NL1002328C2

NL1002328C2 - Cleaning polluted clay soil

Info

Publication number: NL1002328C2
Application number: NL1002328A
Authority: NL
Inventors: Rudolf Carlo Reintjes
Original assignee: Stevin Wegenbouw
Priority date: 1996-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1997-08-14

Abstract

Polluted clay is fed from the hopper (3) via the shutter (4) into the reaction chamber (7). The suction pump (10) reduces the pressure in the chamber to 0.1 bar or even 0.001 bar. The contents of the chamber are heated by microwaves from the generator (16). Water and pollutants boil at a temperature of 30 degrees Celsius or lower. The vapour is drawn off and cooled by the condenser (11). Condensate is collected in the container (12). Cooling air from the condenser is filtered (13) and returned to atmosphere. Cleaned soil is deposited in the receptacle (15).

Description

Werkwijze en inrichting voor het reinigen van grondMethod and device for cleaning soil

De uitvinding betreft een werkwijze voor het reinigen van grond door verwijdering van verbindingen uit de grond, alsmede een 5 inrichting voor de toepassing van deze werkwijze.The invention relates to a method for cleaning soil by removing compounds from the soil, as well as a device for applying this method.

Het is gebleken dat op veel terreinen waar wasserijen of drukkerijen hebben gestaan, de bodem is vervuild met vluchtige organische chloorverbindingen. Veelal omvat de grond klei, hetgeen een moeilijk doordringbaar materiaal is dat moeilijk kan worden 10 behandeld met warmte om tot verdamping van de verontreinigen te komen. Verder kan door de ondoordringbare aard van de grond, zoals bijvoorbeeld klei, het vaak moeilijk zijn voor de verontreinigen tijdens het reinigingsproces uit de grond te ontsnappen. Thermische reiniging van de grond is dan veelal niet mogelijk.It has been found that in many areas where laundries or printers have been located, the soil is contaminated with volatile organic chlorine compounds. The soil often comprises clay, which is a material which is difficult to penetrate and which is difficult to treat with heat in order to evaporate the contaminants. Furthermore, due to the impermeable nature of the soil, such as, for example, clay, it can often be difficult for the contaminants to escape from the soil during the cleaning process. Thermal cleaning of the soil is then often not possible.

15 Het is bekend om verontreinigingen te verwijderen door middel van spoeltechnieken. Hierbij wordt de grond in water gesuspendeerd, waarbij het probleem zich voordoet dat de suspensie zeer moeilijk kan worden ontwaterd. Hierdoor worden de verontreinigingen met vluchtige organische chloorverbindingen wederom niet op afdoende wijze 20 verwijderd of wordt indien algehele sanering onvermijdelijk is, vervuilde grond op ontoegankelijke plaatsen gestort.It is known to remove contaminants by rinsing techniques. The soil is suspended in water, the problem being that it is very difficult to dehydrate the suspension. As a result, the contaminants with volatile organic chlorine compounds are again not adequately removed or, if general remediation is unavoidable, contaminated soil is dumped in inaccessible places.

Indien thermische reiniging wordt overwogen van bijvoorbeeld klei, wordt deze veelal vermengd met zand voor een goede verwerkbaarheid. Dit brengt hoge kosten met zich mee en het 25 gereinigde mengsel van zand en klei kan niet meer dienst doen als klei, maar ook niet als zand en is daardoor een slecht bruikbaar produkt. Verder vindt bij thermische reiniging van klei een zeer hoog brandstofverbruik plaats waarbij een kooldioxide-emissie optreedt van 100 a 150 kilogram/per ton klei. Verder dient de vervuilde grond voor 30 thermische reiniging veelal over zeer grote afstanden, die honderden kilometers kunnen bedragen, te worden vervoerd.If thermal cleaning of clay, for example, is envisaged, it is often mixed with sand for good workability. This entails high costs and the cleaned mixture of sand and clay can no longer serve as clay, but also no longer as sand, and is therefore a poorly usable product. Furthermore, with thermal cleaning of clay a very high fuel consumption takes place, with a carbon dioxide emission of 100 to 150 kilograms / per ton of clay. Furthermore, the contaminated soil for thermal cleaning often has to be transported over very great distances, which can amount to hundreds of kilometers.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een eenvoudige en efficiënte manier om verontreinigingen uit grond te verwijderen. Het is met name een doel van de uitvinding te voorzien 35 in een werkwijze voor het verwijderen van vluchtige organische chloorverbindingen uit klei.It is an object of the present invention to provide a simple and efficient way to remove contaminants from soil. In particular, it is an object of the invention to provide a method for removing volatile organic chlorine compounds from clay.

Hiertoe is de uitvinding gekenmerkt doordat verdampingsenergie aan de grond wordt toegevoerd in de vorm van microgolven onder 10 02 32 S .To this end, the invention is characterized in that evaporation energy is supplied to the ground in the form of microwaves below 10 02 32 S.

2 aanbrengen van een onderdruk, zodat de te verwijderen verbindingen verdampen bij temperaturen niet hoger dan 100°C en bij voorkeur niet hoger dan 30°.2 applying an underpressure, so that the compounds to be removed evaporate at temperatures not higher than 100 ° C and preferably not higher than 30 ° C.

Bij een dergelijke verdamping van de vluchtige organische 5 chloorverbindingen zoals dichloormethaan, trichloorethaan en tetrachlooretheen en eventueel meeverdampend water vindt een aanzienlijke volumevergroting plaats, waardoor de grond, met name de klei, open wordt gewerkt en de verontreinigingen vrijelijk uit de grond kunnen treden.With such an evaporation of the volatile organic chlorine compounds such as dichloromethane, trichloroethane and tetrachloroethene and possibly co-evaporating water, a considerable increase in volume takes place, as a result of which the soil, in particular the clay, is worked open and the impurities can escape freely.

10 Aangezien bij verhitting van de grond door middel van warmtegeleiding, -straling en -convectie, in het geval van klei, vorming van zogenaamde "kleiballen" optreedt, waardoor de grond moeilijk kan worden behandeld, en deze behandeling eveneens zeer energie-intensief is, is het volgens de uitvinding zeer voordelig om 15 de verdampingsenergie toe te voeren in de vorm van microgolven. Hierbij wordt de warmte in het inwendige van de grond opgewekt en is dus momentaan overal in de grond aanwezig. Bij een gelijktijdig aanbrengen van een vacuüm van 0,1 bar, of indien gewenst tot 0,001 bar vindt de verdamping plaats bij relatief lage temperaturen, bij 20 voorkeur beneden 30°C. Hierdoor behoeft weinig energie te worden toegevoerd aan de grond voor verwarming daarvan en hoeft slechts energie in de vorm van microgolven te worden toegevoerd voor verdamping van de te verwijderen verbindingen. Hierbij bedraagt de hoeveelheid benodigde energie per kilogram verontreinigde grond 25 doorgaans minder dan 25% bedraagt van de energie die nodig is bij gebruikelijke thermische behandeling van verontreinigde grond.10 Since, when the soil is heated by means of heat conduction, radiation and convection, in the case of clay, so-called "clay balls" are formed, which makes it difficult to treat the soil, and this treatment is also very energy-intensive, according to the invention it is very advantageous to supply the evaporation energy in the form of microwaves. The heat is generated in the interior of the soil and is therefore present everywhere in the soil. With a simultaneous application of a vacuum of 0.1 bar, or if desired up to 0.001 bar, the evaporation takes place at relatively low temperatures, preferably below 30 ° C. As a result, little energy needs to be supplied to the soil for heating thereof and only energy in the form of microwaves has to be supplied for evaporation of the compounds to be removed. The amount of energy required per kilogram of contaminated soil is usually less than 25% of the energy required in conventional thermal treatment of contaminated soil.

Een inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de enkele figuur. In de figuur wordt schematisch een behandelkamer of 30 reactorvat 1 getoond met een toevoeropening 5 die is verbonden met een vultrechter 3 voor toevoer van de verontreinigde grond. Via een sluis 4 komt de vervuilde grond door de toevoeropening 5 van het reactorvat 1 in het inwendige 7 van het reactorvat. Het inwendige 7 van het reactorvat 1 is via een afvoerleiding 9 verbonden met een 35 vacuümpomp 10. De afvoeropening van de vacuümpomp 10 is verbonden met een koelinrichting 11 voor condensatie van gasvormige verbindingen die uit de te reinigen grond zijn verwijderd. Een uitgang van de koelinrichting 11 is verbonden met een opslagvat 12 voor de 10 0 2 ui 3 gecondenseerde verontreinigende verbindingen. De door de koelinrichting 11 geleide lucht wordt via een £ilter 13 afgevoerd naar de omgeving. Door openen van een sluis 14 die de afvoeropening 16 van het reactorvat 1 afsluit, kan de gereinigde grond vanuit het 5 inwendige 7 van het reactorvat 1 in een bak 15 worden opgevangen.An apparatus for applying the method according to the invention will be explained in more detail with reference to the single figure. The figure schematically shows a treatment chamber or reactor vessel 1 with a supply opening 5 which is connected to a filling funnel 3 for supplying the contaminated soil. The contaminated soil enters the interior 7 of the reactor vessel through a supply opening 5 of the reactor vessel 1 via a sluice 4. The interior 7 of the reactor vessel 1 is connected via a discharge pipe 9 to a vacuum pump 10. The discharge opening of the vacuum pump 10 is connected to a cooling device 11 for condensation of gaseous compounds that have been removed from the soil to be cleaned. An output of the cooling device 11 is connected to a storage vessel 12 for the 10 2 2 µl of condensed contaminants. The air passed through the cooling device 11 is discharged to the environment via a filter 13. By opening a sluice 14 which closes the discharge opening 16 of the reactor vessel 1, the cleaned soil can be collected from the interior 7 of the reactor vessel 1 in a container 15.

In de figuur is de energie-toevoer inrichting voor het toevoegen van microgolven schematisch weergegeven als een microgolfgenerator 16 die via een buis 17 de microgolven toevoert. Echter, de microgolfgenerator 16 kan bijvoorbeeld eveneens worden gevormd door 10 een geheel in het inwendige 7 van het reactorvat 1 gelegen microgolfgenerator of als een buiten het reactorvat 1 gelegen microgolfgenerator die de microgolven toevoert door een voor microgolven transparant venster.In the figure, the energy supply device for adding microwaves is schematically shown as a microwave generator 16 which supplies the microwaves via a tube 17. However, the microwave generator 16 can also be formed, for example, by a microwave generator wholly located inside the interior of the reactor vessel 1 or as a microwave generator located outside the reactor vessel 1 which feeds the microwaves through a microwave transparent window.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting is deze 15 mobiel uitgevoerd, zodat deze kan worden vervoerd naar de plaats van de verontreinigde grond. Deze voorkeursuitvoering wordt mede mogelijk gemaakt door de relatieve eenvoud van de inrichting en de mogelijkheid deze modulair op te bouwen.In a preferred embodiment of the device, it is mobile, so that it can be transported to the site of the contaminated soil. This preferred embodiment is partly made possible by the relative simplicity of the device and the possibility of constructing it in a modular manner.

Met behulp van de hierboven beschreven inrichting werd 100 20 kilogram klei die was verontreinigd met organische chloorverbindingen zoals dichloormethaan, trichloorethaan en tetrachlooretheen, bij een onderdruk van 12 mbar in het reactorvat 1 behandeld. Na een behandeling van 5 minuten waarbij de microgolfgenerator 16 was uitgeschakeld, bleek zich nog ca. 80% van de oorspronkelijk aanwezige 25 hoeveelheid gechloreerde koolwaterstoffen in de klei te bevinden. Na eenzelfde behandeltijd, echter bij aanschakelen van de microgolfgenerator bevond zich nog ca. 5% van de oorspronkelijk aanwezige hoeveelheid organische chloorverbindingen in de klei. Tijdens toevoer van de verdampingsenergie, bleef de temperatuur van 30 de te behandelen klei beneden de 30°C. Gebleken is dat door het aanbrengen van de onderdruk, deze verbindingen en het in de klei aanwezige water, makkelijk verdampen en de klei opbreken tot een relatief open structuur, zodat een efficiënte verwijdering van de bovengenoemde verbindingen kon plaatsvinden.Using the device described above, 100 kilograms of clay contaminated with organic chlorine compounds such as dichloromethane, trichloroethane and tetrachloroethene were treated in the reactor vessel 1 at a vacuum of 12 mbar. After a 5 minute treatment with the microwave generator 16 turned off, about 80% of the originally present amount of chlorinated hydrocarbons was found to be still in the clay. After the same treatment time, however, when the microwave generator was switched on, about 5% of the originally present amount of organic chlorine compounds was still present in the clay. During supply of the evaporation energy, the temperature of the clay to be treated remained below 30 ° C. It has been found that by applying the underpressure, these compounds and the water present in the clay, it evaporates easily and the clay breaks up into a relatively open structure, so that an efficient removal of the above-mentioned compounds could take place.

1 0 0 2 S £ i*.1 0 0 2 S £ i *.

Claims

Method for cleaning soil by removing compounds from the soil, characterized in that evaporation energy is supplied to the soil in the form of microwaves under application of an underpressure, so that the compounds to be removed evaporate at temperatures not higher than 100eC and preferably not higher than 30 ° C.

2. A method according to claim 1, wherein the soil is placed in a treatment chamber and is pressurized to less than 0.1 bar for a time not exceeding 30 minutes.

3. A method according to any one of the preceding claims, wherein the soil comprises clay, and the compounds comprise volatile organic hydrocarbons.

Device for cleaning soil according to the method according to any one of the preceding claims, comprising a treatment chamber and an energy supply device and in that the energy supply device comprises a microwave generator for supplying microwaves to the treatment space, characterized in that the treatment chamber is connected to a vacuum pump for applying a vacuum of less than 0.1 bar.

Device according to claim 4, characterized in that the treatment chamber comprises an upper supply opening connected to a supply device for supplying soil to be treated, a discharge opening for the removal of treated soil located at the bottom of the treatment chamber and a discharge pipe which, on the one hand is connected to the treatment chamber and, on the other hand, is connected to a cooling device for condensing the gaseous compounds carried away by the discharge pipe. 10 0 2 3 /. -