DE9116560U1 - Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden - Google Patents

Description

Unser Zeichen: 92 1029 Datum: 24. November 1992

Philipp Holzmann Aktiengesellschaft,
Taunusanlage 1, 6000 Frankfurt/Main

Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden von anhaftenden Schadstoffen in fester oder flüssiger Form sowie zur anschließenden Trennung der festen Bodenkornanteile von der Reinigungsflüssigkeit und den in ihr gelösten und/oder suspendierten Schadstoffen.

Bei der Reinigung von kontaminierten Böden besteht die Aufgabe, schadstoffbelastete Böden von anhaftenden Schadstoffen in fester und flüssiger Form zu reinigen und anschließend eine Trennung der festen Bodenkornanteile von der Waschflüssigkeit und in ihr gelösten bzw. suspendierten Schadstoffen durchzuführen. Für die Wäsche des Bodens sind verschiedene Verfahren zum Energieeintrag in ein Boden-Wasser-Gemisch bekannt. Die Fest-Flüssig-Trennung der entstehenden Aufschlämmungen von Boden in Wasser oder anderen Reinigungsflüssigkeiten wird in der Regel mit bekannten verfahrenstechnischen Methoden, wie Zyklonierung, Siebung, Aufstromsortierung und Entwässerung durchgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Reinigung kontaminierter Böden sowie zur anschließenden Trennung der festen Bodenkornanteile von der Reinigungsflüssigkeit und den Schadstoffen zu schaffen, die bei einer besonders kompakten Bauweise eine möglichst frühzeitige Trennung der Fein- und Feinstanteile von der Aufschlämmung ermöglicht und damit einen hohen Trennungswirkungsgrad erreicht.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein zylindrisches Gehäuse mit mindestens einer im wesentlichen tangential ausgerichteten Hochdruckinjektionsdüse zur Einleitung der Waschflüssigkeit, mit mindestens einem Überlauf für die überschüssige, mit den Schadstoffen beladene Waschflüssigkeit und mit mehreren konzentrisch im Gehäuse angeordneten, mit dem Boden des Gehäuses abgedichtet verbundenen zylindrischen Trennwänden, die eine von der äußeren zur inneren Trennwand stufenweise zunehmende axiale Längserstreckung haben und zwischen sich ringförmige Klassierkammern für die durch die Hochdruckinjektionsdüse in Rotation versetzten und damit Zentrifugalkräften unterworfenen Bodenkörner bilden, wobei im Boden jeder Klassierkammer mindestens eine Abzugsöffnung für die sich am Boden absetzenden, durch die mit hohem Druck erfolgte Beaufschlagung mit Waschflüssigkeit gereinigten Bodenkörner angeordnet ist.

Das in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebrachte kontaminierte Material gelangt in eine Kreisströmung, die innerhalb des zylindrischen Gehäuses durch das Einleiten der Waschflüssigkeit mittels mindestens einer tangential ausgerichteten Hochdruckinjektionsdüse erzeugt wird. Hierbei passiert das kontaminierte Material mehrfach die Hochdruckinjektionsdüse, wodurch infolge der Strahlwirkung der Reinigungsflüssigkeit die Bodenkörner mechanisch von den anhaftenden Schadstoffen gereinigt werden. Die in fester oder flüssiger Form vorliegenden Schadstoffe werden hierbei in der Waschflüssigkeit gelöst und/oder suspendiert. Gleichzeitig wird das Bodenmaterial, das von der Kreisströmung erfaßt wird, in eine Drehbewegung versetzt, so daß auf die Bodenkörner Zentrifugalkräfte wirken, die außer von der Größe der Drehbewegung von der Korngröße abhängen. Hierbei werden größere und schwerere Bodenkörner innerhalb des zylindrischen Gehäuses stärker nach außen verfrachtet als leichtere Partikel. Mit der Drehbewegung ist auf diese Weise

gleichzeitig ein Klassiervorgang verbunden, durch den sich unterschiedlich große und schwere Bodenkörner in unterschiedlichen Klassierkammern absetzen, die durch die konzentrisch im Gehäuse angeordneten zylindrischen Trennwände gebildet werden. Die größeren Bodenkörner setzen sich hierbei in den äußeren ringförmigen Klassierkammern, die feineren Bodenkörner in den Klassierkammern nahe der Mitte des zylindrischen Gehäuses ab. Über die im Boden jeder Klassierkammer angeordneten Abzugsöffnungen erfolgt ein Austrag der gereinigten Bodenkörner, die anschließend einer Weiterbehandlung zugeführt werden können. Die mit Schadstoffen beladene Reinigungsflüssigkeit wird über den überlauf abgezogen und kann nach Trennung von den Schadstoffen zur Rückführung in den Reinigungsprozeß wiederverwendet werden.

Mit der Erfindung wird somit eine kompakte Reinigungs- und Klassiervorrichtung geschaffen, welche die Verfahrensschritte Wäsche und Separierung sinnvoll kombiniert und durch die frühzeitige Trennung der Fein- und Feinstanteile von der Aufschlämmung einen hohen Trennungswirkungsgrad erreicht.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann im Randbereich des Gehäuses ein von oben in das Gehäuse hineinragendes Zuführrohr für den kontaminierten Boden angeordnet werden, das zur Gehäusemitte durch ein Leitblech abgeschirmt ist, das an der zylindrischen Gehäusewand beginnt und in Rotationsrichtung hinter dem Zuführrohr im Abstand zur Gehäusewand endet. Hierdurch ergibt sich eine einfache Zufuhr des kontaminierten Bodens ohne nachteilige Beeinflussung der sich im zylindrischen Gehäuse ausbildenden Rotationsströmung.

Der Überlauf der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorzugsweise als zentrales Uberlaufrohr ausgebildet, das oberhalb der benachbarten innersten Trennwand und im Bereich des Leitbleches mündet. Jeder im Boden einer Klassierkammer angeordneten Abzugs-

Öffnung für die Bodenkörner kann erfindungsgemäß eine Entwässerungs- und/oder Siebvorrichtung nachgeschaltet werden.

Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, zur Erhöhung der Reinigungswirkung und/oder zur Stabilisierung der Rotationsströmung mehrere Hochdruckinjektionsdüsen über den Umfang und/oder in der Höhe des Gehäuses verteilt anzuordnen.

Neben der generellen Einsatzmöglichkeit für die Reinigung und Klassierung kontaminierter Böden ist die erfindungsgemäße Vorrichtung darüber hinaus geeignet, die Wasch- und Separieraufgabe für besonders feinkörnige Böden zu übernehmen und auch Restschlämme aus der Bodenwäsche einer Nachreinigung mit direkter Klassierung zu unterziehen. Bei entsprechender Ausgestaltung der Vorrichtung können auch Bentonitsuspensionen, die mit sandigem und kiesigem Aushubmaterial aus der Schlitzwandtechnologie beladen sind, klassiert werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung und

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der Schnittlinie II - II in Fig. 1.

Die schematische Darstellung der Vorrichtung in den Fig. 1 und 2, von denen der senkrechte Schnitt in Fig. 1 sich aus der Schnittlinie I - I in Fig. 2 ergibt, zeigt ein zylindrisches Gehäuse 1, das an seiner Oberseite zumindest im Randbereich mit einem ringförmigen Deckel 2 versehen ist und dessen Boden 3 beim Ausführungsbeispiel mit zwei zylindrischen Trennwänden 4a und 4b versehen ist. Diese Trennwände 4a und 4b bilden ringförmige Klassierkammern 5a,5b und 5c, deren axiale Erstreckung durch die unterschiedliche Höhe der Trennwände 4a und 4b unterschiedlich ist. Wie Fig. 1 erkennen läßt, sind die mit dem Boden 3 abge-

dichtet verbundenen Trennwände 4a und 4b unterschiedlich lang; während die Trennwand 4a eine axiale Erstreckung von etwa 1/4 der Höhe des Gehäuses 1 aufweist, hat die Trennwand 4b eine Länge von etwa 1/2 der Gehäusehöhe.

Zentral im Gehäuse 1 ist ein Uberlaufrohr 6 angeordnet, das sich bis etwa 3/4 der Gehäusehöhe 1 erstreckt. Im Boden jeder Klassierkammer 5a,5b und 5c und an der Unterseite des Uberlaufrohres 6 ist beim Ausführungsbeispiel jeweils eine Abzugsöffnung 7 ausgebildet, der ein Ventil 8 nachgeschaltet ist.

Im Randbereich ist das Gehäuse 1 mit einem in das Gehäuse 1 hineinragenden Zufuhrrohr 9 versehen, auf das ein Aufgabetrichter 10 für den kontaminierten Boden aufgesetzt ist. Zum Gehäuseinneren ist dieses Zufuhrrohr 9 durch ein Leitblech 11 abgeschirmt, das sich über die untere Öffnung des Zufuhrrohres 9 hinaus nach unten erstreckt und mit einem Ende an der zylindrischen Gehäusewand beginnt und mit seinem anderen Ende im Abstand zur Gehäusewand endet, wie dies insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schließlich die Anordnung mehrerer Hochdruckinjektionsdüsen 12, die an eine in der Zeichnung nur angedeutete Ringleitung 13 für die Zufuhr der Waschflüssigkeit angeschlossen sind. Als Waschflüssigkeit kann Wasser, auch mit Zugabe von Lösungsvermittlern und Konditionierungschemikalien, oder eine andere Reinigungsflüssigkeit verwendet werden. Schließlich ist es möglich, die Reinigungsflüssigkeit zu temperieren.

Der mit Schadstoffen in fester oder flüssiger Form kontaminierte Boden wird dem Aufgabetrichter 10 aufgegeben, wobei es gemäß Fig. 1 möglich ist, im Aufgabetrichter 10 einen Flüssigkeitsstand aufrechtzuerhalten, der eine kontinuierliche Zugabe des

Bodens gewährleistet. Aus dem Aufgabetrichter 10 gelangt der kontaminierte Boden über das Zufuhrrohr 9 in den durch das Leitblech 11 vom Gehäuseinneren abgetrennten Bereich. In diesem Bereich werden die kontaminierten Bodenkörner der Strahlwirkung der Hochdruckinjektionsdüsen 12 ausgesetzt, durch welche Waschflüssigkeit mit hohem Druck in das Gehäuse 1 eingeleitet wird. Die Waschflüssigkeit bewirkt demgemäß eine mechanische Reinigung der mit Schadstoffen versehenen Bodenkörner. Gleichzeitig werden die Bodenkörner mit der Waschflüssigkeit in eine Drehbewegung versetzt, die in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet ist. Die Fig. 2 zeigt ebenfalls, daß auf der dem Zufuhrrohr 9 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1 eine weitere Hochdruckinjektionsdüse 12 angeordnet sein kann, die neben einer Verstärkung der Rotationsströmung eine zusätzliche Reinigungswirkung entfaltet. Die tangential ausgerichteten Hochdruckinjektionsdüsen 12 sind demgemäß sowohl über den Umfang als auch über die Höhe des Gehäuses 1 verteilt. Der Druck der durch die Hochdruckinjektionsdüsen 12 in das Gehäuse 1 eingeführten Reinigungsflüssigkeit kann eingestellt und ggf. geregelt werden, um die jeweils notwendige Reinigungswirkung und Geschwindigkeit der Rotationsströmung erzielen.

Durch die Drehbewegung der von den Schadstoffen gereinigten Bodenkörner werden diese Zentrifugalkräften unterworfen, die eine Verlagerung der Bodenkörner in Richtung auf die zylindrische Außenwand des Gehäuses 1 bewirken. Hierbei werden größere und schwerere Bodenkörner stärker nach außen verfrachtet als leichtere und kleinere Bodenkörner. Da mit dieser radialen Verlagerung gleichzeitig ein Absetzvorgang einsetzt, gelangen die Bodenkörner entsprechend ihrer Größe und ihres Gewichtes in die verschiedenen Klassierkammern 5a,5b und 5c, welche durch die Trennwände Aa und 4b gebildet werden. Selbstverständlich ist es möglich, mehr als zwei derartige Trennwände 4a und 4b vorzusehen und demgemäß eine größere Anzahl von Klassierkammern 5a,

5b und 5c auszubilden.

Durch die durch die Zentrifugalkräfte bewirkte Verlagerung der Bodenkörner und den gleichzeitig einsetzenden Absetzvorgang findet unmittelbar anschließend an den mechanischen Reinigungsvorgang durch die Strahlwirkung der Hochdruckinjektionsdüsen 12 eine Klassierung statt, so daß die schwereren Bodenkörner in die äußere Klassierkammer 5a und die leichteren Bodenkörner in die weiter innenliegenden Klassierkammern 5b und 5c gelangen. Die Bodenkörner setzen sich innerhalb der Klassierkammern 5a,5b und 5c allmählich auf dem Boden ab, von wo sie durch die jeweilige Abzugsöffnung 7 abgezogen werden. Im Gegensatz zur zeichnerischen Darstellung können auch mehrere Abzugsöffnungen 7 in den Klassierkammern 5a,5b und 5c vorgesehen sein. Die den Abzugsöffnungen 7 nachgeschalteten Ventile 8 sind vorzugsweise regelbar, um eine kontinuierliche Abfuhr der jeweiligen Kornfraktion zu erzielen. Die abgezogenen Bodenpartikel können anschließend einer Weiterbehandlung zugeführt werden.

Die mit den Schadstoffen beladene Reinigungsflüssigkeit wird durch das zentrale Uberlaufrohr 6 abgezogen. Durch die zugeordnete Abzugsöffnung 7 gelangt die Reinigungsflüssigkeit mit den in ihr gelösten und/oder suspendierten Schadstoffen in eine nachgeschaltete Vorrichtung, in der die Schadstoffe von der Reinigungsflüssigkeit getrennt werden können, so daß die Möglichkeit besteht, die Reinigungsflüssigkeit erneut in den Prozeß zurückzuführen.

- 8 Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2 Deckel

3 Boden

4a Trennwand 4b Trennwand 5a Klassierkammer 5b Klassierkammer 5c Klassierkammer

6 Uberlaufrohr

7 Abzugsöffnung

8 Ventil

9 Zufuhrrohr

Aufgabetrichter Leitblech Hochdruckinjektionsdüse Ringleitung

Claims (5)

-S-Ansprüche;

1. Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden von anhaftenden Schadstoffen in fester oder flüssiger Form sowie zur anschließenden Trennung der festen Bodenkornanteile von der Reinigungsflüssigkeit und den in ihr gelösten und/oder suspendierten Schadstoffen,
gekennzeichnet durch

ein zylindrisches Gehäuse (1) mit mindestens einer im wesentlichen tangential ausgerichteten Hochdruckinjektionsdüse (12) zur Einleitung der Waschflüssigkeit, mit mindestens einem Überlauf (6) für die überschüssige, mit den Schadstoffen beladene Waschflüssigkeit und mit mehreren konzentrisch im Gehäuse (1) angeordneten, mit dem Boden (3) des Gehäuses (1) abgedichtet verbundenen zylindrischen Trennwänden (4a,4b), die eine von der äußeren zur inneren Trennwand (4a,4b) stufenweise zunehmende axiale Längserstreckung haben und zwischen sich ringförmige Klassierkammern (5a,5b,5c) für die durch die Hochdruckinjektionsdüse (12) in Rotation versetzten und damit Zentrifugalkräften unterworfenen Bodenkörner bilden, wobei im Boden jeder Klassierkammer (5a,5b,5c) mindestens eine Abzugsöffnung (7) für die sich am Boden absetzenden, durch die mit hohem Druck erfolgte Beaufschlagung mit Waschflüssigkeit gereinigten Bodenkörner angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Randbereich des Gehäuses (1) ein von oben in das Gehäuse (1) hineinragendes Zufuhrrohr (9) für den kontaminierten Boden angeordnet ist, das zur Gehäusemitte durch ein Leitblech (11) abgeschirmt ist, das an der zylindrischen Gehäusewand beginnt und in Rotationsrichtung hinter dem Zufuhrrohr (9) im Abstand zur Gehäusewand endet.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf als zentrales Überlaufrohr (6) ausgebildet ist, das oberhalb der benachbarten innersten Trennwand (4b) und im Bereich des Leitblechs (11) mündet.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder am Boden einer Klassierkammer (5a,5b,5c) angeordneten Abzugsöffnung (7) für die Bodenkörner eine Entwässerungs- und/oder Siebvorrichtung nachgeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hochdruckinjektionsdüsen (12) über den Umfang und/oder in der Höhe des Gehäuses (1) verteilt angeordnet sind.