DE3738704A1 - Verfahren und anlage zur thermischen dekontaminierung von kontaminierter, ausgehobener bodenmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur thermi­ schen Dekontaminierung von durch chemische Schadstoffe kontaminierter, ausgehobener Bodenmasse, wobei die zu behandelnde Bodenmasse in einer Vorbehandlungsstufe zerkleinert und gegebenenfalls vorgetrocknet sowie die zerkleinerte Bodenmasse einer Wärmebehandlung unterworfen wird, bei der die Schadstoffe entfernt werden. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfah­ rens.

Im Rahmen der bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen (vgl. "Sanierung kontaminierter Standorte 1986" aus "Abfallwirtschaft in Forschung und Praxis", Band 18, 1987, Seite 72, 73) wird die zerkleinerte Bodenmasse unter Normaldruck der Wärmebehandlung unterworfen, und zwar in einem Drehrohrofen bei Temperaturen bis zu 1200°C "ausgebrannt". Dabei wer­ den die in der Bodenmasse enthaltenen Schadstoffe verbrannt und/oder thermisch abgebaut. Die Verbrennungs- und Abbauprodukte sind häufig ihrerseits Schadstoffe und führen Staub mit. Eine aufwendige Abluftreini­ gung muß daher angeschlossen werden. Das "Ausbrennen" zerstört außer­ dem die gesamte biologische Infrastruktur der Bodenmasse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfah­ ren so zu führen, daß ein "Ausbrennen" der Schadstoffe nicht mehr er­ forderlich ist. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, eine Anlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzuge­ ben, welche besonders einfach aufgebaut ist und besonders betriebssicher arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung in verfahrensmäßiger Hinsicht, daß die zerkleinerte Bodenmasse unter Unterdruck der Wärmebe­ handlung unterworfen wird, daß die Schadstoffe bei einer Temperatur, die wenig über der thermodynamisch durch den Unterdruck bestimmten Verdampfungstemperatur der Schadstoffe liegt, aus der Bodenmasse aus­ getrieben werden und daß die ausgetriebenen Schadstoffe kondensiert werden und das Kondensat aufgefangen sowie danach unwirksam gemacht wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird man mit einem mög­ lichst hohen Vakuum, z.B. mit einem absoluten Druck oder "Vakuum" von 50 bis 100 mbar, oder auch niedriger, arbeiten.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die chemischen Schadstoffe, durch welche die Bodenmasse früherer Industriestandorte (insbesondere die Bodenmasse unter früheren Kokereien, Gießereien und chemischen Be­ trieben) kontaminiert ist, abdestilliert werden kann und führt durch Unterdruck das Abdestillieren so, daß mit extrem niedrigen Temperaturen gearbeitet werden kann. Die verdampften Schadstoffe werden kondensiert. Das Kondensat oder Destillat kann chemisch oder physikalisch auf ein­ fache Weise in unschädliche Substanzen umgewandelt werden. Die biolo­ gische Infrastruktur des Bodens wird geschont. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren so gearbeitet werden kann, daß praktisch kein Staub entsteht.

Kontaminierte Bodenmasse enthält häufig Benzol, Toluol, Benzonitril, Naphtalin, Chinolin, Biphenyl, Diphenyläther, Hexachlorbenzol und an­ dere organische Schadstoffe. Aus den folgenden Tabellen entnimmt man die Verdampfungstemperaturen in Grad Celsius bei dem angegebenen Druck in Millibar.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die besonders einfach aufgebaut ist und besonders betriebssicher arbeitet. Insoweit geht die Erfindung aus von einer Anlage mit Aufbereitungsaggregat für die zu behandelnde Boden­ masse, Eintrageinrichtung, Wärmebehandlungsapparat, Austrageinrichtung und gegebenenfalls Wärmerückgewinnungseinrichtung, wobei die zurückge­ wonnene Wärme in die Anlage wieder einführbar ist. Während bei der bekannten Anlage der Wärmebehandlungsapparat aus einem oder aus mehreren Drehrohröfen besteht, ist die erfindungsgemäße Anlage dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungsapparat eine Unterdruckkammer mit zumindest einer Vakuumpumpe, einen kontinuierlichen Förderer für die zu behandelnde Bodenmasse und einen Kondensator aufweist, wobei der kontinuierliche Förderer an die Eintrageinrichtung sowie an die Austrageinrichtung angeschlossen ist und die Eintrageinrichtung sowie die Austrageinrichtung Unterdruckschleusen aufweisen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die Wärmebehandlungskammer aus einer Destillierkolonne und einem Wendelförderer, wobei die Destillier­ kolonne einen Kühlmantel als Kondensator und einen Kondensatsumpf sowie der Wendelförderer eine Beheizungseinrichtung aufweisen, während an den Kopf der Destillierkolonne die Vakuumpumpe angeschlossen ist, deren Abluft über einen Abluftkondensator geführt ist. Es versteht sich, daß man den Kühlmantel im allgemeinen mit Wasser kühlen wird. Dieses kann über eine Kühlanlage geleitet werden. Bei der erfindungsgemäßen Anlage empfiehlt es sich, die Unterdruckschleusen an zumindest eine Vakuumpumpe anzuschließen und deren Abluft ebenfalls dem Abluftkon­ densator zuzuführen. Nach bevorzugter Ausführungsform ist der Wendel­ förderer als Aufwärtsförderer mit Vibrationsantrieb ausgebildet und ist die Beheizungseinrichtung in die Wendel eingebaut.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungs­ beispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Anlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zu der Anlage gehört ein Aufbereitungsaggregat für die zu behandelnde Bodenmasse, eine Eintrageinrichtung 1, ein Wärmebehandlungsapparat 2, eine Austrageinrichtung 3 und eine Wärmerückgewinnungseinrichtung 4. Das Aufbereitungsaggregat ist nicht dargestellt worden. Es führt die er­ forderliche Zerkleinerung und gegebenenfalls auch eine Vorwärmung durch. Die aufbereitete Bodenmasse wird bei 5 zugeführt.

Der Wärmebehandlungsapparat 2 ist eine Unterdruckkammer mit zumindest einer Vakuumpumpe 6 und einem kontinuierlichen Förderer 7 für die zu behandelnde Bodenmasse. Der Wärmebehandlungsapparat 2 weist einen Kondensator 8 auf. Der kontinuierliche Förderer 7 ist an die Eintragein­ richtung 1 sowie an die Austrageinrichtung 3 angeschlossen, was durch Förderrohre 9 angedeutet ist. Die Eintrageinrichtung 1 sowie die Aus­ trageinrichtung 3 weisen Unterdruckschleusen 10 auf.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Er­ findung besteht der Wärmebehandlungsapparat 2 aus einer Destillierko­ lonne und einem Wendelförderer als kontinuierlicher Förderer 7. Die Destillierkolonne besitzt einen Kühlmantel 8 als Kondensator und einen Kondensatsumpf 11. Der Wendelförderer 7 besitzt eine Beheizungseinrich­ tung. Der Kühlmantel 8 wird mit Wasser gekühlt, welches über entspre­ chende Leitungen 12 zugeführt und über einen Wasserrückkühler 13 ge­ führt wird. An den Kopf der Destillierkolonne ist die Vakuumpumpe 6 angeschlossen. Die Abluft wird über einen Abluftkondensator 14 geführt. Auch die Unterdruckschleusen 10 sind an eine Vakuumpumpe 6 angeschlos­ sen und deren Abluft wird ebenfalls dem Abluftkondensator 14 zugeführt. Der Wendelförderer 7 ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ein Aufwärtsförderer mit Vibrationsantrieb 15. Die Beheizungseinrichtung ist in die Wendel eingebaut, wie in der Figur bei 16 angedeutet wurde.

Der Abluftkondensator 14 wird ebenfalls mit Wasser gekühlt und besitzt eine entsprechende Kühlschlange 17. Das Kondensat, welches aus dem Abluftkondensator 14 abläuft, gelangt in einen Kondensatsammelbehälter 18. Die aus dem Abluftkondensator 14 austretende Abluft wird in eine Thermoölheizeinrichtung 19 eingeführt, die entsprechende Brenner auf­ weist. Hier wird das Thermoöl auf die Temperatur gebracht, bei der die Wärmebehandlung der Bodenmasse durchgeführt wird. Das Heizöl wird, wie bereits beschrieben, dem kontinuierlichen Förderer 7 zuge­ führt. Es versteht sich, daß die Anlage mit den üblichen Ventilen, Schiebern und Pumpen ausgerüstet ist. Im Bedarfsfall kann die Abluft hinter der Thermoölheizeinrichtung 19 durch eine Nachverbrennungs­ kammer 20 geführt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur thermischen Dekontaminierung von durch chemische Schadstoffe kontaminierter, ausgehobener Bodenmasse, wobei die zu be­ handelnde Bodenmasse in einer Vorbehandlungsstufe zerkleinert und ge­ gebenenfalls vorgetrocknet sowie die zerkleinerte Bodenmasse einer Wär­ mebehandlung unterworfen wird, bei der die Schadstoffe entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerte Bodenmasse unter Unterdruck der Wärmebehandlung unterworfen wird, daß die Schadstoffe bei einer Temperatur, die wenig über der thermodyna­ misch durch den Unterdruck bestimmten Verdampfungstemperatur der Schadstoffe liegt, aus der Bodenmasse ausgetrieben werden und daß die ausgetriebenen Schadstoffe kondensiert werden und das Kondensat aufge­ fangen sowie danach unwirksam gemacht wird.

2. Anlage für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, - mit
Aufbereitungsaggregat für die zu behandelnde Bodenmasse,
Eintrageinrichtung,
Wärmebehandlungsapparat und
Austrageinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehand­ lungsapparat (2) eine Unterdruckkammer mit zumindest einer Vakuum- Pumpe (6), einen kontinuierlichen Förderer (7) für die zu behandelnde Bodenmasse und einen Kondensator (8) aufweist, wobei der kontinuierli­ che Förderer (7) an die Eintrageinrichtung (1) sowie an die Austragein­ richtung (3) angeschlossen ist, und daß die Eintrageinrichtung (1) sowie die Austrageinrichtung (3) Unterdruckschleusen (10) aufweisen.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme­ behandlungsapparat (2) aus einer Destillierkolonne und einem Wendel­ förderer (7) besteht, daß die Destillierkolonne einen Kühlmantel als Kondensator (8) und einen Kondensatsumpf (11) sowie der Wendelför­ derer (7) die Beheizungseinrichtung (16) aufweisen und daß an den Kopf der Destillierkolonne die Vakuumpumpe (6) angeschlossen ist, deren Abluft über einen Abluftkondensator (14) geführt ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckschleusen (10) an zumindest eine Vakuumpumpe (6) angeschlossen sind und deren Abluft ebenfalls dem Abluftkondensator (14) zugeführt ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendelförderer (7) als Aufwärtsförderer mit Vibrationsantrieb (15) ausgebildet und die Beheizungseinrichtung (16) in die Wendel des Wendelförderers (7) eingebaut ist.