NL8202593A - Chemische grondreiniging. - Google Patents

Description

* · ï » VO 3518 !

Titel: Chemische grondreiniging.

Bodemvervuiling in zodanige graad dat op grond van gezondheidsoverwegingen reiniging nodig is, komt onder andere voor bij galvanische inrichtingen en voormalige gasfabrieken. Big de eerste heeft men te maken met cyaanverbindingen, bij de laatste zowel met cyaanverbindingen als met 5 aromaten- Aromaten kunnen onschadelijk worden gemaakt door thermische oxy-datie met lucht, zoals bijvoorbeeld beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 81.02431 van aanvraagster.Dit is niet het geval met de cyaanverbindingen. Bij thermische oxydatie worden zij niet omgezet. Gedeeltelijk zouden zij onvervluchtigd in de grond achterblijven en eventueel ook in 10 de afgassen terecht komen. Beide alternatieven zijn uiteraard uit milieuhygiënische overwegingen onaanvaardbaar.

Wat de verontreiniging in terreinen van vroegere gasfabrieken betreft is een gelukkige omstandigheid, dat normaliter de aromaatverontrei-niging en de cyaanverontreinigingen gescheiden voorkomen- De laatste kun-15 ken dus separaat worden aangepakt. Hierbij moet onderscheid gemaakt worden tussen cyaan in de vorm van ijzerzoutcomplexen (ontstaan bij de reiniging · van het gas met ijzerverbindingen) en die in de niet-gecomplexeerde vorm.

De eerstgenoemde verbindingen (men denke aan verbindingen van geel- en roodhloedloogzout, berlijns blauw etc.) zijn zeer weinig giftig door hun 20 grote stabiliteit. Deze stabiliteit maakt dat zij zeer moeilijk af te breken zijn, maar tevens dat zij niet afgebroken behoeven te worden. Alle aandacht moet echter gewijd worden aan de afbraak van de zeer giftige verbindingen, die cyanide-ionen kunnen leveren.

Doel van de uitvinding is een economische en milieuhygiënisch aan-25 vaardhare methode, waarbij de cyanide-ionen leverende verbindingen volledig worden omgezet.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ontgiften van een hoeveelheid met cyaniden verontreinigde grond, welke werkwijze hierdoor wordt gekenmerkt, dat men de cyaniden in:3e grond in een tweefasen 30 proces afbreekt tot koolzuur- en stikstofgas, waarbij: - in een eerste procesfase de grond in een van sterke afzuiging voorziene ruimte wordt samengebracht met een hoeveelheid waterige loogoplossing met een pH van ca. 11 en een volume van 1,0 tot 1,8 maal het stortvolume van de te behandelen grond, en onder intensieve menging geleidelijk of 35 portiegewijs een overmaat alkalihypochloriet wordt toegevoegd, tezamen 8202593 t > - 2 - met een zodanige hoeveelheid loog, dat de pH op ca- 11 wordt gehouden, en na beëindiging van de omzetting van alle cyanide .tot cyanaat - in een tweede fase de grond in een van sterke afzuiging voorziene ruimte wordt samengebracht met een hoeveelheid waterige oplossing met een pH 5 van ca. 6 - 7 en een volume van 1,0 tot 1,8 maal het stortvolume van de te behandelen grond, en onder intensieve menging geleidelijk of portie-gewijs. een hoeveelheid alkalihypochloriet wordt toegevoegd, die juist voldoende is voor omzetting van alle in de eerste fase gevormde produk-ten in koolzuur- en stikstofgas, terwijl door geleidelijke of portiege-10 wijze toevoeging van zuur de pH op ca. 6-7 wordt gehouden.

Bij voorkeur wordt de tweede fase van de werkwijze volgens de uitvinding in dezelfde ruimte uitgevoerd als de eerste fase. Daar de grond vóór het inbrengen in de behandelingsruimte normaliter een poriëngehalte heeft van 30 - 40 % (gerekend naar volume), staat in de reactieruimte boven de IS grond een hoeveelheid vloeistof van minimaal 0,6 maal het volume van deze grond. De bovenstaande vloeistof kan worden teruggepompt in een voorraadvat, waarna uit een tweede voorraadvat de neutraliserende oplossing voor de tweede behandelingsfase wordt ingepompt. Vóór de afvoer van de grond na de tweede behandelingsfase wordt de bovenstaande reactievloeistof weer 20 teruggepompt in het tweede voorraadvat.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur tussen 15° en 25° C.

In principe is het mogelijk de grond portiegewijs te behandelen in een roterende trommel, bijvoorbeeld een betonmolen. In verband met de re-25 latief hoge investeringskosten door de lange verblijftijd en vooral ook de hoge afschrijvingskosten, die verband houden met de inwerking van agre-sieve chemicaliën op draaiende onderdelen, is dit echter een economisch minder aantrekkelijke mogelijkheid. Bij voorkeur wordt daarom volgens de uitvinding gebruik gemaakt van stilstaande bakken. Het probleem om daarbij 30 toch een intensieve menging van de grond met de reactievloeistof tot stand te brengen wordt volgens de uitvinding opgelost door de boven de grond staande vloeistof rond te pompen, de vloeistof daarbij onder zodanige druk in de grond persende, dat alle delen van deze grond, bij voorkeur successievelijk, tot fluldisatie worden gebracht. Deze methode is gebleken gro-35 te voordelen te hebben, boven de behandeling in een roterende trommel, met name minder investering, minder afschrijving en bij gelijkblijvende investering sneller en energetisch efficiënter. Voor het successievelijk 8202593 • * 4 - 3 - tot fluldisatie brengen van alle delen van de grond kan gebruik worden gemaakt van een door de bak verplaatsbare inrichting met spuitmonden.

Met voordeel kan bijvoorbeeld volgens de uitvinding een harkvormig mechanisme, waarvan de "tanden" voorzien zijn van leidingen met spuitmon-5 den, door de grond heen worden bewogen, terwijl reactievloeistof met kracht door de spuitmonden wordt geperst.

Gebleken is dat als reactieruimte zeer geschikt eenvoudige langwerpige, ' rechthoekige ijzeren bakken gebruikt kunnen worden, terwijl het bovengenoemde harkvormige mechanisme bijvoorbeeld door middel van een kraanarm in 10 de bak wordt ingebracht en in de lengterichting van de bak door de grond heen wordt bewogen. Luchtafzuiging kan bijvoorbeeld plaats vinden door een kleine "overkapping" van de langszijden van de reactiebak. In deze overkapping kan een leiding gelegd worden met openingen op afstanden, waardoorheen de lucht krachtig wordt weggezogen. Wanneer de breedte van de re-15 actiebak niet te groot is, zullen geen gassen in de atmosfeer boven de bak ontsnappen. De afgezogen lucht kan via een schoorsteen geloosd worden. Nadere details zullen uit de bespreking van het onder gegeven voorbeeld duidelijk worden.

De duur van de eerste behandelingsfase. zal normaliter 1-2 uur be-20 dragen. De reactie in de tweede behandelingsfase voltrekt zich zeer snel.

De behandelingstijd in deze tweede fase wordt dus bepaald door de snelheid, waarmee men de juiste hoeveelheid reactievloeistof kan doseren(met zo klein mogelijke overmaat) en gelijkmatig door de grond heen kan werken. In elk geval zal de behandelingstijd in de tweede fase veel kleiner kunnen 25 zijn dan in de eerste fase. Het is dus eventueel mogelijk, wanneer verscheidene grondporties tegelijkertijd worden verwerkt, bijvoorbeeld twee bakken voor de eerste behandelingsfase te gebruiken tegen één bak voor de tweede behandelingsfase. Na het afzuigen van de bovenstaande vloeistof uit een bak voor de eerste behandelingsfase kan dan de grond afwisselend 30 uit de twee eerstgenoemde bakken in de laatstgenoemde bak worden overge-bracht.

Zonodig kan overmaat hypochloriet, die na de tweede behandelingsfase in de grond achterblijft, afgebroken worden door middel van waterstofperoxyde, dat toegevoegd wordt na afzuiging van de bovenstaande reactievloeistof, 35 na beëindiging van de tweede behandelingsfase. Daarbij ontstaan zoutzuur en zuurstofgas.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van een voorbeeld 8202593 # - 4 - en de tekening. Hierin is:

Fig. 1 een schematisch bovenaanzicht van de hoofdonderdelen van een in-’ richting voor de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding, waar-x bij voor de beide behandelingsfasen gebruik wordt gemaakt van één reactie- 5 ruimte ?

Fig. 2 een doorsnede volgens de lijn A-A in fig.1;

Fig. 3 een langsdoorsnede volgens de lijn B-B in fig.1; en Fig. 4 een perfectivische tekening van een fluidisatiehark.

De reactieruimte is een rechthoekige ijzeren bak 1.·.met eenilengte van 10 6 m, een breedte van 2 m en een hoogte van 2,50 m, die voorzien is van langs de lange zijden, lopende "kapjes" 2, waarbinnen langslopende afzuig-leidingen zijn aangebracht. Deze afzuigleidingen zijn via een leiding 3 verbonden met een door een motor 5 aangedreven ventilator 4, die afgezogen lucht wegvoert via een schoorsteen 5.

15 Aanwezig zijn een voorraadvat 7 voor alkalische vloeistof, een voor raadvat 8 voor neutraliserende vloeistof en een voorraadvat 9 voor geconcentreerde hypochloriet (10%). De vaten 7 en 8 hebben een bergingscapaci- 3 teit van ca. 1 m . Verder zijn voorraadvaten 10, 11' en 12 aanwezig elk met een bergingscapaciteit van ca. 10 voor respectievelijk natronloog (33%), 20 hypochloriet (10%), dat regelmatig wordt bijgevoegd vanuit voorraadvat 9, en zoutzuur (36%). In de leidingen, die de verschillende vloeistoffen naar de reactiebak 1 voeren, zijn (niet afgeheelde) regelmechanismen ingebouwd om respectievelijk de pH en de concentratie van de .hypochloriet op peil te houden.

25 Een kraan 13 is voorzien van een arm 14, waaraan een fluidisatie hark 15 is bevestigd. Eventueel kan een over de hele reactiebak 1 heen grijpend "dak" 16 via een rail 17 over de reactiebak 1 gereden worden, wanneer de fluidisatiehark 15 niet in actie is.

Een voorraadvat 18 is bestemd voor waterstofperoxyde, dat gebruikt 30 wordt van het afbreken van een overmaat hypochloriet, die na de tweede be-handelingsfase eventueel nog aanwezig is.

De fluidisatiehark 15 is in fig. 4 perspectivisch weergegeven met platte "tanden" 23. Aan elke tand is een sproeipijp 24 bevestigd. De sproeipijpen 24 zijn dwars verbonden met een pijp 26, die zelf is aange-35 sloten op een rondpompleiding 22 (fig.3). Elke sproeipijp 24 is voorzien van een neerwaarts, gerichte spuitmond 27. Elke tand heeft aan de onderkant een schuin achterwaarts gericht stuk 28. Tezamen dragen deze achterwaarts 8202593

* , V

1 - 5 - gerichte stukken 28 een slijtstrip 30, die dient om eventueel op de bodem van de bak aankoekende grond weer in suspensie te brengen. Met de buisvormige lagering 31 voor de as, waarmede de fluldisatiehark 15 is verbon-den met de arm 14 van kraan 13, zijn twee tanden 32 verbonden. Deze twee 5 tanden 32 zijn tevens verbonden met de as 33, die ook de andere tanden 23 draagt.

De fluldisatiehark volgens de uitvinding kan, behalve voor de ontgifting van grond op de hier beschreven wijze, ook zeer in het algemeen worden gebruikt voor andere behandelingen van verontreinigde grond.

10 'De opeenvolging van handelingen bij de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding is als volgt:

De te behandelen grond wordt binnen het bereik gebracht van de kraan 13. Aan deze kraan wordt eerst een (niet afgebeelde) graafbak bevestigd, waarmede de grond tot de vereiste hoogte in een gelijkmatige laag in 15 de bak 1 wordt gebracht- Vervolgens wordt uit voorraadvat 7 de vereiste hoeveelheid alkalische vloeistof ingepompt, nadat de afzuiging via ventilator 4 in werking is gesteld. De kraan wordt nu voorzien van de fluïdisa-tiehark 14, welke onder rondpompen van de reactievloeistof 21 via leiding 22, enige malen in de lengterichting van de bak heen en weer wordt gehaald. 20 Daarna volgt enige tijd rust, waarna de bewerking wordt herhaald.

Met behulp van geschikte meet- en regelapparatuur wordt gezorgd, dat de pH en de hypochloriet-concentratie in de reactievloeistof door bijdosering uit de voorraadvaten 10 en 11 op peil blijven. ?

Na beëindiging van de eerste behandelingsfase wordt de bovenstaande reac-25 tievloeistof teruggepompt naar het voorraadvat 7. Hierna wordt uit voor- >. i raadvat 8 neutraliserende reactievloeistof in de bak gepompt. De bewerking met de fluldisatiehark geschiedt op dezelfde wijze beschreven voor de eerste behandelingsfase. Hetzelfde geldt voor het op peil houden van de pH en de hypochloriet-concentratie door bijpompen uit respectievelijk de voor-3Q raadvaten 11 en 12.

Na afloop van de tweede reactiefase wordt de bovenstaande vloeistof uit de bak 1 overgepompt in voorraadvat 8.

Zoals reeds vermeld kan zonodig een derde behandelingsfase volgen, bestaande uit toevoer van waterstofperoxyde uit voorraadvat 18 en bewerking met 35 de fluldisatiehark.

Na afloop van alle reacties en terugpompen van de bovenstaande vloeistof wordt de fluldisatiehark aan de kraanarm 14 van kraan 13 weer vervangen 8202593 4 * . - 6 - ' door een graafbak, en wordt de grond met deze graafbak opgenomen en weg gevoerd.

8202593

Claims (3)

1. Werkwijze voor het ontgiften van een hoeveelheid met cyaniden verontreinigde grond, met het kenmerk, dat men de cyaniden in de grond in een tweefasen-proces afbreekt tot koolzuur- en stikstofgas, waarbij: - in een eerste procesfase de grond in een van sterke afzuiging voor- 5 ziene ruimte wordt samengebracht met een hoeveelheid waterige loog- oplossing met een pH van ca. 11 en een volume van 1,0 tot 1,8 maal het stortvolume van de te behandelen grond, en onder intensieve menging geleidelijk of portiegewijs een overmaat, alkalihypochloriet wordt toegevoegd, tezamen met een zodanige hoeveelheid loog, dat de 10 pE op ca. 1.1 wordt gehouden, en na beëindiging van de omzetting van alle cyanide tot cyanaat - in een tweede fase de grond in een van sterke afzuiging voorziene ruimte wordt samengebracht met een hoeveelheid waterige oplossing met een pH van ca. 6 - 7 en een volume van 1,0 tot 1,8 maal het 15 stortvolume van de te behandelen grond, en onder intensieve menging geleidelijk of portiegewijs een hoeveelheid alkalihypochloriet wordt toegevoegd, die juist voldoende is voor omzetting van alle in de eerste fase gevormde produkten in koolzuur- en stikstofgas, terwijl door geleidelijke of portiegewijze toevoeging van zuur de pH op ca. 20 6—7 wordt gehouden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de reactieruimte telkens wordt gevormd door een stilstaande bak en de intensieve menging tussen de grond en de reactievloeistof tot stand wordt gebracht door de Boven de grond in de reactieruimte staande reactievloeistof onder zodanige 25 druk in de grond te persen, dat deze gefluldiseerd wordt, een en ander tevens zodanig dat, bij voorkeur successievelijk, alle delen van de grond tot fluidisatie wordt gebracht.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het fluïdiserend in de grond persen van de boven de grond in de reactieruimte staande vloei- 30 stof geschiedt door een harkvormig mechanisme, waarvan de "tanden" voorzien zijn van leidingen met spuitmonden, door de grond heen te bewegen, terwijl de reactievloeistof door de spuitmonden wordt geperst. 35 8202593