DE4234111C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung kontaminierter Böden unter Verwendung einer Bioreaktor-Einrichtung gemäß dem Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Anspruch 15.

Aus F. Arendt et al., Altlastensanierung 90, 3. Internationaler Kongreß über Altlastensanierung, 10. bis 14. Dezember 1990, Karlsruhe (BRD), Klüver Academic Publishers, Band II, Seiten 1103 bis 1104 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Rei­ nigung kontaminierter Böden bekannt, bei dem bzw. der ein ge­ mischtkörniger Boden einem gleichzeitig als Separator dienenden Bioreaktor zugeführt und darin von einer aufwärts fließenden Flüssigkeit durchströmt wird. Der Boden zerfällt dabei im Bio­ reaktor in eine grobe Fraktion und in eine feine Fraktion, wo­ bei die grobe Fraktion abgezogen wird und die feine Fraktion weiteren Bioreaktoren zugeführt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die eine Steigerung der in einer Bioreaktor-Einrichtung erzielbaren Schadstoffabbau­ leistung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.

Erfindungsgemäß sind der Reinigung in der Bioreaktor-Einrichtung ein mechanisches Waschreinigungsverfahren mit mehreren aufeinanderfolgenden Attritionsbehandlungen vorgeschaltet. Hierdurch wird die Reinigung in der Bioreaktor-Einrichtung besonders effektiv, da sich durch die an sich bekannte Fraktionierung von Böden während eines mechanischen Waschreinigungsvorgangs und Ausscheidung gereinigter Partikelfraktionen eine Konzentration der Schadstoffanlagerungen auf der für die Eingabe in die Bioreaktor-Einrichtung bestimmten Bodenpartikelfraktion erzielen läßt. Darüber hinaus wird durch die Fraktionierung auch die Reinigung von Böden möglich, die an sich ein für das Bioreaktorverfahren zu großes Korn aufwei­ sen.

Die mit biologisch abbaubaren Schadstoffen, wie z. B. Mine­ ralöle, polyzyklische Aromaten, Phenole, PCB usw., angereicherte Bodenpartikelfraktion wird anschließend in wässeriger Suspension in die Bioreaktor-Einrich­ tung eingegeben. Durch diese Eingabeart der konta­ minierten Partikel ist sichergestellt, daß deren Oberfläche auch nach der Eingabe in die Bioreaktor- Einrichtung mit Wasser benetzt ist, um so den über­ wiegend in Form von Bakterien vorliegenden Mikro­ organismen die Aufnahme von auf den Partikelober­ flächen adsorbierten Schadstoffen zur Umwandlung in unschädliche Stoffwechselendprodukte zu ermög­ lichen. Dabei erfolgt die Zuführung von Mikroorga­ nismen in die Bioreaktor-Einrichtung zusammen mit der Suspension, in der sie, etwa in Form von Boden­ bakterien, ohnehin enthalten sind, so daß auf eine gesonderte Zugabe von Mikroorganismen verzichtet werden kann. Natürlich kann darüber hinaus eine zusätzliche, etwa nachträgliche Zugabe von Mikro­ organismen, beispielsweise in Form von Belebt­ schlamm, erfolgen.

Nach Eingabe der Bodenpartikel werden diese in der Bioreaktor-Einrichtung in Dispersion mit einem Trägerfluid gehalten. Durch die feine Verteilung der Feststoffpartikel in einer flüssigen oder gas­ förmigen äußeren Phase werden die Feststoffpartikel während ihrer Verweilzeit in der Bioreaktor-Ein­ richtung quasi beständig in einer Art Schwebe­ zustand gehalten, der es den Mikroorganismen ermög­ licht, während der gesamten Verfahrensdauer unein­ geschränkt auf die auf den Feststoffpartikelober­ flächen adsorbierten Schadstoffe zuzugreifen.

Da der Energieaufwand, der notwendig ist, um die Bodenpartikel in der Reaktor­ einrichtung in Dispersion zu halten, mit der Größe bzw. dem Gewicht der Bodenpartikel steigt, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, nur solche Bodenpartikel der Reinigung in der Reaktoreinrich­ tung zuzuführen, deren Größe 0,5 mm nicht über­ steigt.

In Abhängigkeit von der Partikelgröße erweisen sich insbesondere in energetischer Hinsicht zwei unter­ schiedliche Arten des Reaktorbetriebs als vorteil­ haft.

Für eine Partikelgröße bis zu 60 µm kann der Reak­ tor als Wirbelbett-Reaktor betrieben werden. Hier­ bei wird ein Gas, etwa Luft, als Trägerfluid in einen Partikeleintrag in den Reaktor eingeblasen. Die zur Aufrechterhaltung der Dispersion eingebla­ sene Luft kann dabei zusätzlich als Sauerstofflie­ ferant für den Stoffwechsel der Mikroorganismen dienen.

Bei einer Partikelgröße von 60 µm bis 500 µm erweist sich ein Betrieb des Reaktors als Umwälzströmungs-Reaktor als vorteilhaft, bei dem eine Flüssigkeit, etwa Wasser, als Trägerfluid zur Aufrechterhaltung einer Suspension im Reaktor umgewälzt wird. Zur Versorgung der Mikroorganismen mit Sauerstoff kann ein sauerstoffhaltiges Gas, etwa Luft, in den Reaktor eingeblasen werden. Da­ rüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, die Trägerflüssigkeit unmittelbar mit Sauerstoff anzu­ reichern.

Um die Stoffwechselvorgänge in der Bioreaktor-Ein­ richtung zu beschleunigen, kann die Bioreaktor- Einrichtung beheizt werden. Es kann sich allerdings auch als ausreichend erweisen, wenn die Beheizung nur zum In-Gang-Setzen der Stoffwechselvorgänge erfolgt und ansonsten die bei den Stoffwechselvor­ gängen freiwerdende Wärme zur weiteren Stützung des Verfahrens genutzt wird. Hierbei erweist es sich dann als vorteilhaft, wenn die Bioreaktor-Einrich­ tung mit einer entsprechenden Isolierung versehen ist.

Um die Beheizung möglichst energiesparend auszufüh­ ren, kann eine Kraft-Wärme-Kopplung zwischen einer für den Betrieb der mechanischen Wascheinrichtung genutzten Energieerzeugungseinrichtung und der Bioreaktor-Einrichtung vorgesehen werden. Hierdurch kann die Abwärme aus der Energieerzeugung für den Betrieb der mechanischen Wascheinrichtung zur Be­ heizung der Bioreaktor-Einrichtung genutzt werden.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die vorbeschriebene Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung einer Basiswärmemenge dient und die im jeweiligen Verfahrensstadium in der Bioreaktor-Einrichtung erforderliche Restwärmemenge zur Erzielung einer während des gesamten Verfahrensablaufs in der Bioreaktor-Einrichtung im wesentlichen konstanten Temperatur durch eine Zusatzheizung, die etwa als elektrische Heizung ausgebildet sein kann, erzeugt wird.

Die in der Bioreaktor-Einrichtung zumindest teil­ weise bei den Stoffwechselvorgängen verbrauchte Luft wird als Abluft aus der Bioreaktor-Einrichtung herausgeführt und einer Abluftfilterung unterzogen. Bei ausreichendem Restsauerstoffgehalt kann die Abluft nach der Filterung wieder in die Reaktorein­ richtung eingeleitet werden.

Zur besseren Lösung des Sauerstoffs in dem in der Reaktoreinrichtung vorhandenen Wasser, insbesondere in den auf den Partikeloberflächen vorhandenen Wasserbenetzungen, kann die Reaktoreinrichtung als Druckreaktor betrieben werden.

Zur Förderung des biologischen Schadstoffabbaus in der Reaktoreinrichtung kann zusätzlich zu den ohne­ hin in der für die Eingabe in den Reaktor bestimm­ ten wässerigen Suspension enthaltenen Mikroorganis­ men Biomasse, etwa Belebtschlamm, in die Reaktor­ einrichtung eingegeben werden.

Die Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden mit einer Bioreaktor-Einrichtung weist gemäß Anspruch 15 neben der Bioreaktor-Einrichtung eine mechanische Wascheinrichtung mit einer Attritionseinrichtung auf, die der Bioreaktor-Einrichtung im Verfahrensablauf vorgeordnet ist und zur Bildung und Ausscheidung gereinigter Partikelfraktionen sowie Bildung einer schadstoffangereicherten Partikelfraktion dient.

Die Bioreaktor-Einrichtung kann aus einem oder auch aus mehreren einzelnen Bioreaktoren gebildet sein, die parallel betrieben werden können. Hierdurch ist zum einen die Möglichkeit gegeben, die Bioreaktor- Einrichtung durch die gewählte Anzahl der einzelnen Bioreaktoren der Durchsatzleistung der mechanischen Wascheinrichtung anzupassen. Zum anderen können etwa auch unterschiedliche Bodenfraktionen mit unterschiedlichen Partikelgrößen parallel gereinigt werden, um somit die Reinigung des gesamten Bodens in möglichst kurzer Zeit durchführen zu können.

Wenn der oder die einzelnen Bioreaktoren zumindest ihre äußeren Abmessungen betreffend als genormte Hakenliftreaktoren ausgebildet sind, eignet sich die Vorrichtung in besonderem Maße für die Durch­ führung eines On-Site-Reinigungsverfahrens, bei dem der Boden ausgekoffert und vor Ort biologisch be­ handelt wird.

Der oder die Bioreaktoren können so ausgeführt sein, daß ein Warmwasserkreislauf zur Erzeugung einer Basiswärme und eine etwa elektrisch ausgebil­ dete Zusatzheizeinrichtung zur weiteren Aufheizung des Wassers auf eine geeignete Prozeßtemperatur vorgesehen ist.

Zur Aufrechterhaltung einer Dispersion in dem oder den Bioreaktoren sind diese mit einer Wirbelbil­ dungseinrichtung versehen, die im Fall eines als Wirbelbett-Reaktors ausgebildeten Reaktors eine Gaseinblaseinrichtung und im Fall eines als Umwälz­ strömungs-Reaktors ausgebildeten Reaktors eine hydraulische Umwälzeinrichtung aufweist.

Bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sowie der zur Durchführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens verwendbaren Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Ablauf bei der mechanischen Wäsche von Böden und deren Fraktionierung als vorbereitende Maßnahme für die Eingabe entsprechend fraktionierter Bodenpartikel in eine Bioreaktor-Einrichtung;

Fig. 2 einen Wirbelbett-Bioreaktor zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 3 einen Umwälzströmungs-Bioreaktor zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens.

Fig. 1 zeigt den Verfahrensablauf in einer mechani­ schen Wascheinrichtung, die den in den Fig. 2 und 3 erfindungsgemäßen Bioreaktoren 10 und 11 im Betrieb vorgeordnet werden kann. Die hierbei die einzelnen Partikelfraktionen kennzeichnenden Partikelgrößen sind als Beispiele für mögliche Partikelgrößen zu verstehen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten mechanischen Wasch­ verfahren wird das kontaminierte Bodenmaterial zunächst einer Vorfraktionierung zugefördert, in der eine vorübergehende Aufteilung des kontaminier­ ten Materials in eine Bodenfraktion mit einem Par­ tikeldurchmesser 100 mm und in eine Bodenreaktion mit einem Partikeldurchmesser <100 mm durchgeführt wird. Die Partikelfraktion mit den größeren Boden­ partikeln wird einem Brecher zugeführt, um dort zerkleinert und schließlich wieder mit der anderen Bodenfraktion vor oder in einer Wascheinrichtung zusammengeführt zu werden. Während oder nach dem Waschvorgang erfolgt eine Fraktionierung des Boden­ materials und eine anschließende Klassierung in gereinigtes Material mit einem Partikeldurchmesser <32 mm, wobei die weitere Partikelfraktion mit einem Partikeldurchmesser 32 mm einem weiteren Wasch-/Fraktionierungsvorgang zugeführt wird. Hier erfolgt eine Ausscheidung von Leichtgut, etwa Schwebeteilchen, und anschließend eine weitere Klassierung, mit der Folge, daß weiteres gereinig­ tes Material, hier mit einem Partikeldurchmesser von etwa 4 mm bis 32 mm aus dem Verfahren herausge­ führt wird. Nach einem weiteren, dritten Wasch- /Fraktionierungsvorgang erfolgt eine Separierung des im mechanischen Reinigungsverfahren verbliebe­ nen Bodenmaterials in einen ersten Anteil mit einem Partikeldurchmesser bis 60 µm und einen zweiten Anteil mit einem Partikeldurchmesser von etwa 60 µm bis 4 mm. Nach der Separierung wer­ den beide Anteile getrennt jeweils einem Bioreaktor 10, 11 (Fig. 2 und 3) zugeführt.

Der in Fig. 1 links der Separarierungsstelle nach­ folgend dargestellte Verfahrenszweig betrifft die weitere Präparierung des relativ groben Bodenan­ teils mit einem Partikeldurchmesser von etwa 60 µm bis 4 mm bis zur Eingabe von Bodenpartikeln in den Umwälzströmungs-Bioreaktor 11. Nach einem weiteren Wasch-/Fraktionierungsvorgang wird eine Klassierung durchgeführt und gereinigtes Material mit einem Partikeldurchmesser von 200 µm bis 4 mm aus dem Verfahren herausgeführt. Das im Verfahren ver­ bleibende Material wird nachfolgend im wesentlichen sedimentiert und ein verbleibender Schlammaustrag, der die im Verfahren verbliebenen kontaminierten Bodenpartikel in wässeriger Suspension aufweist, in den Umwälzströmungs-Bioreaktor 11 eingebracht.

Der der Separierungsstelle nachfolgende rechte Verfahrenszweig betrifft die weitere Präparierung des Bodenanteils mit den relativ geringen Partikel­ durchmessern bis 60 µm bis zur Eingabe in den Wirbelbett-Bioreaktor 10. Hierbei wird dem ent­ sprechenden Bodenanteil in einer Flotations-/Aus­ flockungsstufe Leichtgut entzogen, so daß das wie bei der vorhergehenden, an einer beispielhaften Stelle des Verfahrensablaufs erwähnten Leichtgutab­ scheidung abgeschiedene Leichtgut einer Deponie zugeführt werden kann. In einer nachfolgenden Sedimentationsstufe erfolgt dann die Bildung des Schlammaustrags, um die kontaminierten Bodenparti­ kel mit einer Partikelgröße bis 60 µm in wässeriger Suspension in den Wirbelbett-Bioreaktor 10 (Fig. 2) eingeben zu können.

Durch die einander nachfolgenden Wasch-, Fraktio­ nierungs- und Klassierungsvorgänge während der mechanischen Wäsche des kontaminierten Ausgangsma­ terials wird erreicht, daß die an der Oberfläche der Bodenpartikel angelagerten Schadstoffe von den jeweils größeren Bodenpartikeln abgewaschen und in konzentrierter Form adsorptiv an die kleinen Boden­ partikel, die schließlich in wässeriger Suspension in die Bioreaktoren eingegeben werden, gebunden und an diesen angereichert werden. Die mit Schadstoffen angereicherten Bodenpartikel erfahren schließlich je nach Größe eine biologische Reinigung in dem Wirbelbett-Bioreaktor 10 oder dem Umwälzströmungs- Bioreaktor 11. Natürlich wäre es auch möglich, ohne die vorstehend erwähnte Separierung der Bodenparti­ kel vorzunehmen, sämtliche mit angereicherten Schadstoffen belasteten Bodenpartikel einem Wirbel­ bett-Bioreaktor 10 oder einem Umwälzströmungs-Bio­ reaktor 11 zuzuführen. Jedoch hat sich herausge­ stellt, daß aufgrund der Separierung in mindestens zwei Bodenpartikelanteile mit verschiedenen Parti­ keldurchmesserbereichen ein energetisch besonders günstiger Betrieb der Bioreaktoren möglich ist. Dabei geben die vorgenannten Partikelgrößenbereiche oder Partikelgrößengrenzen sowohl hinsichtlich der separierten Bodenanteile als auch der vorgenommenen Materialklassierungen nur Anhaltswerte wieder, die etwa je nach Beschaffenheit des Bodenmaterials verändert werden müssen, um die jeweils günstigsten Reinigungsergebnisse zu erzielen.

Der in Fig. 2 dargestellte Wirbelbett-Bioreaktor 10 weist einen konischen Unterteil 12 mit einem darauf befindlichen zylindrisch ausgebildeten Ober­ teil 13 auf. Das Unterteil 12 ist in einem Gestell 14 angeordnet, das es ermöglicht, den Wirbelbett- Bioreaktor 10 als handhabbare Einheit zu positio­ nieren.

In das Oberteil 13 führen drei Zuleitungen, nämlich eine Zuleitung 15 zur Zuleitung der durch den Pfeil 16 gekennzeichneten wässerigen Bodenpartikelsuspen­ sion, die Zuleitung 17 zur Zuleitung von durch den Pfeil 18 gekennzeichneter Flüssigkeit, etwa Wasser, und die Zuleitung 19 zur Zuleitung von durch den Pfeil 20 gekennzeichneter Biomasse. Weiterhin be­ findet sich am Oberteil 13 eine Ableitung 21 zur Ableitung von Abluft 22 aus dem Bioreaktor 10.

Darüber hinaus ist im Oberteil 13 eine etwa mit Wasser 23 als Wärmeträgermedium durchströmte Heiz­ einrichtung 24 vorgesehen, durch die das Wasser 23, etwa durch eine Heizschlange 25 geleitet, durch den Behälterinnenraum zur Abgabe von Wärme an den Be­ hälterinnenraum hindurchströmt. Wie durch den ge­ strichelten Linienverlauf zur Darstellung der Heiz­ einrichtung 24 angedeutet werden soll, ist die Heizeinrichtung 24 zum Betrieb des Bioreaktors 10 nicht unbedingt erforderlich, sondern kann im Be­ darfsfall vorgesehen werden. Dasselbe gilt auch für eine mit der Heizeinrichtung 24 gekoppelte Zusatz­ heizeinrichtung 26, die zur Einstellung einer vor­ bestimmten Temperatur des durch die Heizschlange 25 hindurchströmenden Wassers 23 verwendet werden kann.

Weiterhin ist eine mit Düsen bestückte Gasein­ blaseinrichtung 27 vorgesehene mit der etwa sauer­ stoffhaltiges Gas 29 oder Luft in den Bioreaktor 10 bzw. dessen Oberteil 13 eingeblasen werden kann. Die Gaseinblaseinrichtung 27 kann optional mit einer Heizeinrichtung 28 versehen werden, um das einzublasende Gas 29 temperieren zu können.

Am trichterförmig zulaufenden Ende des Unterteils 12 befindet sich schließlich über einer verschließ­ baren Ausgabeöffnung 38 ein Krählwerk 32, das zur Überstreichung der Innenwand des Unterteils 12 dient.

Beim Betrieb des Bioreaktors 10 wird durch die Zuleitung 15 die Suspension 16 mit darin enthalte­ nen Bodenpartikeln 31 in den Reaktorinnenraum ein­ gegeben. Nach Eingabe einer vorbestimmten Charge wird die Gasblaseinrichtung 27 des Reaktors in Betrieb genommen und es erfolgt die in Fig. 2 dar­ gestellte Verwirbelung der Bodenpartikel 31 im Reaktorinnenraum. Infolge der Verwirbelung sind die Oberflächen der einzelnen Bodenpartikel 31 für die in der Suspension 16 mitenthaltenen Bakterien frei zugänglich, so daß ein effektiver biologischer Schadstoffabbau im Reaktor erfolgen kann. Der bei der Stoffwechselreaktion im Reaktor verbrauchte und in Kohlendioxid umgewandelte Sauerstoff kann als Abluft 22 durch die Ableitung 21 aus dem Reaktor­ inneren abgeführt werden. Dabei ist eine, in Fig. 2 nicht näher dargestellte Filtereinrichtung zur Abluftfilterung vorgesehen, so daß etwaige Stoff­ wechselzwischenprodukte nicht ungehindert aus dem Reaktorinnenraum nach außen entweichen können.

Falls erforderlich, kann zur Ergänzung von Flüssig­ keit, etwa Wasser 18, durch die Zuleitung 17 in den Reaktorinnenraum eingegeben werden. Dasselbe gilt für Biomasse 20, etwa Belebtschlamm, der durch die Zuleitung 19 zur Beschleunigung der Stoffwechsel­ reaktionen im Reaktorinnenraum hinzugegeben werden kann.

Nach Beendigung der Stoffwechselvorgänge im Reak­ torinnenraum, also nach abgeschlossenem Schadstoff­ abbau, werden die dekontaminierten Bodenpartikel durch die Ausgabeöffnung 38 nach draußen, auf etwa ein bereitstehendes Förderband, ausgegeben. Um die Anlagerung von Bodenpartikeln 31 an der Innenwand des Unterteils 12 zu verhindern, läßt sich während der Ausgabe der dekontaminierten Bodenpartikel 31 das Krählwerk 32 in Betrieb nehmen.

Zur Überwachung der im Bioreaktor 10 ablaufenden Stoffwechselreaktionen sind in Fig. 2 nicht näher dargestellte Meßeinrichtungen für die Erfassung von Sauerstoff-, pH-, Temperatur-, CO₂-Werten, der Suspensionsdichte und etwaigen anderen interessie­ renden Größen vorgesehen, deren Meßwerte auch zur Steuerung bzw. Regelung des Verfahrensablaufs im Bioreaktor 10 verwendet werden können. Des weiteren können ebenfalls hier nicht dargestellte Probungs­ einrichtungen in mehreren Horizontalebenen angeord­ net vorgesehen werden, um dem Reaktor Proben auch während des Verfahrensablaufs entnehmen zu können.

Fig. 3 zeigt den Umwälzströmungs-Bioreaktor 11, der wie der vorstehend erläuterte Wirbelbett-Bioreaktor 10 einen Unterteil 12, einen Oberteil 13 sowie ein am Unterteil 12 angeordnetes Gestell 14 aufweist. Weiterhin ist der Bioreaktor 11 ebenfalls mit einer Zuleitung 15 zur Zuleitung von Bodenpartikeln 31 in wässeriger Suspension 16, einer Zuleitung 19 zur Zuleitung von Biomasse 20 und einer Ableitung 21 zur Ableitung von Abluft 22 ausgestattet.

Während bei dem Wirbelbett-Bioreaktor 10 Luft als Trägerfluid zur Ausbildung einer Dispersion im Reaktorinnenraum verwendet wird, wird in den Um­ wälzströmungs-Bioreaktor 11 Wasser 33 durch eine Zuleitung 34 als Trägerfluid oder äußerer Phase zur Ausbildung einer Dispersion mit den Bodenpartikeln 31 als innerer Phase eingeleitet. Zur Einleitung der für die Stoffwechselvorgänge im Reaktor erfor­ derlichen Luft bzw. des erforderlichen Sauerstoffs ist eine Zuleitung 35 vorgesehen. Im Reaktorinnen­ raum ist eine Umwälzpumpe 36 vorgesehen, die zu einer Verwirbelung der im Reaktor befindlichen Trägerflüssigkeit und damit zu einer gleichmäßigen Verteilung der Bodenpartikel 31 in der Trägerflüs­ sigkeit führt, so daß auch hier die Bodenpartikel 31 in Dispersion gehalten werden und eine gute Zugänglichkeit der Partikeloberflächen für im Reak­ tor enthaltene Bakterien gegeben ist. Natürlich ist es auch möglich, die Umwälzpumpe 36, mit entspre­ chenden Anschlußleitungen zum Reaktorinnenraum versehen, außerhalb des Reaktorinnenraums anzuord­ nen. Entscheidend ist, daß zur Aufrechterhaltung einer Dispersion die notwendige Verwirbelung im Reaktorinnenraum erreicht wird.

Optional steht auch bei dem Umwälzströmungs-Bio­ reaktor eine Heizeinrichtung 24, wie bereits vor­ stehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben, zur Verfügung. Um eine Sedimentation der Bodenpar­ tikel 31 an der Innenwand des Unterteils 12 bei der Ausgabe aus der Ausgabeöffnung 38 zu verhindern, ist auch der Umwälz-Bioreaktor 11 mit einem Krähl­ werk 32 versehen.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind sowohl der Wirbelbett-Bioreaktor 10 als auch der Umwälz­ strömungs-Bioreaktor 11 mit Aufnahmehaken 37 verse­ hen, die es ermöglichen, die Bioreaktoren 10, 11 leicht zu handhaben.

Claims (21)

1. Verfahren zur Reinigung hydrophobe Schadstoffe enthalten­ der Böden, wobei Bodenpartikel (31) in wäßriger Dispersion mehreren Attritionsbehandlungen unterzogen werden und nach jeder Attritionsbehandlung der jeweilige Grobanteil als gerei­ nigte Fraktion abgetrennt wird, wobei eine Anreicherung von Schadstoffen an den jeweils im Verfahren verbleiben­ den Bodenpartikeln (31) bis zum Erreichen einer mit Schadstoffen angereicherten Partikelfraktion erfolgt, und diese Partikelfraktion in wäßriger Suspension (16) in eine Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) eingebracht und in dieser in Dispersion mit einem Trägerfluid (29, 33) ge­ halten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) Bodenpartikel (31) mit einer Partikelgröße nicht größer als 0,5 mm ein­ gegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß ein Bioreaktor (10) der Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) als Wirbelbett-Bioreaktor betrieben wird, bei dem ein Gas (29), vorzugsweise Luft, als Trägerfluid in einen im Bioreaktor (10) befindlichen Partikeleintrag eingeblasen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Bioreaktor (10) eingeblasene Gas sowohl zur Aufrechterhaltung der Dispersion als auch zur Unter­ haltung des biologischen Schadstoffabbaus im Biorektor (10) dient.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wirbelbett-Bioreaktor (10) in Suspension (16) Bodenpartikel (31) mit einer Partikelgröße bis zu etwa 60 µm eingegeben werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bioreaktor (11) der Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) als Umwälzströmungs-Bioreaktor betrieben wird, bei dem eine Flüssigkeit (33), vorzugsweise Wasser, als Trä­ gerfluid zur Aufrechterhaltung der Dispersion im Bioreak­ tor (11) kontinuierlich umgewälzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein sauerstoffhaltiges Gas (29), vorzugsweise Luft, zur Unterhaltung des biologischen Schadstoffabbaus in den Bioreaktor (11) eingeblasen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Umwälzströmungs-Bioreaktor (11) in Suspension (16) Bodenpartikel (31) mit einer Partikelgröße von 60 µm bis zu 500 µm eingegeben werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) beheizt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) mittels einer Kraft-Wärme-Kopplung zur Nutzung der bei der Energieerzeugung für die mechanische Wascheinrichtung erzeugten Abwärme erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung einer Basis­ wärmemenge dient, die mit einer Zusatzwärmemenge überla­ gert wird, welche vorzugsweise in einer elektrischen Zu­ satzheizung erzeugt wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) ausströmende Abluft (22) einer Abluftfilterung unterzogen und nachfol­ gend bei ausreichendem Restsauerstoffgehalt wieder in die Biorektor-Einrichtung (10, 11) eingeleitet wird.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) mit erhöhtem In­ nendruck betrieben wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des biologischen Schadstoffabbaus Bio­ masse (20), vorzugsweise Belebtschlamm, in die Biore­ aktor-Einrichtung (10, 11) eingegeben wird.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, aufweisend eine mechanische Wascheinrichtung mit einer Attritions­ einrichtung zur Bildung und Ausscheidung gereinigter Par­ tikelfraktionen sowie Bildung einer mit Schadstoffen an­ gereicherten Partikelfraktion, und eine Bioreaktor-Ein­ richtung (10, 11) zur Reinigung der mit Schadstoffen an­ gereicherten Partikelfraktion.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bioreaktor-Einrichtung (10, 11) mehrere Bioreak­ toren (10, 11) aufweist, die parallel betreibbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Bioreaktoren (10, 11) als genormte Ha­ kenlift-Reaktoren ausgebildet sind.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Bioreaktor(en) (10, 11) mit einem Warm­ wasserkreislauf (24) zur Erzeugung einer Basiswärme und einer vorzugsweise elektrischen Zusatzheizeinrichtung (26) zur weiteren Aufheizung des Wassers im Warmwasser­ kreislauf (24) versehen ist oder sind.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Bioreaktor(en) (10, 11) mit einer Wir­ belbildungseinrichtung (27, 36) zur Verwirbelung der im Bioreaktor (10, 11) befindlichen Bodenpartikel (31) ver­ sehen ist oder sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelbildungseinrichtung bei einem als Wirbel­ bett-Bioreaktor (10) ausgebildeten Bioreaktor eine Gaseinblaseinrichtung (27) aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelbildungseinrichtung bei einem als Umwälz­ strömungs-Bioreaktor (11) ausgebildeten Bioreaktor eine hydraulische Umwälzeinrichtung (36) aufweist.