SE529601C2 - Förfarande och anordning för luftning vid biologisk jordsanering - Google Patents

Description

30 529 601 2 kontrollerade så att de inte är sjukdomsalstrande. Bakterierna tillsätts den förore- nade jordmassan. Detta sker initialt tillsammans med näringsämnen såsom kväve och fosfor för att snabbt få till stånd en hög nedbrytningshastighet. Faktorer som reglerar nedbrytningshastigheten är fukthalt, temperatur, pH, metallhalt, halt av or- ganiskt material, tillgång till syre och tillgång till oorganiska näringsämnen. När bakterierna "konsumerar" petroleumkolväten bildas koldioxid och vatten samtidigt som syre förbrukas. Genom effektiv luftning ges bakterierna ideala syreförhållan- den. Halterna av gaser i den cirkulerande luften mäts regelbundet och indikerar dels nedbrytningshastigheten och dels när nedbrytningsprocessen är avslutad.

Efter denna s.k. BioSan-behandling ärjordmassans föroreningsinnehåll, vad gäller lättflyktiga kolväten och vattenlösliga ämnen, kraftigt reducerat. Erfaren- heter från behandling i Sverige visar på en mer än 90%-ig reduktion av lättflyktiga kolväten.

Hanteringen innebär att jordmassor som har förberetts processtekniskt för en biokemisk nedbrytning läggs upp i en biobehandlingshög, s.k. biohög. Under inledningsskedet vid anläggning förekommer öppen hantering av jorden men efter att jorden lagts in i biohögen täcks den för att minska emissioner till luft. Syntetduk eller liknande används som täckning för att förhindra emissioner till atmosfären samt för att medge avrinning av nederbörd och förhindra uttorkning genom av- dunstning av jordens vatteninnehåll. Perforerade ledningar för luftning och dräne- ring installeras. Högen byggs med trapetsfonnat tvärsnitt. Luften bringas att cirkulera med hjälp av en fläkt via de perforerade ledningarna genom biohögen och vidare genom en droppavskiljare. Under denna process uppkommer en minimal förlust av flyktiga kolväten. Eventuellt lakvatten leds via en oljeavskiljare till anläggningens lakvattensystem. Mängden lakvatten som bildas under BioSan- behandlingen är erfarenhetsmässigt mycket liten.

US patentskrift 6,109,358 visar en ventileringsanordning och en därmed förknippad metod för bland annat ventilering av en jordmassa i form av en jordhög genom att en vindsnurra driver en luftpump som är anordnad att pumpa in luft i en rörmatris belägen i jordhögen för att mikrobiologiskt dekontaminera jordhögen.

Skriften visar även att ytterligare rörmatriser kan läggas in ijordhögen allt eftersom denna växer på höjden.

EPA 0429137 visar en process för avlägsnande av föroreningar under marknivå på plats genom att luft pumpas ner genom det förorenade området med 20 25 30 529 601 3 hjälp av ett rörsystem. Luften stiger därefter upp mot markytan genom det förore- nade området och på så sätt transporterar luften föroreningama upp till markytan där dessa samlas upp i ett biometriskt filter för vidare omhändertagande.

EPA 0832699 visar en process för dekontaminering av kontaminerad jord varvid jorden uppvärmes dielektriskt för att jordtemperaturen skall ligga i intervallet 10 °C - 50 °C. Skriften visar även en installation för en sådan process.

WO 93/05896 visar ett system för att genom uppvärmd luft dekontaminera en kontaminerad jordhög. Dekontamineringen sker genom att uppvärmd luft från en brännkammare återcirkulerar genom jordhögen via rörledningar.

Uppfinningens syfte Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad jordsaneringsanordning genom att öka hastigheten av dekontamineringsproces- sen genom att dels förbättra genomluftningen och dels effektivare använda pro- cessvärmet vid den biologiska nedbrytningen av processade jordmassor.

Ett ytterligare syfte är att förbättra massornas rening.

Syftet är även att förbättra jordsaneringen genom att åstadkomma en eko- nomisk fördelaktig jordsaneringsanordning och därmed förknippat förfarande.

Sammanfattning av uppfinningen Genom föreliggande uppfinning såsom denna framgår i de oberoende pa- tentkraven, uppfylls ovanstående syfte. Lämpliga utföringsformer av uppfinningen anges i de beroende patentkraven.

Uppfinningen avser en jordsaneringsanordning för dekontaminering av en för biologisk nedbrytning processad jordhög. Jordhögens nedre del är försedd med perforerade rör anslutna till en huvudledning. Vidare är ett medieriktningsdon med en sugsida och en trycksida anslutet till huvudledningen vid donets trycksida. Do- net innefattar ett lufttransporteringsdon med åtminstone en fläkt, eller åtminstone en pump eller åtminstone en kompressor. Några utföringsforrner inom ramen för h uppfinningen visar ett medieriktningsdon med två fläktar. Donet kan även innefatta en eller flera reglerbara ventiler och/eller även en eller flera backventiler. Medie- riktningsdonet är anordnat att via huvudledningen och de perforerade rören ge- nomlufta jordhögen för att påskynda den biologiska nedbrytningsprocessen.

Dessutom är en från den första jordhögen separerad andra för biologisk nedbryt- 20 25 30 529 601 4, ning processad jordhög ansluten till medieriktningsdonets sugsida. Även denna andra jordhög är i dess nedre del är försedd med perforerade rör via en andra hu- vudledning Utformningen av medieriktningsdonet är härvid gjord så att dess tryck- sida och sugsida kan byta plats för att åstadkomma en alternerande genomluftning och därmed värmetillförsel till de båda jordhögarna.

Jordhögarna kan förses med täckande material i form av syntet- eller gum- mimattor eller annat lämpligt material för att öka processtemperaturen och därmed dekontamineringshastigheten samt för att förhindra emissioner till atmosfären samt för att medge avrinning av nederbörd och förhindra uttorkning genom av- dunstning av jordens vatteninnehåll.

I en utföringsforrn inom ramen för uppfinningen är ett ventilsystem anslutet mellan den första och den andra huvudledningen. Systemet innefattar en första och en andra linjekopplingsventil som bildar ett första ventilpar samt en första och en andra korskopplingsventil som bildar ett andra ventilpar. Ventilparen är anord- nade så att när de båda linjekopplingsventilema är stängda medan de båda kors- kopplingsventilerna är öppna är lufttransporteringsdonet anordnat att transportera luft från den andra jordhögen till den första jordhögen. Och när de båda linjekopp- lingsventilerna är öppna medan de båda korskopplingsventilerna är stängda är lufttransporteringsdonet anordnat att transportera luft från den första jordhögen till den andra jordhögen.

Företrädesvis är ett styrdon anordnat för att samtidigt ändra läget av dels det första ventilparet och dels det andra ventilparet. l en utföringsform är styrdonet anslutet till en temperaturkänslig styrkrets anordnad att ändra samtliga ventillägen när ett tröskelvärde av lufttemperatur uppnåtts i en huvudledning. l en ytterligare utföringsforrn är styrdonet anslutet till en tidskrets anordnad att ändra samtliga ventillägen när ett förutbestämt tidsintervall uppnåtts från när- bmast tidigare ventillägesomställning.

I ännu en annan utföringsform är medieriktnlngsdonet anslutet till en motorstyrning anordnad att omkasta Iufttransporteringsdonets rotationsriktning för att ändra flödesriktningen antingen helt manuellt eller automatiskt beroende av endera uppnått tröskelvärde av lufttemperaturen i en huvudledning alternativt i en jordhög eller av ett uppnått tidsintervall från närmast tidigare rotationsriktningsänd- ring. 20 25 30 529 601 5 l ytterligare en utföringsforrn âr ett andra lufttransporteringsdon motver- kande det första lufttransporteringsdonet anslutet mellan den första jordhögen och den andra jordhögen parallellt med det första lufttransporteringsdonet så att varje lufttransporteringsdon är anslutet till respektive huvudledning via en trans- portledning både vid lufttransporteringsdonens sugsida och trycksida varvid en elektrisk styrd omkopplare är ansluten till en elektromekanisk koppling för inkopp- ling av ett av lufttransporteringsdonen från en drivmotor antingen helt manuellt el- ler beroende endera av uppnått tröskelvärde av lufttemperaturen i en huvudled- ning alternativt i en jordhög eller av ett uppnått tidsintervall från närmast tidigare kopplingsomläggning.

För att eliminera returflöde genom det inaktiva lufttransporteringsdonet äri andra utföringsfonner varje transportledning försedd med en backventil. l ytterligare en utföringsforrn är ett andra lufttransporteringsdon motver- kande lufttransporteringsdonet anslutet mellan den första jordhögen och den andra jordhögen parallellt med det första lufttransporteringsdonet där vardera av lufttransporteringsdonen drivs av var sin motor varvid en motoromkopplare är an- sluten mellan de båda motorerna och anordnad att endera manuellt inkoppla den första drivmotorn eller den andra drivmotorn altemativt att automatiskt beroende endera av uppnått tröskelvärde av lufttemperaturen i en huvudledning alternativt i en jordhög eller av ett uppnått tidsintervall från närmast tidigare omkoppling.

Uppfinningen avser vidare ett förfarande för sanering av en för biologisk nedbrytning prooessad jordhög innefattande ett medieriktningsdon vilket åstad- kommer en luftmedietransport genom nämnda jordhög genom att tillföra luft till jordhögen för att påskynda den biologiska nedbrytningsprocessen, varvid donet alternativt även tillför luft till en från den första jordhögen separerad andra för bio- logisk nedbrytning prooessad jordhög varvid donet beroende av yttre faktorer änd- rar luftflödesriktningen för att åstadkomma en alternerande genomluftning och därmed värrnetillförsel till de båda jordhögarna.

En av nämnda yttre faktorer innebär en manuell omställning av flödesrikt- ningen.

En annan av nämnda yttre faktorer innebär en automatisk omställning av flödesriktningen när temperaturen i en huvudledning alternativt i en jordhög har nått ett tröskelvärde. 20 25 529 601 s Ytterligare en annan av nämnda yttre faktorer innebär en automatisk om- ställning av flödesriktningen när tiden från en tidigare omställning har nått ett trös- kelvärde.

Tillförseln av luft till jordhögarna sker genom nämnda perforerade rör vilka är placerade nertill i de jordmassor som skall dekontamineras. Vid tillförsel av yt- terligare jordmassor kan ytterligare perforerade rör appliceras i ytterligare en eller flera nivåer i jordhögen.

Kort beskrivning av ritningama Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av utföringsexempel med hänvisning till de bifogade ritningarna där, figur 1 visar schematiskt en första utföringsforrn av uppfinningen, figur 2a visar schematiskt en del i en andra utföringsform av uppfin- ningen, figur 2b visar schematiskt en del i en tredje utföringsform av uppfin- ningen, figur 2c visar schematiskt en del i en fjärde utföringsform av uppfin- ningen.

Beskrivning av uppfinningen Figur 1 visar schematiskt en jordsaneringsanordning enligt en första utfö- ringsform vilken innefattar en första jordhög H1 och en andra jordhög H2. Varje jordhög är ca 3m hög, ca 20m bred och ca 50m lång och har trapetsformat tvär- snitt. l varje högs nederdel är en matris placerad bestående av rör 1 vilka är för- sedda med uppåt vända hål 2. Varje rör i matrisen är anslutet till en första huvud- ledning 10 för att förbinda den första jordhögens matris till en första centralledning I 11 och till en andra huvudledning 20 för att förbinda den andra jordhögens matris till en andra centralledning 22. Mellan den första centralledningen 11 och den andra centralledningen 22 är ett medieriktningsdon 30 placerat vilket don innefat- tar ett lufttransporteringsdon iform av en med en motor 51 driven fläkt 31 som är anordnad att transportera luft från en av jordhögarna till den andra jordhögen. Som framgår av figuren är de båda centralledningarna anslutna till ett korskopplat rör- system på så sätt att den första centralledningen 11 är ansluten dels till fläktens 31 sugsida 32 via en första ventil 33 och dels via en andra ventil 34 ansluten till fläk- 10 20 25 30 529 601 7 tens 31 trycksida 35. Vidare är den andra centralledningen 22 är ansluten dels till fläktens 31 sugsida 32 via en tredje ventil 36 och dels till fläktens 31 trycksida 35 via en fjärde ventil 37. Genom detta korskopplade arrangemang av lufttransporte- ringsdonet 31 kan fläkten transportera luft från den första jordhögen H1 till den andra jordhögen H2 genom att den första ventilen 33 och den fjärde ventilen 37 är båda öppna medan den andra ventilen 34 och den tredje ventilen 36 båda är stängda. Om istället den första ventilen 33 och den fjärde ventilen 37 är båda stängda medan den andra ventilen 34 och den tredje ventilen 36 båda är öppna transporterar fläkten luft från den andra jordhögen H2 till den första jordhögen H1 enligt de i figuren visade pilarna. Således kan lufttransporten mellan de båda jord- högarna växla riktning genom att medieriktningsdonets 30 trycksida 41 och sug- sida 42 kan byta plats för att åstadkomma en alternerande genomluftning och därmed värmetillförsel till de båda jordhögarna. Som även framgår av figuren är ett styrdon 38 anslutet till medieriktningsdonet 30 för att, beroende av temperaturerna i centralledningarna 11, 22 alternativt i jordhögarna eller av tiden som förflutit se- dan närmast föregående riktningsväxling av luftflödet, automatiskt manövrera de A fyra ventilerna 33, 34, 36, 37.

Den i figur 1 visade luftflödesriktningen genom jordsaneringsanordningen med medieriktningsdonet 30 anges med en grupp strömningspilar in mot de perfo- rerade rören i den andra jordhögen H2, via riktningspilarna genom medieriktnings- donet 30 och gruppen strömningspilar ut från de perforerade rören i den första jordhögen H1 genom att den första ventilen 33 och den fjärde ventilen 37 är båda stängda medan den andra ventilen 34 och den tredje ventilen 36 båda är öppna.

Funktionen är härvid att styrdonet 38 registrerar temperaturen genom temperaturavkännare (ej visade) i den första jordhögen H1 eller i en huvudledning 10, 20 varvid styrdonet 38 åstadkommer en elektrisk styrning av ventilerna när temperaturen uppnått en förvald temperatur i intervallet 50-70°C så att styrningen öppnar den första och den fjärde ventilen 33, 37 samt stänger den andra och den tredje ventilen 34, 36. Trots att fläkten fortfarande arbetar åt samma håll kommer luftflödet att byta riktning varvid medieriktningsdonets 30 sugsida 42 och trycksida 41 kommer att byta plats.

Figur 2a visar en altemativ utföringsform av ett medieriktningsdon 30 med en trycksida 41 och en sugsida 42 vilket medieriktningsdon innefattar en fläkt 31 driven av en motor 51 i sin tur styrd av en tids- eller temperaturberoende motor- 20 25 30 529 601 8 styming 52 vilken är anordnad att ändra motorns rotationsriktning för att få fläkten att arbeta i motsatt riktning. Fläkten är härvid konstruerad för att arbeta med samma effekt oavsett rotationsriktning. l figuren är fläktens omkastade rotations- riktning markerad med siffran 311. På motsvarande sätt som i utföringsformen un- der figur 1 kommer således medieriktningsdonets 30 sugsida 42 och trycksida 41 att byta plats, men i denna utföringsform först när flâktens arbetsriktning omkas- tas.

Figur 2b visar en tredje utföringsform av ett medieriktningsdon 30 med en trycksida 41 och en sugsida 42 vilket medieriktningsdon innefattar en första fläkt 61 och en andra fläkt 62 vilka fläktar är parallellt arbetande men i motsatta rikt- ningar till varandra och anslutna till respektive huvudledning via transportledningar Tr. Båda fläktama är drivna av en motor 63 via en koppling 64 som endera kopplar in den första fläkten 61 eller den andra fläkten 62. Kopplingens 64 läge styrs av en tids- eller temperaturberoende kopplingsstyrning 65 vilken är anordnad att skifta inkopplingsläge från den första fläkten 61 till den andra fläkten 62 för att på så sätt låta medieriktningsdonets 30 sugsida 42 och trycksida 41 byta plats.

Figur 2c visar en fiärde utföringsform av ett medieriktningsdon 30 med en trycksida 41 och en sugsida 42 vilket medieriktningsdon innefattar en första fläkt 61 och en andra fläkt 62 vilka fläktar är parallellt arbetande men i motsatta rikt- ningar till varandra, men bara en itaget och anslutna till respektive huvudledning via transportledningar Tr. Båda fläktarna är drivna av var sin motor 71 respektive 72 vilka båda motorer är styrda via en motoromkopplare 73 beroende av en tids- eller temperaturberoende avkännare så att den första motom och därmed den för- sta fläkten bringas att stanna medan den andra motorn och därmed den andra fläkten startar och vice versa. Således kommer medieriktningsdonets 30 sugsida 42 och dess trycksida 41 att byta plats beroende av inställd tid eller temperatur för omkopplingen enligt vad som tidigare beskrivits.

Den tredje eller den fjärde utföringsformen kan även vara försedd med backventiler för att eliminera returflöde av luft genom den för tillfället inaktiva fläk- ten.

Den eller de fläktar som beskrivits i utföringsformerna kan alternativt bestå av pump, kompressor eller liknande lufttransporteringsanordningar.

Claims (14)

20 25 30 35 529 601 9 PATENTKRAV

1. Jordsaneringsanordning innefattande en för biologisk nedbrytning proces- sad första jordhög (H1) med ijordhögen anordnade perforerade rör (1), en huvudledning (10) till vilken de perforerade rören (1) är anslutna, ett medie- riktningsdon (30) innefattande ett lufttransporteringsdon (31) drivet av en motor (51) varvid medieriktningsdonet (30) vid dess trycksida (41) är anslutet till huvudledningen (1 O), varvid lufttransporteringsdonet (31) är anordnat att via huvudledningen (10) och de perforerade rören (1 ) genomlufta jordhögen (H1) för att påskynda den biologiska nedbrytningsprocessen, kännetecknad av att en från den första jordhögen (H1) separerad andra för biologisk nedbrytning processad jordhög (H2) är försedd med perforerade rör (1) som via en andra huvudledning (20) år ansluten till medieriktningsdonets (30) sugsida (42) varvid medieriktnings- donet (30) är anordnat att ändra riktningen för lufttransporten så att trycksida (41) blir sugsida (42) och vice versa för att åstadkomma en altemerande genomluftning och därmed värrnetillförsel till de båda jordhögama (H1, H2).

2. Jordsaneringsanordning enligt kravet 1, kännetecknad av att medierikt- ningsdonet (30) innefattar minst en fläkt (31 ).

3. Jordsaneringsanordning enligt något av kraven 1-2, kännetecknad av att ett ventilsystem är anslutet mellan den första och den andra huvudledningen (10, 20) vilket ventilsystem innefattar en första och en andra linjekopplingsventil (33, 37) bildande ett första ventilpar samt en första och en andra korskopplingsventil (34, 36) bildande ett andra ventilpar vilka ventilpar är anordnat så att när de båda linjekopplingsventilema (33, 37) är stängda medan de båda korskopplingsventi- lema (34, 36) är öppna är medieriktningsdonet (30) anordnat att transportera luft från den andra jordhögen (H2) till den första jordhögen (H1) medan när de båda linjekopplingsventilema (33, 37) är öppna medan de båda korskopplingsventilema (34, 36) är stängda är medieriktningsdonet (30) anordnat att transportera luft från den första jordhögen (H1) till den andra jordhögen (H2).

4. Jordsaneringsanordning enligt kravet 3, kännetecknad av att ett styrdon (38) är anordnat att samtidigt ändra läget av dels det första ventilparet (33, 37) och dels det andra ventilparet (34, 36). 20 25 30 529 601 10

5. Jordsaneringsanordning enligt kravet 4, kännetecknad av att styrdonet (38) är anslutet till en temperaturkänslig styrkrets anordnad att ändra samtliga ventillägen när ett inställt tröskelvärde av temperaturen uppnåtts i en huvudledning (11, 22) eller i en jordhög (H1, H2).

6. Jordsaneringsanordning enligt något av kraven 4-5, kännetecknad av att styrdonet (38) är anslutet till en tidskrets anordnad att ändra samtliga ventillägen när ett förutbestämt tidsintervall uppnåtts från närmast tidigare ventillägesomställ- ning.

7. Jordsaneringsanordning enligt något av kraven 1-2, kännetecknad av att medieriktningsdonet (30) är anslutet till en motorstyming (52) anordnad att om- kasta lufttransporteringsdonets (31) rotationsriktning för att ändra flödesriktningen antingen helt manuellt eller automatiskt beroende av endera uppnått tröskelvärde av lufttemperaturen i en huvudledning altemativt i en jordhög eller av ett uppnått tidsintervall från närmast tidigare rotationsriktningsändring.

8. Jordsaneringsanordning enligt något av kraven 1-2, kännetecknad av att ett andra lufttransporteringsdon (62) motverkande det första lufttransporteringsdo- net (61) är anslutet mellan den första jordhögen (H1) och den andra jordhögen (H2) parallellt med det första lufttransporteringsdonet (61) så att varje lufttrans- porteringsdon (61, 62) är anslutet till respektive huvudledning via en transportled- ning (Tr) både vid lufttransporteringsdonens sugsidor och deras trycksidor varvid en elektrisk styrd kopplingsstyming (65) är ansluten till en elektromekanisk kopp- ling för inkoppling av endast ett av lufttransporteringsdonen (61, 62) från en driv- motor (63) antingen helt manuellt eller beroende endera av uppnått tröskelvärde av lufttemperaturen i en huvudledning altemativt i en jordhög eller av ett uppnått tidsintervall från närmast tidigare kopplingsomläggning.

9. Jordsaneringsanordning enligt kravet 8, kännetecknad av att varje trans- portledning (Tr) är försedd med en backventil för att eliminera returflöde genom det inaktiva lufttransporteringsdonet (61, 62). 20 25 30 529 601 11

10. Jordsaneringsanordning enligt något av kraven 1-2, kännetecknad av att ett andra lufttransporteringsdon (62) motverkande det första lufttransporteringsdo- net (61) är anslutet mellan den första jordhögen (H1) och den andra jordhögen (H2) parallellt med det första lufttransporteringsdonet (61) där vardera av lufttrans- porteringsdonen (61, 62) drivs av var sin motor (71, 72) varvid en motoromkopp- lare (73) är ansluten mellan de båda motorema (71, 72) och anordnad att endera manuellt inkoppla den första drivmotom (71) eller den andra drivmotom (72) alter- nativt att automatiskt beroende endera av uppnått tröskelvärde av lufttemperatu- ren i en huvudledning altemativt i en jordhög (H1, H2) eller av ett uppnått tidsinter- vall från närmast tidigare omkoppling.

11. (H1) varvid ett medieriktningsdon (30) åstadkommer en luftmedietransport genom nämnda jordhög genom att tillföra luft till jordhögen för att påskynda den biologiska nedbrytningsprocessen, kännetecknat av att donet (30) genom ändrad luftmedie- riktning även tillför luft från den första jordhögen (H1) till en från den första jord- högen (H1) separerad andra för biologisk nedbrytning processad jordhög (H2) varvid donet (30) beroende av yttre faktorer ändrar luftflödesriktningen för att åstadkomma en altemerande genomluftning och därmed vårrnetillförsel till de båda jordhögama (H1, H2). Förfarande för sanering av en för biologisk nedbrytning processad jordhög

12. Förfarande enligt kravet 11, kännetecknat av att en av nämnda yttre faktorer innebär en manuell omställning av flödesriktningen.

13. Förfarande enligt kravet 11, kännetecknat av att en av nämnda yttre faktorer innebär en automatisk omställning av flödesriktningen när temperaturen i en huvudledning altemativt en jordhög har nått ett tröskelvärde.

14. Förfarande enligt kravet 11, kännetecknat av att en av nämnda yttre faktorer innebär en automatisk omställning av flödesriktningen när tiden från en tidigare omställning har nått ett tröskelvärde.