NL9101678A - Inrichting voor het reinigen van grond. - Google Patents

Description

Inrichting voor het reinigen van grond

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het reinigen van grond, waarbij micro-organismen worden toegepast. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het reinigen van grond, waarbij tenminste een deel van de verontreinigingen worden opgenomen in water en vervolgens met behulp van micro-organismen worden afgebroken in een bioreactor, welke bio-reactor bij voorkeur is uitgerust met een membraanfilter-eenheid teneinde gezuiverd, waterig permeaat af te scheiden.

Bekend is een inrichting voor het reinigen van grond, waarbij de grond wordt gepercoleerd met water en eventueel wordt belucht, opdat in de grond aanwezige micro-organismen de verontreiniging afbreken, dan wel uitloogbaar maken. De percolatievloeistof wordt afgescheiden en de gereinigde grond is in principe voor hergebruik beschikbaar.

De onderhavige uitvinding beoogt een inrichting van de hiervoor beschreven soort te verschaffen, waarbij het verwijderen, dan wel afbreken van de in de grond aanwezige verontreinigingen versneld op gang komt en/of versneld plaatsvindt. Bij voorkeur worden gebruikte vloeistof en lucht zodanig hergebruikt of nagezuiverd, dat lozing in het milieu toelaatbaar is.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt met de zogenaamde "BIOPAS"-methode, waarvoor een inrichting omvat: i) tenminste één van de omgeving afgeschermd bassin voor het opnemen van de verontreinigde grond dat is voorzien van vloeistof-toevoermiddelen, vloeistof-drainage-middelen, lucht-afvoermiddelen en middelen voor het toevoegen van micro-organismen; ii) tenminste één bioreactor die is aangesloten op de vloeistof-drainagemiddelen; en iii) tenminste één membraanfiltereenheid die met de bioreactor een kringloop vormt.

Door gebruik te maken van een bioreactor wordt enerzijds bereikt dat de in de vloeistof aanwezige, uit de grond afkomstige verontreinigingen onder optimale condities worden afgebroken, terwijl de daarbij gevormde surplus aan biomassa, die zich optimaal heeft aangepast aan de verontreinigingen, tenminste ten dele kan worden gebruikt als toe te voegen micro-organismen. Doordat de bioreactor een kringloop vormt met de membraanfiltereenheid, waarin van micro-organismen ontdane vloeistof wordt afgescheiden, kan op efficiënte wijze een maximale hoeveelheid filtraat worden afgescheiden.

Een optimale filtraatafscheiding, door middel van crossflow-filtratie, wordt verkregen indien verder bij voorkeur de membraanfiltereenheid een microfilter in de vorm van een vezelbundel omvat.

Voor het tegenhouden van de micro-organismen heeft het verder voorkeur dat de poriegrootte van het microfilter kleiner is dan 0,5 μιη, meer bij voorkeur kleiner dan 0,3 μιη. Hierbij is bij voorkeur de kringloopverhouding van het vloeistofdebiet in de kringloop ten opzichte van het filtraatdebiet 20-100:1. Meer bij voorkeur bedraagt de kringloopverhouding 30-90:1, en onder optimale condities 40-80:1. Dit houdt in, dat bijvoorbeeld 40-80 m3 vloeistof uit de bioreactor de membraanfiltereenheid passeert en uit dit volume slechts 1 m3 filtraat wordt afgescheiden.

Voor een optimale afbraak van verontreinigingen in de bioreactor en voor een optimale vorming van biomassa heeft het verder voorkeur dat het drogestofgehalte aan biomassa in de vloeistof in de bioreactor kleiner is dan 10 gew.%. In het algemeen is hij kleiner dan 5 gew.%, onder praktische condities bedraagt het drogestofgehalte meestal 0,5-4 gew.%.

Bij voorkeur is de bioreactor voorzien van een uitlaat voor het afvoeren van een surplus aan gevormde biomassa. Dit teneinde de continue beschikbaarheid en toevoegmogelijkheid van biomassa aan het bassin voor de afbraakcontinuïteit te verzekeren en voor de processnelheid te waarborgen. Deze biomassa kan of worden gebruikt als ent bij het starten van een nieuwe reinigingscyclus ter verkoop worden aangeboden. In dit laatste geval is de uitlaat voor micro-organismen aange sloten op de middelen voor het toevoegen van micro-organismen aan het bassin.

Teneinde een optimale temperatuur te kunnen instellen in de grond die in het bassin aanwezig is en wordt gereinigd door daarin aanwezige micro-organismen, heeft het voorkeur dat een warmtewisselaar is opgenomen in de vloeistof-toevoer-leiding naar de bioreactor en/of naar het bassin. De temperatuur van de vloeistof ligt in het algemeen beneden 40°C en heeft een van de omgevingstemperatuur afhankelijke temperatuur, opdat de temperatuur van de grond in het bassin ligt in een temperatuurgebied van 20-30°C, meer bij voorkeur 23-27°C, bijvoorbeeld 25°C. Een ander belangrijk aspect is, dat de warmte die wordt ontwikkeld door de middelen voor het onderhouden van de kringloop, beschikbaar is voor de bioreactor en het bassin.

Teneinde een optimaal functionerende biomassa in het bassin te handhaven, heeft het voorkeur dat aan de biomassa nutriënten worden toegevoegd, zoals stikstofverbindingen en fosfaatverbindingen. De behoefte aan nutriënten is afhankelijk van de C/N-verhouding van de verontreinigingen in het bassin alsook in de bioreactor. De nutriënten kunnen worden toegevoegd aan de verontreinigde grond, dan wel aan het water dat aan de verontreinigde grond wordt toegevoegd. Verder kunnen oppervlakte-actieve stoffen worden toegevoegd teneinde de verontreinigingen gemakkelijker bereikbaar te maken voor microbiële afbraak, dan wel voor uitlogen met het percolatie-water.

Indien verder de lucht-afvoermiddelen zijn aangesloten op bij voorkeur een biologisch luchtfilter, wordt ervoor zorg gedragen dat de af te voeren lucht wordt ontdaan van milieubelastende verbindingen. Een dergelijk biologisch luchtfilter kan bijvoorbeeld bestaan uit een zogenaamd compostfilter, dat bijvoorbeeld uit meerdere, in serie geschakelde bedden kan bestaan.

Indien verder bij voorkeur de inrichting twee of meer bassins omvat, kan in deze bassins grond worden gereinigd, waarbij de fase van de grondreiniging tussen de bassins onderling zodanig verschilt, dat een optimaal gebruik wordt gemaakt van de biomembraanreactor. Bijvoorbeeld kan veront reinigd percolatiewater afkomstig zijn uit het éne bassin en gereinigd worden met een in de bioreactor aanwezige biomassa, die oorspronkelijk verontreinigingen uit een ander bassin heeft afgebroken. Gevormd surplus aan biomassa kan worden gebruikt in een derde bassin om daarin de grondreiniging met behulp van de als ent optredende biomassa adequaat op te starten.

Genoemde en andere kenmerken van de inrichting volgens de uitvinding zullen hierna worden verduidelijkt aan de hand van een bij wijze van voorbeeld gegeven uitvoeringsvoorbeeld, terwijl wordt verwezen naar de bijgevoegde tekening.

In de tekening is figuur 1 een stroomdiagram van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 2 een perspectivisch, deels weggebroken aanzicht van een inrichting volgens de uitvinding die is uitgerust met twee bassins; figuur 3 op grotere schaal een doorsnede over de lijn III-III uit figuur 2; en figuur 4 op grotere schaal een doorsnede door een lucht afvoerende pijp aanwezig in het bassin uit figuur 3.

Figuur 1 toont een inrichting 1 volgens de uitvinding voor het reinigen van grond 2 die is opgenomen in een bassin 3 dat van de omgeving is afgeschermd. Deze afscherming kan worden gerealiseerd door middel van een gebouw 4 dat is getoond in figuur 2.

Het bassin 3 is voor voorzien van vloeistof-toevoér-middelen 5 die een groot aantal sproeiers 6 omvatten, waarmee vloeistof 7 kan worden gesproeid op de te reinigen grond 2.

Het sproeivolume bedraagt in het algemeen 1-30 cm bedhoogte per dag, meer bij voorkeur 5-10 cm bedhoogte per dag. Subsidiair kan de grond tijdelijk van onderaf worden geïnundeerd.

Het bassin 3 is verder voorzien van vloeistof-drainage-middelen 8, waarmee de overmaat water die is toegevoegd aan de verontreinigde grond wordt afgevoerd. Het drainagewater bevat uit de verontreinigde grond geloogde verontreinigingen, en verontreinigingen of afbraakprodukten daarvan die zijn vrijgemaakt uit de grond met behulp van micro-organismen.

Deze micro-organismen worden toegevoerd via de lijn 9. In de praktijk kan dit bestaan uit het toevoegen van biomassa, die vervolgens wordt gemengd met de verontreinigde grond 2.

Tenslotte is het bassin 3 voorzien van een lucht-afvoerleiding 10, waarmee vluchtige componenten uit de ruimte en uit de grond worden afgevoerd. Op deze wijze wordt zuurstof toegevoegd naar de micro-organismen in de grond, en wordt emissie van vluchtige componenten vermeden.

De verontreinigingen en eventueel micro-organismen bevattende vloeistof die wordt afgevoerd via de vloeistof-drainage 8 passeert een warmtewisselaar 11, waarmee de drainagevloeistof wordt gebracht op een temperatuur (verwarmen of koelen, afhankelijk van de omgevingscondities) die optimaal is voor een afbraak van de in de vloeistof aanwezige verontreinigingen in de bioreactor 12. Eventueel kunnen via een toevoerleiding 13 extra water, nutriënten en dergelijke worden toegevoegd.

Indien noodzakelijk, kan de vloeistof alvorens via de inlaat 14 de bioreactor 12 te bereiken, worden geleid door een zandafscheider en/of olie-benzine-scheider, opdat in hoofdzaak slechts een waterige fase de bioreactor 12 bereikt.

De van een intensieve beluchting voorziene bioreactor 12 vormt met een membraanfiltereenheid 15 een van een pomp 38 voorziene kringloop 16. In de kringloop 16 zijn verder een pomp 17 en een kortsluitleiding 37 opgenomen, zodat met een zeer groot debiet (4 0-8Om3 per uur) vloeistof door de membraanfiltereenheid wordt geleid, terwijl afhankelijk van het permeaatdebiet vloeistof wordt toegevoerd vanuit de bioreactor 12. De kringloopverhouding van het vloeistofdebiet in de kringloop ten opzichte van het filtraatdebiet, dat wordt afgevoerd via de van een warmtewisselaar 16 voorziene filtraatleiding 18 bedraagt 40-80. De gebruikte membraanfiltereenheid omvat een vezelbundel, waarvan de filterporie-grootte 0,2 μια bedraagt. Aldus wordt een filtraat gevormd dat in hoofdzaak vrij is van verontreinigingen en van micro-organismen. Op deze wijze wordt een optimale temperatuur-instelling in de bioreactor en in het bassin mogelijk.

Een surplus aan biomassa die is gevormd in de bioreactor 12 kan worden afgevoerd via een uitlaat 19, en tenminste een deel daarvan kan worden toegevoerd via de recirculatieleiding 20 aan de entinlaat 9 van het bassin 3.

De uit het bassin 3 afkomstige lucht die wordt afgevoerd via de afvoer 10, wordt gezuiverd in een biologisch luchtfilter 21, bijvoorbeeld een compostfilter met twee in serie geschakelde filterbedden. Een uitlaat 22 van het luchtfilter 21 omvat bij voorkeur een sensor 23 die het' verontreinigingsniveau in de uitlaat meet. Is dit niveau aanvaardbaar laag, dan wordt een klep 24 zodanig aangestuurd, dat de lucht via een spui 25 wordt afgelaten in het milieu. Bevat de lucht een verhoogd niveau aan vluchtige verontreinigingen, dan wordt de klep 24 zodanig aangestuurd, dat via een leiding 26 deze lucht wordt teruggevoerd naar het bassin voor nieuwe reiniging door de grond 2, waarna de lucht opnieuw het bassin 3 verlaat via de luchtafvoer 10.

Figuur 2 toont een inrichting 27 volgens de uitvinding, die twee naast elkaar opgestelde bassins 3 omvat, die elk in een andere fase van het reinigingsproces verkeren, zodat de niet getoonde bioreactor een in de tijd in geringere mate wisselende belasting aan verontreinigingen ondervindt. Tevens kan entmateriaal dat is gevormd bij het reinigen van de grond uit het éne bassin worden toegepast voor het opstarten van het reinigingsproces in het andere bassin.

Figuur 3 toont op grotere schaal een bassin 3. Dit bassin wordt gevormd door een in de bodem 28 gevormde sleuf 29, waarin vloeistof-ondoorlatend folie 30 is aangebracht. Onderin de sleuf bevindt zich een water-doorlaatbare zandlaag 31, waarin op een laagste niveau vloeistof-drainagebuizen 32 en op een daarboven gelegen niveau lucht-drainagebuizen 33 zijn aangebracht.

Teneinde te vermijden dat via de lucht-drainageleiding •teveel vloeistof verdwijnt, is een luchtleiding 33 slechts aan zijn onderste deel 34 voorzien van luchtinlaten 35.

Met de inrichtingen volgens de uitvinding is het mogelijk sneller en in verregaande mate verontreinigde grond te reinigen. De verontreinigingen die kunnen worden verwijderd met de inrichting volgens de uitvinding omvat voornamelijk biologisch afbreekbaar, eventueel fysisch/ chemisch voorbehandeld materiaal, dat bijvoorbeeld afkomstig is van motorbrandstofinstallaties, en bevat daardoor oliën, aromaten, koolwaterstoffen en dergelijke.

*****

Claims (12)

1. Inrichting voor het reinigen van grond, omvattende: i) tenminste één van de omgeving afgeschermd bassin' voor het opnemen van de verontreinigde grond dat is voorzien van vloeistof-toevoermiddelen, vloeistof-drainage-middelen, lucht-afvoermiddelen en middelen voor het toevoegen van micro-organismen; ii) tenminste één bioreactor die is aangesloten op de vloeistof-drainagemiddelen; en iii) tenminste één membraanfiltereenheid die met de bioreactor een kringloop vormt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de membraanfiltereenheid een microfilter in de vorm van een vezelbundel omvat.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarin de filterporie-grootte kleiner is dan 0,5 /jm, bij voorkeur kleiner dan 0,3 μτα..

4. Inrichting volgens conclusie 1-3, waarin een filtraatleiding van de membraanfiltereenheid is aangesloten op de vloeistof-toevoermiddelen van het bassin.

5. Inrichting volgens conclusie 1-4, waarin de kringloopverhouding van het vloeistofdebiet in de kringloop ten opzicht van het filtraatdebiet 20-100:1, bij voorkeur 30-90:1, meer bij voorkeur 40-80:1 bedraagt.

6. Inrichting volgens conclusie 1-5, waarin het drogestofgehalte aan biomassa in de vloeistof in de bioreactor kleiner is dan 10 gew.%, bij voorkeur kleiner dan 5 gew.%, zoals 1-4 gew.%.

7. Inrichting volgens conclusie 1-6, waarin de bioreactor is voorzien van een uitlaat voor micro-organismen.

8. Inrichting volgens conclusie 7, waarin de uitlaat voor micro-organismen is aangesloten op de middelen voor het toevoegen van micro-organismen aan het bassin.

9. Inrichting volgens conclusie 1-8, waarin een warmtewisselaar is opgenomen in de vloeistof-toevoerleiding naar de bioreactor en/of naar het bassin.

10. Inrichting volgens conclusie 1-9, waarin het bassin is voorzien van een inlaat voor nutriënten en/of oppervlakte-actieve stoffen.

11. Inrichting volgens conclusie 1-10, waarin de 'lucht-afvoermiddelen zijn aangesloten op een biologisch luchtfilter.

12. Inrichting volgens conclusie 1-11, die twee of meer bassins gebruikt. *****