DE3839544A1 - Verfahren und anlage zur bodenextraktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Bodenextraktion gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 2.

Organische Schadstoffe in Böden zeigen durchweg einen hydrophoben Charakter. Sie entziehen sich daher üblichen Boden­ extraktionsverfahren. Es ist bereits versucht worden, solche Böden dadurch aufzubereiten, daß sie mit Lösungsmittelgemischen zusammengebracht und nach entsprechendem Auswaschen dann wieder von diesen getrennt werden, wobei die Lösungsmittel anschließend aufbereitet werden müssen. Nachteilig ist, daß bei einem solchen kontinuierlich betriebenen Verfahren eine Überwachung praktisch nicht möglich ist, so daß eine gleichmäßige Reinigung des Bodens in der Regel nicht erreichbar ist, zumal ein einwandfreies Funktionieren der Lösungsmittel wegen des häufig feuchten Bodens nicht gewährleistet ist. Diese bekannten Verfahren haben daher bisher nicht zum Erfolg geführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Langzeit­ betrieb sicher arbeitende, semimobile Bodenextraktion zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kontaminierten Böden nach einer vereinfachten Aufbereitung auf 5 bis 15 Gew.% Wasser getrocknet und die dabei entstehenden Dämpfe aufgefangen und in einer Stripper-Anlage gereinigt werden, während das getrocknete Gut im Chargenbetrieb mit zwischengeschalteter Pufferung bei Wärmezufuhr zweistufig extrahiert und dann in einer Abtropfstrecke vom Lösungsmittel getrennt wird, wobei das Lösungsmittel im Kreislauf geführt wird.

Bei diesem Verfahren werden die im Laborbetrieb gefundenen Erkenntnisse ausgenutzt, nach denen organische Schadstoffe mit organischen Lösungsmittel quantitativ aus dem Boden extrahiert werden können. Aufgrund des hydrophoben Charakters der entsprechenden organischen Lösungsmittel treten diese mit den Schadstoffen in Wechselwirkung, so daß sie mit den Lösungs­ mittel zusammen aus dem gereinigten Boden abgezogen werden können. So ist es möglich, Böden, die mit Problemschadstoffen wie PCB′s, CKW′s und PAK′s und chlorierte Phenole so gereinigt werden, daß sie ohne Einschränkung wieder verwendbar sind. Dabei können natürlich auch relativ unproblematische Kontaminationen, wie zum Beispiel Mineralölschäden problemlos mit dem erfindungsgemäßen Verfahren saniert werden. Dabei werden für das jeweilige Schadstoffspektrum optimierte organische Lösungsmittelgemische eingesetzt, die eine max. Extraktions­ effizienz ermöglichen. Gleichzeitig können durch Einsatz bestimmter Lösungsmittelzusätze auch unfixierte Schwermetalle aus dem Boden mitextrahiert werden. Vorteilhafterweise kann dieses Verfahren unabhängig von der Bodenart eingesetzt werden, wobei auch Böden mit entsprechendem Feinkornanteil oder gar hohem Feinkornanteil ohne weiteres verarbeitet werden können, da das Feinkorn den Extraktionsprozeß nicht beeinflußt oder gar behindert. Eine Beeinträchtigung der Umwelt tritt nicht auf, weil das gesamte Verfahren in einem geschlossenen Kreislauf arbeitet. Durch die chargenweise Reinigung des Bodens ist es möglich, jeweils eine gründliche und gleichmäßige Reinigung zu garantieren.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Anlage, die einen mehrstufigen Extraktionsbehälter aufweist, dem ein Vortrockner mit nachgeordneter Stripper-Anlage vorgeschaltet ist und der zwei Teilbehälter mit Pflugscharmischer und einem zwischengeschalteten Pufferbehälter aufweist, die miteinander verbunden und beheizbar ausgebildet sind, wobei beide Teil­ behälter einen Lösungsmittelzulauf und eine direkte oder indirekte Lösungsmittelableitung mit fraktioneller Destillation aufweisen und bei dem den zweiten Teilbehälter eine Abtropf­ strecke und Nachtrocknung und eine Brüdenaufbereitung nach­ geordnet ist.

Damit ist ein Verfahren und eine Anlage geschaffen, die gleichmäßig Böden gemäß Anfall extrahiert und zwar auch mit Problemschadstoffen kontaminierte Böden. Da das Verfahren mit einem im Kreislauf geführten Lösungsmittel arbeitet, wird die Umwelt nicht beeinflußt, zumal auch die Brüden und vor allem die bei der Trocknung entstehenden Dämpfe sicher abgeführt und gereinigt werden. Vorteilhaft ist darüber hinaus, daß die Anlage semimobil ist, also von einem Einsatzplatz zum andern gefahren werden kann, ohne daß es erforderlich wird, die kontaminierten Böden zu einer zentralen Anlage zu schaffen und dann entsprechend wieder zurück zu transportieren.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Dabei ist in der einzigen Figur ein Verfahrensschema mit detailierter wiedergegebener Anlage gezeigt.

Der ausgehobene kontaminierte Boden wird nach der Boden­ entnahme (1) durch einen 6robabscheider (2) gegeben, um sperrige Materialien, wie zum Beispiel Baumstämme usw. abzu­ trennen. Weiterhin erfolgt eine Separierung von evtl. vor­ handenem Metallschrott. Je nach Gegebenheit wird der Boden dann in einem Brecher (3) vorgebrochen, so daß die für die eigentliche Extraktion optimale Korngröße eingestellt ist. Danach erfolgt eine Vortrocknung in den Vortrockner (4), um im Boden das für den eigentlichen Extraktionsprozeß störende überschüssige Wasser zu entfernen. Der Boden wird bis auf 5 bis 15 Gew.%, vorzugsweise 8 bis 10 Gew.% Wasser getrocknet. Die entstehenden Wasserdämpfe, die mit leichtflüchtigen organischen Verbindungen vermischt sind, können in einer ge­ sonderten Stripper-Anlage (5) und einem Aktivkohlefilter­ system so gereinigt werden, daß sie unbedenklich in die Vorflut eingeleitet werden können.

Über ein Fördergerät (6) wird der Boden dann dem eigent­ lichen im Chargenbetrieb arbeitenden Extraktionsbehälter (8) zugeführt. Durch die zweistufige Extraktion wird gewährleistet, daß immer die für die gewünschte Reinigungsleistung benötigte Extraktionszeit eingestellt werden kann. Nach der Vortrocknung durchläuft der Boden nun die erste Extraktionsstufe im Teil­ behälter (9), wobei der Boden permanent zum Beispiel mit einem Pflugscharmischer (13) so bewegt wird, daß eine Benetzung der einzelnen Körner durch das Lösungsmittel, das über den Lösungsmittelzulauf (15) zugeführt wird, gewährleistet ist. Der Teilbehälter (9) ist wie der gesamte Extraktionsbehälter (8) mit einer Hohlwand (10) ausgeführt, der zur gleichmäßigen Beheizung ein Thermoöl über die Zuführung (11) zugeführt wird. Außerdem sind im Teilbehälter (9) und auch in den nachfolgenden Behältern Heizungen (12, 17) installiert, um eine gleichmäßige Temperatur hier zu halten und zwar von ru d 60 bis 80 Grad.

Nach der entsprechenden Behandlung wird der Boden, der etwa im Verhältnis 1 : 1 mit Lösungsmittel durchmischt ist, über den Überlauf (14) in den Pufferbehälter (16) überführt. Hier wird das überschüssige Lösungsmittel über die Lösungsmittelab­ leitung (18) abgeführt, um dann wie noch später erläutert gereinigt zu werden. Bei diesem Lösungsmittel handelt es sich um ein stark belastetes Lösungsmittel, so daß eine Regenerierung und Schadstoffabtrennung in einer fraktionellen Destillation zweckmäßig ist.

Nach dem Durchlaufen des Pufferbehälters (16) gelangt der vorgereinigte Boden über den Überlauf (19) in den zweiten Teilbehälter (20) und damit in die endgültige zweite Extraktions­ stufe, in der die noch verbliebenen Schadstoffanteile aus dem Boden entfernt werden. Die Bewegung des Bodens im zweiten Extraktionsschritt erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie im ersten Behälter. Auch hier ist ein Pflugscharmischer (25) vorgesehen. Die Lösungsmittel werden über den Lösungsmittel­ zulauf (21) zu- und über den Lösungsmittelablauf (22) abgeführt.

Da es sich hier nur um schwachbelastete Lösungsmittel handelt, kann es in der Kreislaufleitung (23) mit der Pumpe (24) wieder in den ersten Teilbehälter (9) zurückgeführt werden, um dort die Lösearbeit zu vollziehen.

Über den Auslauf (26) verläßt der Boden dann den Teilbehälter (20), um in der Abtropfstrecke (28) vom restlichen Lösungs­ mittel befreit zu werden, das über den Lösemittelrücklauf (29) ebenfalls in die Kreislaufleitung (23) eingeführt wird.

An die Abtropfstrecke (28) ist eine Nachtrocknung (30) angeschlossen, wo die letzten Reste an Lösungsmittel verdampft werden, indem das Gesamtgut auf eine Temperatur über den Siedepunkt des Lösungsmittels gebracht wird. Die abgehenden Brüden aus der Nachtrocknung und Abtropfstrecke (28) werden in einer Brüdenaufbereitung (31) gereinigt.

Der gereinigte Boden verläßt die Nachtrocknung (30) über die Schleuse am Boden der Nachtrocknung (30) und wird dann als gereinigter Boden (32) abgelagert.

Die stark kontaminierten und stark belasteten Lösungs­ mittel verlassen den Pufferbehälter (16) über die Lösemittel­ ableitung (18), durchlaufen zunächst eine Feinkornabtrennung (34) und werden dann in der fraktionellen Destillation (35) aufbereitet. Der angeschlossene Schadstoffbehälter (36) nimmt alle Schadstoffe auf, die dann gesondert abgelagert oder weiterverarbeitet werden können. Die vorgereinigten Lösemittel durchlaufen die Kondensation (37) und werden dann in der Lösemittelvorlage (38) zwischengespeichert.

Mit (40 und 41) ist die zugeordnete Energieversorgung und die Meß- und Regeltechnik bezeichnet.

Claims (2)

1. Verfahren zur Bodenextraktion, insbesondere von mit organischen Schadstoffen kontaminierten Böden, indem die Böden mit Lösungsmittelgemischen zusammengebracht und nach dem Auswaschen wieder getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaminierten Böden nach einer vereinfachten Auf­ bereitung auf 5 bis 15 Gew.% Wasser getrocknet und die dabei entstehenden Dämpfe aufgefangen und in einer Stripper-Anlage gereinigt werden, während das getrocknete Gut im Chargenbetrieb mit zwischengeschalteter Pufferung bei Wärmezufuhr zweistufig extrahiert und dann in einer Abtropfstrecke vom Lösungsmittel getrennt wird, wobei das Lösungsmittel im Kreislauf geführt wird.

2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß einem mehrstufigen Extraktionsbehälter (8) ein Vortrockner (4) mit nachgeordneter Stripperanlage (5) vorgeschaltet ist, daß der Extraktionsbehälter zwei Teilbehälter (9, 20) mit Pflugscharmischer (13, 25) und einem zwischengeschalteten Pufferbehälter (16) aufweist, die miteinander verbunden und beheizbar ausgebildet sind, daß beide Teilbehälter einen Lösungsmittelzulauf (15, 21) und eine direkte oder indirekte Lösungsmittelableitung mit fraktioneller Destillation (35) aufweisen und daß dem zweiten Teilbehälter (20) eine Abtropf­ strecke (28) mit Nachtrocknung (30) und mit Brüdenaufbereitung (31) nachgeordnet ist.