transportplattenschienen machen es leichter, den Reaktor z. B. auf ein Transportfahrzeug zu heben und/oder ihn zur Stelle der Abfallbehandlung zu transportieren.
Die Behandlung von gefährlichem Abfall wird durch Einfüllen des zu behandelnden Abfallmaterials in den Behandlungsraum 3 des Reaktors begonnen. Bei einem Ausführungsbeispiel werden Abfall und organischer Stoff vorzugsweise abwechselnd in Schichten in geeigneten Verhältnissen in den Reaktor eingefüllt. Eine Schicht von z. B. 15 cm organischem Stoff wie z. B. Rindenschnitzel, Späne, Torf oder dergleichen kann auf dem Boden des Behandlungsraums 3 angeordnet werden. In einem bevorzugten Fall kann der verwendete organische Stoff aus Kieferrindenschnitzeln bestehen. Auf die Schicht aus organischem Stoff wird eine Schicht von z. B. 50 cm gefährlichem Abfall zugegeben. Auf dem gefährlichen Abfall wird eine weitere dünne Schicht aus organischem Stoff ausgebreitet, und wieder eine Schicht aus gefährlichem Abfall wird auf dieser angeordnet. Die Anzahl von Schichten kann variieren.
Falls erwünscht, können der Abfall und der organische Stoff auch miteinander vermischt werden, bevor sie in den Reaktor eingefüllt werden. In beiden Fällen ist das resultierende Bett von Abfallmaterial schwammig, was zur erfolgreichen Belüftung und gleichmäßigen Ausbreitung von Nährstoffen und/oder Feuchtigkeit im gesamten Bettbereich beiträgt.
Die Menge an zuzugebendem organischen Stoff kann in Abhängigkeit vom behandelten Abfall, z. B. zwischen 3 und 50% der Gesamtmasse des Materials, variieren. Beispielsweise kann bei der Behandlung von auf Ton basierendem Erdmaterial die Menge von zugegebenen Rindenschnitzeln z. B. etwa 30% der Gesamtmasse sein. Bei der Behandlung von sandiger Erde ist die Menge an erforderlichen Rindenschnitzeln beträchtlich kleiner, z. B. etwa 5% der Gesamtmasse. Die Rindenschnitzel werden gewöhnlich gesiebt, um Schnitzelmaterial mit im wesentlichen gleicher Größe zu erhalten.
Ein Bakterienstamm kann zum Abfallmaterial, in den organischen Stoff, in das zu behandelnde Material oder in die Flüssigkeit eingemischt, zugegeben werden oder separat zugegeben werden. Bei dem Verfahren kann ein geeigneter Bakterienstamm, z. B. ein bereits bekannter oder ein neuer Stamm, verwendet werden. Der Bakterienstamm wird auf der Basis des zu behandelnden Abfalls und der schädlichen Substanzen, die er enthält, ausgewählt. Das Verfahren kann auch ohne einen zugegebenen Bakterienstamm implementiert werden.
Die in das Abfallmaterial während der Behandlung einzuspeisenden Nährstoffe können z. B. mit der Flüssigkeit gemischt werden, in welchem Fall sie zusammen mit der Feuchtigkeit eingespeist werden. Natürlich können die Nährstoffe auch in anderen Weisen, z. B. separat, zugegeben werden. Verschiedene zusätzliche Nährstoffe neben Stickstoff und Sauerstoff können bei dem Verfahren verwendet werden.
Falls erforderlich, wird ein stickstoffhaltiges Gemisch, das ein festes, gasförmiges oder flüssiges Gemisch sein kann, z. B. eine Stickstoffsalpeterlösung, zum Abfallmaterial zugegeben. Bakterien verwenden Stickstoff zur Ernährung. Die Stickstoffsalpeterlösung kann z. B. in Form einer 5%igen Wasserlösung zugegeben werden. Die stickstoffhaltige Lösung kann natürlich einen beliebigen Prozentsatz an Stickstoff enthalten. Die Menge und Stärke der zuzugebenden Stickstofflösung hängen von den Nährwerten und dem Feuchtigkeitsgehalt des zu behandelnden Abfalls ab, die vor der Behandlung bestimmt werden. Die Stickstofflösung wird gewöhnlich zum Abfall zugegeben, bevor der Abfall in den Reaktor eingefüllt wird, oder im wesentlichen in Verbindung mit dem Einfüllen.
Die Menge an zugegebener Stickstofflösung ist z. B. 1-100 kg/25 m³ Abfallmaterial, in einem Ausführungsbeispiel z. B. etwa 40 kg.
Sauerstoff wird in den Behandlungsraum 3 in einem aeroben Verfahren zugegeben, um den Behandlungsprozeß zu regulieren und zu beschleunigen. Der Sauerstoff kann in Form von. Luft oder Sauerstoffgas zugegeben werden. Ein Überschuß an Sauerstoff/Luft kann in den Reaktor zugeführt werden. Die Abluft aus dem Reaktor kann über ein Ventil 10 im oberen Teil des Reaktors in die Atmosphäre geleitet werden. Gewöhnlich wird ein Filter in Verbindung mit dem Ventil verwendet.
Die Temperatur des Abfallmaterials kann unter Verwendung von Dampf und/oder warmem Wasser eingestellt werden. Bei dem Verfahren besteht das Ziel darin, die Temperatur zwischen 25 und 37ºC zu halten, wobei eine bevorzugte Temperatur etwa 29ºC ist. Bei diesen Temperaturen werden im allgemeinen keine toxischen Gase verdampft.
Die Feuchtigkeit des Abfallmaterials wird vorzugsweise auf einem Niveau gehalten, das ermöglicht, daß das Material locker bleibt, da, wenn das Material zu feucht ist, die Poren in diesem mit Wasser gefüllt werden und das Material sauerstoffarm und undurchlässig wird. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird der pH-Wert auf einem neutralen Niveau gehalten.
Als Endstufe der Behandlung kann das Abfallmaterial 6 mit Wasser gespült werden, das über die Verteilungselemente 5 zugeführt wird, die z. B. im oberen Teil des Reaktors angeordnet sind (Fig. 2). Das Spülwasser fließt durch das Abfallmaterial 6 und den Siebboden 11 in den Flüssigkeitsauffangraum 8, von wo es in einen separaten Behälter 13 gepumpt wird. Das Spülen wird z. B. 1-4 oder mehr Male durchgeführt. Im Behälter können schädliche Substanzen, z. B. Schwermetalle, aus dem Wasser wiedergewonnen werden.

Beispiel 1

Das Verfahren der Erfindung wurde in der Praxis durch Kompostieren von Erdmasse, die Heizöl (III) enthielt, getestet. Bei dem Versuch wurden 60 l Heizöl (III) mit 560 l schlammigem Boden, der gewissen Schimmelpilz enthielt, vermischt und das Öl wurde in die Erdmasse sickern lassen. Danach wurde die Erdmasse mit 300 l zerkleinertem Laubholz, Erlenrindenschnitzeln, Korngröße 5-8 mm, die mit 60 l Wasser vollgesogen waren, das mit Stickstoffsalpeter (500 g Stickstoffsalpeter/60 l Wasser) behandelt war, vermischt. Danach wurde eine Schicht von 10 cm desselben zerkleinerten Laubholzes, das entsprechend mit Stickstoff behandelt war, auf dem perforierten Bodengitter eines Kompostierungsreaktors angeordnet und die gut vermischte ölige Erdmasse, die mit dem mit Stickstoff behandelten zerkleinerten Laubholz vermischt war, wurde auf der Schicht aus zerkleinertem Laubholz wie vorstehend beschrieben angeordnet.
Am Beginn des Versuchs betrug die Temperatur der Atmosphärenluft 12ºC, die Temperatur der Erdmasse betrug 15ºC und ihre Feüchtigkeit 42%. Die Masse wurde für 67 Tage kompostiert, was ihr ermöglichte, sich frei zu zersetzen. Während der Kompostierungszeit wurden die Bedingungen im Reaktor überwacht und die Masse wurde folgendermaßen behandelt: Nach 4 Tagen betrug die Temperatur an der Außenseite des Behälters 11ºC, die Temperatur innerhalb betrug 17ºC und die Feuchtigkeit im Behälter war 38%. Nach 9 Tagen wurde Luft für 2 Stunden mit 400 l/h in den Reaktor geblasen, wonach die Temperatur innerhalb des Reaktors 20ºC und die Feuchtigkeit 36% betrug. Nach 14 Tagen wurde der Reaktor 2 · 2 h mit 400 l/h belüftet; die Temperatur an der Außenseite betrug 16ºC, innerhalb 25ºC, Feuchtigkeit 36%. Nach 21 Tagen wurde eine Schicht von 10 cm aus zerkleinertem Laubholz auf der Masse im Reaktor angeordnet, die Außentemperatur betrug 16ºC, innerhalb 25ºC, Feuchtigkeit 34%. Nach 28 Tagen wurde das Gemisch 2 · 2 h mit 400 l/h belüftet; die Temperatur innerhalb des Reaktors betrug 31ºC, Feuchtigkeit 32%, und etwa 0,5 l Sickerwasser hatten sich im Flüssigkeitsauffangbecken angesammelt. Nach 29 Tagen wurde warmes Wasser in die Masse zugegeben; die Temperatur der Atmosphärenluft betrug 17ºC, und eine neue Schicht von 10 cm aus zerkleinertem Laubholz wurde auf der Masse angeordnet. Am 35. Tag wurde die Masse 2 · 2 h mit 400 l/h belüftet; die Temperatur der Atmosphärenluft betrug 16ºC, die Temperatur innerhalb betrug 34ºC und die Feuchtigkeit 30%. Nach 40 Tagen betrug die Temperatur außerhalb 19ºC, innerhalb 38ºC und die Feuchtigkeit 30%; die Menge an Sickerwasser, das sich im Flüssigkeitsauffangbecken angesammelt hatte, betrug 1,5 l. Nach 46 Tagen betrug der pH-Wert der Masse 7. Nach 50 Tagen wurden 20 l warmes Wässer in die Masse zugegeben, der Reaktor wurde 2 · 2 h mit 400 l/h belüftet; die Temperatur innerhalb betrug 40ºC, die Feuchtigkeit 28%. Nach 61 Tagen betrug die Temperatur innerhalb 45ºC, außerhalb 21ºC und die Feuchtigkeit 25%.
Nach 67 Tagen wurde der Reaktor entleert; zu diesem Zeitpunkt betrug die Temperatur außerhalb 19ºC, innerhalb 43ºC und die Feuchtigkeit 27%. Die Menge an Sickerwasser, das sich im Flüssigkeitsauffangbecken während des gesamten Kompostierungszeitraums angesammelt hatte, betrug 2,9 l. Die so behandelte Erdmasse war weich und kein Öl wurde in dieser festgestellt.

Beispiel 2

Zwei sogenannte statische Reaktoren, d. h. Behälter, wurden mit Öl enthaltender, auf Ton basierender Erdmasse und Kiefernrindenschnitzeln in abwechselnden Schichten gefüllt. Die Menge an Rindenschnitzeln betrug etwa 30% der Gesamtmasse. Jeder Behälter hatte ein Fassungsvermögen von etwa 30 m³, von dem etwa 25 m³ während des Versuchs in Kompostierungsgebrauch waren. Die Rohrsysteme für die Zufuhr von Sauerstoff, Feuchtigkeit und Nährstoffen waren in zwei Höhen zwischen dem Abfallmaterial angeordnet, wobei sich die erste Höhe in etwa 1/3 der Behälterhöhe, vom unteren Teil des Behälters gesehen, und die zweite Höhe in etwa 2/3 der Behälterhöhe befand.
Der Ölgehalt der verunreinigten Erdmasse war höchstens 10000 mg/kg auf Trockensubstanz vor dem Versuch.
Sauerstoff wurde in Form von Luft während der Behandlung in die Reaktoren zugeführt. 270 m³ Luft wurden während einer Stunde in jeden Behälter einmal pro Woche zugegeben.
Die Temperatur des Abfallmaterials während der Behandlung war etwa 29ºC im Durchschnitt, aber im mittleren Teil des Abfallmaterialbetts konnte die Temperatur vorübergehend auf 34ºC ansteigen. Die relative Feuchtigkeit wurde auf dem Niveau von 80% gehalten.
In Wasser gemischte Nährstoffe wurden einmal pro Woche in die Reaktoren zugegeben. Ein neutraler pH-Wert des Abfallmaterials wurde während des Kompostierungsversuchs aufrechterhalten.
Der Kompostierungsversuch dauerte 68 Tage, wonach zwei repräsentative Verbundproben aus jedem Behälter entnommen wurden. Im ersten Behälter war der Kohlenwasserstoffgehalt auf ein Niveau von 292-397 mg/kg Erde und im zweiten Behälter auf ein Niveau von 467-564 mg/kg Erde gefallen. Diese Kohlenwasserstoffgehaltswerte lagen innerhalb der Grenzen der Annehmbarkeit für das Einlassen in einen Verkippungsbereich.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele ihrer Ausführungsbeispiele eingeschränkt, sondern viele Variationen sind innerhalb des durch die Ansprüche definierten Schutzbereichs der Erfindung möglich.

Claims

1. Verfahren zur mikrobiologischen Behandlung von verunreinigtem Boden, der schädliche Substanzen enthält, in welchem Verfahren der verunreinigte Boden in einen Abfallbehandlungsreaktor eingefüllt wird, organischer Stoff hinzugegeben wird, um das Abfallmaterial zu bilden, und die Eigenschaften und Bedingungen des Abfallmaterials eingestellt werden, um sie für bakterielle Aktivität günstig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß der verunreinigte Boden und der organische Stoff in den Reaktor in Schichten miteinander abwechselnd eingefüllt werden und das Abfallmaterial unter aeroben Bedingungen im Reaktor ohne Rühren behandelt wird, und eine ausreichende Menge an Sauerstoff, Feuchtigkeit und/oder Nährstoffen auf die Oberfläche des Abfallmaterials durch eine Speisevorrichtung, die im oberen Teil des Reaktors angeordnet ist, und zwischen das Abfallmaterial auf mindestens einer Höhe über ein Rohrsystem, das zwischen dem Abfallmaterial angeordnet ist, zugeführt wird, und die bei dem Prozeß verwendete Flüssigkeit im Kreislauf geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff, Feuchtigkeit, Nährstoffe, organischer Stoff und/oder Dampf während der Behandlung in das Abfallmaterial zugegeben wird/werden, um die Bedingungen einzustellen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stickstoff und/oder Feuchtigkeit in das Abfallmaterial in Verbindung mit dem Einfüllen zugegeben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß 5% Stickstofflösung in einer Menge von 1-100 kg/25 m³ Abfallmaterial zugegeben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem von beseitigbarer Art ist, um ein, leichteres Ausleeren des Abfalls nach der Behandlung zu ermöglichen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an organischem Stoff, der in den Reaktor eingefüllt wird, 3-50% der Gesamtmasse ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Stoff Rindenschnitzel sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Schwermetalle aus dem Abfallmaterial ausgewaschen und wiedergewonnen werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwechslung von Oxidations-Reduktions-Bereichen in dem Verfahren verwendet wird.

10. Vorrichtung zur mikrobiologischen Behandlung von verunreinigtem Boden, der schädliche Substanzen enthält, wobei die Vorrichtung einen Behälter (2) umfaßt, der einen Boden (1a), einen Deckel (1b), der von oben geöffnet werden kann, und/oder eine Wand (1c, 1d), die geöffnet werden kann, aufweist und der einen Behandlungsreaktor bildet, der mit Speisevorrichtungen für die Zufuhr von Sauerstoff, Feuchtigkeit und/oder Nährstoffen in das Abfallmaterial (6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (2) einen unbeweglichen Siebboden (11), auf den der verunreinigte Boden und der organische Stoff in Schichten gefüllt werden, um das Abfallmaterial zu bilden, eine Speisevorrichtung (5), die im oberen Teil des Reaktors angeordnet ist, für die Zufuhr von Sauerstoff, Feuchtigkeit und/oder Nährstoffen auf die Oberfläche des Abfallmaterials, und ein Rohrsystem (4), das auf mindestens einer Höhe des Reaktors angeordnet ist, für die Zufuhr von Sauerstoff, Feuchtigkeit und/oder Nährstoffen zwischen das Abfallmaterial, umfaßt, um das Abfallmaterial unter aeroben Bedingungen derart zu behandeln, daß es im Reaktor im wesentlichen unbeweglich bleibt, und die Vorrichtung mindestens eine Umlaufpumpe (9) zum Umlaufenlassen der bei dem Prozeß verwendeten Flüssigkeit umfaßt, und die Vorrichtung im wesentlichen den Transport zur Stelle der Abfallbehandlung ermöglicht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrsystemeinleitung (19) in den Reaktor (2) durch eine Stirnwand oder eine Seitenwand (1c, 1d) verläuft und das Rohrsystem (4) innerhalb des Reaktors zwischen dem Abfallmaterial (6) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (4) von beseitigbarer Art ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Verteilungselemente (5), die im oberen Teil des Reaktors (2) angeordnet sind, für eine gleichmäßige Zufuhr von Feuchtigkeit, Nährstoffen, Dampf und/oder Sauerstoff in das Abfallmaterial (6) umfaßt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Flüssigkeitsauffangraum (8) zum Aufnehmen der Flüssigkeit, die aus dem Abfallmaterial (6) sickert, mindestens eine Pumpe (12) zum Pumpen der Flüssigkeit und einen separaten Behälter (13) für die Wiedergewinnung der Flüssigkeit mit einem Schwermetallgehalt umfaßt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor eine Einrichtung (14) umfaßt, die dazu ausgelegt ist, es leichter zu machen, ihn zu bewegen/anzuheben.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein vollständig geschlossenes System ist.