DE4208586A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von organisch und/oder schwermetallbelastetem erdreich oder gesteinsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Reinigen von organisch und/oder schwerme­ tallbelastetem Erdreich oder Gesteinsmaterial.

Aufgrund des gestiegenen Umweltbewußtseins ergibt sich zunehmend die Notwendigkeit, kontaminiertes Erdreich oder Gesteinsmaterial zu reinigen. Dies gilt z. B. nach Unfällen mit Kohlenwasserstoffen, z. B. Öl, das in das Erdreich gelangt ist, für Verunreinigungen des Erdrei­ ches durch Düngemittel oder durch Industrieabfälle oder durch Abfalldeponien.

Bisher gibt es jedoch zur Reinigung eines derart ver­ schmutzten bzw. kontaminierten Erdreiches oder von Ge­ steinsmaterial keine zufriedenstellende Lösung. Im allgemeinen wird das kontaminierte Material lediglich abgetragen und an einer anderen "nicht störenden" Stelle wieder deponiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen von organisch und/oder schwermetallbelastetem Erdreich oder Gesteinsmaterial zu schaffen, mit dem ohne größeren Aufwand eine Reini­ gung möglich ist, wobei das Material im Bedarfsfalle anschließend wieder an der gleichen Stelle deponiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren dergestalt gelöst, daß man das Erdreich bzw. Gesteins­ material in einem Vormischvorgang mit Waschwasser an­ maischt, anschließend in einer ersten Wascheinrichtung die gröberen Bestandteile in gereinigter Form ab­ trennt, wonach sich wenigstens eine zweite Waschein­ richtung zum Waschen und Reinigen der feineren Be­ standteile anschließt, wobei das Waschwasser wenig­ stens weitgehend im Kreislauf geführt wird. Falls er­ forderlich, kann noch eine vorgeschaltete Zerkleine­ rung durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß erfolgt nunmehr - je nach Verschmut­ zungsgrad und -form - eine stufenförmige Reinigung des zu behandelnden Materiales dergestalt, daß die Verun­ reinigungen ausgewaschen werden, wonach das Material in entsprechend gereinigtem Zustand wieder an die alte Stelle zurückgebracht werden kann.

Dabei ist es auch möglich, sofern man eine transpor­ table Anlage zur Durchführung des Verfahrens verwen­ det, daß man die Reinigung bzw. Dekontaminierung an Ort und Stelle vornimmt.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung kann vorgesehen sein, daß zur Reinigung des Waschwassers dem Wasserkreislauf in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen Wasser entnommen, gereinigt und anschließend wieder beigemischt wird.

Durch den teilweisen Abzug von Waschwasser in regel­ mäßigen oder unregelmäßigen Abständen wird eine Auf­ konzentrierung des Waschwassers mit Schadstoffen ver­ mieden. Führt man dabei das gereinigte Waschwasser wieder zurück, so kann man weitgehend in einem ge­ schlossenen Kreislauf fahren, wodurch die Anlage um­ weltschonend betrieben werden kann.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß die Reinigung in einem ge­ schlossenen System vorgenommen wird.

Durch die erfindungsgemäße geschlossene Ausgestaltung des Systemes wird vermieden, daß eventuell bei der Reinigung und Wäsche gasförmig freiwerdende Schadstof­ fe in die Atmosphäre gelangen. Durch entsprechend in der Anlage angeordnete Filtereinrichtungen lassen sich derartige Schadstoffe dann, z. B. als Kondensat, ge­ fahrlos beseitigen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann darin bestehen, daß eine Zerkleine­ rungseinrichtung vorgesehen ist, an die sich eine Vor­ mischeinrichtung anschließt, auf die sich eine erste Wascheinrichtung mit einer Abscheideeinrichtung für grobes Material anschließt, wonach sich wenigstens ei­ ne zweite Wascheinrichtung für feineres Material an­ schließt.

In vorteilhafter Weise wird man bereits in der Vor­ mischeinrichtung eine Wasch- bzw. Reinigungsflüssig­ keit derart zugeben, daß bereits in diesem Verfahrens­ schritt nicht nur ein Anmaischen des zu behandelnden Materiales mit dem Waschwasser, sondern bereits eine gewisse Reinigung vorgenommen wird. Hierfür ist Säure, insbesondere organische Säure und dabei Essigsäure sehr geeignet. Dabei sollte darauf geachtet werden, daß im allgemeinen für die Reinigung ein pH-Wert von unter 4,5 eingehalten wird. Zur Regelung des pH-Wertes kann gegebenenfalls noch eine Laugenzufuhreinrichtung vorgesehen sein, durch die der pH-Wert in Abhängigkeit vom Material exakter gesteuert werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbei­ spiel.

Vorab wird darauf hingewiesen, daß die beschriebene Anlage nur beispielsweise anzusehen ist. Dies gilt insbesondere für die einzelnen Aggregate, deren Aus­ bildung und deren Anzahl. Die spezifische Anlageform richtet sich nach Art und Menge des zu behandelnden Material es und nach dessen Zusammensetzung und Ver­ schmutzungsform.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage können z. B. 40 t/h gereinigt werden. Hierzu wird das Material in einen Aufgabebunker 1 eingegeben. Ist die Korngröße des zu behandelnden Materiales größer als z. B. 50 mm, so wird es zuerst einer Zerkleinerungseinrichtung, z. B. einem Walzenbrecher 2 zugeführt. Die Zerkleinerungseinrich­ tung kann sich gegebenenfalls auch an einer anderen Stelle befinden.

Über eine Transporteinrichtung 3, z. B. ein Horizontal- und ein Steigförderband, wird das zerkleinerte Mate­ rial einer Vormischeinrichtung 4 zugeführt. Die Vor­ mischeinrichtung 4 kann als Doppelwellenschneckenmi­ scher ausgebildet sein, in der ein Anmaischen des zu behandelnden Materiales mit Reinigungs- bzw. Waschwas­ ser erfolgt. Das Waschwasser wird über eine Waschwas­ serleitung 5 eingebracht und enthält Wasser und Essig­ säure. Der pH-Wert in der Vormischeinrichtung 4 sollte einen pH-Wert von weniger als 4,5 aufweisen. Zu dessen Regelung kann gegebenenfalls auch noch eine Laugenlei­ tung in die Vormischeinrichtung 4 einmünden oder es wird an einer Stelle vorher in die Waschwasserleitung 5 Lauge eingegeben.

Das angemaischte Material gelangt von der Vormischein­ richtung 4 zu einem ersten Waschsieb 6, das z. B. als Doppeldecksiebmaschine ausgebildet ist. In den Sieb­ wäscher 6 mündet eine Waschwasserleitung 42. Zusätz­ lich zu der Säurezugabe zu der Vormischeinrichtung 4 oder statt dessen kann in das Waschsieb 6 über eine Säureleitung 37 Säure eingebracht werden.

Die gröberen Bestandteile werden dabei auf ein Förder­ band 7 ausgeworfen und gelangen von da aus zu einem weiteren Wäscher 8, der ersten Wascheinrichtung. Der Wäscher 8 kann z. B. als Schwertwäscher mit einer Auf­ stromeinrichtung zur Entfernung von Leichtgut und Feinteilen aus dem zu behandelnden Material ausgebil­ det sein. Die gröberen Bestandteile des Materiales werden in dem Wäscher 8 von dem übrigen Material abge­ trennt und nach Durchgang durch ein weiteres Waschsieb 9, das ebenfalls als Doppeldecksiebmaschine ausgebil­ det ist, nach Waschung und Nachreinigung über ein För­ derband 10 in Form von Kies in gereinigter Form ausge­ schieden. In das Waschsieb 9 mündet eine Waschwasser­ leitung 43, eine Säureleitung 38 und eine Klarspülwas­ serleitung 32.

Die aus den Wäschern 6, 8 und 9 abgetrennten kleineren Bestandteile werden in ein weiteres Waschsieb 11 ein­ gegeben, das z. B. als Bogensieb ausgebildet ist. In diesem erfolgt die Entwässerung des Aufstromproduktes aus dem Wäscher 8, während die feineren Bestandteile aus den Waschsieben 6 und 9 unterhalb des Siebes zuge­ geben werden und zusammen mit dem durch das Sieb hin­ durchgetretenen Material des Wäschers 8 über eine Lei­ tung 12 ein oder mehreren Hydrozyklonen 13 zugeführt werden. Gröberes, jedoch leichtgewichtigeres Material wird an dem Waschsieb 11 über ein Förderband 14 als gereinigt ausgeschieden.

Vorteilhafterweise wird man in dieser ersten Waschein­ richtung auf einem erhöhten Temperaturniveau, von z. B. 50-60° arbeiten.

Dies gilt insbesondere für den Wäscher 8, wobei eine Dampfzuleitung 40 in die zu dem Wäscher 8 führende Waschwasserleitung 41 mündet.

Dieses Temperaturniveau erhält man in einfacher Weise durch eine Heißdampfzuführung.

Der Hydrozyklon 13 stellt Teil einer zweiten Wasch- und Reinigungseinrichtung dar. Während aus dem Über­ lauf 15 des Hydrozyklones Waschwasser abgezogen wird, gelangen die Feinteile aus dem unteren Auslaß in meh­ rere hintereinander angeordnete Attritionszellen 16. In den Attritionszellen 16 findet die Waschung von or­ ganisch und/oder schwermetallbelastetem Sand statt. Hierzu wird zusätzlich noch Säure über eine Säurelei­ tung 17 eingegeben. In die letzte oder die letzten Attritionszellen wird über eine Klarwasserleitung 18 Klarwasser eingebracht. In den Attritionszellen er­ folgt eine intensive mechanische Reinigung des fein­ körnigen Materiales bzw. Sandes und zwar durch eine gegenseitige Reibung des Materiales untereinander.

Von den Attritionszellen 16 gelangt das feinkörnige Material bzw. der gereinigte Sand auf ein Entwäs­ serungssieb 19. In dem Entwässerungssieb 19 erfolgt unter Zugabe von Klarspülwasser aus einer Klarspül­ wasserleitung 44 die Entwässerung der feinkörnigen bzw. der Sandfraktion. Der Sand wird über ein Förder­ band 20 in gereinigter Form ausgebracht, während das das Sieb passierte Material über eine Rückleitung 21 einem zweiten Hydrozyklon 22 zugegeben wird. In dem Hydrozyklon 22 erfolgt nochmals eine Trennung von Waschwasser von feinkörnigem bzw. von Sandmaterial, das über eine Leitung 23 nochmals dem Entwässerungs­ sieb 19 beigegeben wird.

Das aus dem Überlauf ausgetretene Waschwasser gelangt in gleicher Weise wie das Waschwasser aus dem Hydro­ zyklon 13 über eine Leitung 24 in einen Waschwasserbe­ hälter 25, dem ein weiterer Waschwasserbehälter 26 pa­ rallel geschaltet sein kann.

Von dem oder den Waschwasserbehältern 25 bzw. 26 aus wird das Waschwasser über eine Rückleitung 27 zur ersten Wascheinrichtung, insbesondere zu der Vormisch­ einrichtung 4, dem Waschsieb 6, dem Wäscher 8 und dem Waschsieb 9 zugeführt.

Ein Teil des aus dem Waschwasserbehälter 25 bzw. 26 austretenden Waschwassers wird über eine Zweigleitung 28 aus der Rückleitung 27 abgetrennt und zu einer nicht näher dargestellten Waschwassereinrichtung transportiert.

In der Waschwasserreinigungseinrichtung erfolgt die Reinigung bzw. Wiederaufbereitung des Waschwassers von den aus dem Material aufgenommenen Schadstoffen. Die Zweigleitung 28 wird dann nach diesem Reinigungsvor­ gang wieder in den Waschwasserbehälter 26 und einen Klarwasserbehälter 29 eingegeben. Dem Klarwasserbehäl­ ter 29 kann ein zweiter Klarwasserbehälter 30 parallel geschaltet sein. Von dem oder den Klarwasserbehältern 29 bzw. 30 wird das Klarwasser über eine Klarwasser­ leitung 31 an die entsprechenden Stellen der Anlage zurückgeleitet. Dies gilt insbesondere für die letzte Stufe der Attritionszellen 16 über die Leitung 18, dem Entwässerungssieb 19 über die Leitung 44 und dem Waschsieb 9 über eine Leitung 32.

In die Klarwasserleitung 31 kann auch zur Steuerung des pH-Wertes eine Leitung 33 eines Laugenbehälters 34 münden. Ein oder mehrere Säurebehälter 35 sind über eine Säurezuleitung 36 ebenfalls an die Säureverbrau­ cher angeschlossen. Dies betrifft z. B. die in das Waschsieb 6 einmündende Säurezuleitung 37, eine in das Waschsieb 9 einmündende Säurezuleitung 38, eine Säure­ zuleitung 39 für den Wäscher 8 und die Säureleitung 17 für die Attritionszellen 16.

Die Reinigung des zu behandelnden Materiales erfolgt in den Wascheinrichtungen durch ein entsprechendes Be­ brausen mit Waschwasser bzw. Reinigungsflüssigkeit, das über die jeweiligen Leitungen zugeführt wird.

Neben dem geschlossenen Leitungssystem sind auch alle Einzelaggregate geschlossen ausgebildet bzw. in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet und, so weit erfor­ derlich, auch mit einer Absaugeinrichtung versehen, damit keine giftigen oder umweltschädlichen gasförmi­ gen Bestandteile in die Atmosphäre gelangen.

Claims (16)

1. Verfahren zum Reinigen von organisch und/oder schwermetallbelastetem Erdreich oder Gesteinsmate­ rial, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erdreich bzw. Gesteinsmaterial in einem Vormischvorgang mit Waschwasser anmaischt, an­ schließend in einer ersten Wascheinrichtung die gröberen Bestandteile in gereinigter Form abtrennt, wonach sich wenigstens eine zweite Wascheinrichtung zum Waschen und Reinigen der feineren Bestandteile anschließt, wobei das Waschwasser wenigstens weit­ gehend im Kreislauf geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdreich bzw. Gesteinsmaterial vor dem Vor­ mischvorgang zerkleinert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung des Waschwassers dem Wasserkreislauf in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen Was­ ser entnommen, gereinigt und anschließend wieder beigemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung in einem geschlossenen System vorge­ nommen wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vormischeinrichtung (4) vorgesehen ist, an die sich eine erste Wascheinrichtung (6, 8, 9, 11) mit ei­ ner Abscheideeinrichtung (9) für grobes Material anschließt, wonach wenigstens eine zweite Waschein­ richtung (13, 16, 19, 22) für feineres Material folgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Vormischeinrichtung (4) eine Zerkleine­ rungseinrichtung (2) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vormischeinrichtung (4) über eine Waschwas­ serleitung (5) Waschwasser eingebracht wird, die Wasser aufweist, der ein oder mehrere Säuren in einem derartigen Verhältnis zugemischt werden, daß sich ein pH-Wert von weniger als 4,5 einstellt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß organische Säuren, insbesondere Essigsäure, vorge­ sehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wascheinrichtung ein oder mehrere Wasch­ siebe (6, 8, 9, 11) aufweist, in die Waschwasser, insbesondere Wasser mit Säure, eingegeben werden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormischeinrichtung (4) und/oder eines der Waschsiebe der Wascheinrichtung mit einer Laugen­ zugabeleitung zur Einstellung des pH-Wertes verse­ hen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wascheinrichtung ein oder mehrere Zyklonabscheider (13) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wascheinrichtung ein oder mehrere Attritionszellen (16) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Attritionszellen (16) ein Entwässe­ rungssieb (19) anschließt, das einen Auslaß für gereinigtes Feinmaterial aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-13, dadurch gekennzeichnet, daß für das in der zweiten Wascheinrichtung (13, 16, 19, 22) freigesetzte Waschwasser ein oder mehrere Waschwasserbehälter (25, 26) vorgesehen sind, und daß von den Waschwasserbehältern (25, 26) aus eine Rückleitung (27) zu der Vormischeinrichtung (4), der ersten Wascheinrichtung (6, 8, 9, 11) und/oder der zweiten Wascheinrichtung (13, 16, 19, 22) zurück­ geführt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Rückleitung (27) eine Waschwasserreini­ gungsleitung (28) abzweigt, von der aus nach einer Reinigung des Waschwassers eine Rückleitung zu ei­ nem oder mehreren Waschwasserbehältern (25, 26) zu­ rückgeführt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitung (28) von der Waschwasserreini­ gungsanlage in einen Waschwasserbehälter (26) und einen Klarwasserbehälter (29) einmündet.