DE3815461C2 - Process for the treatment of contaminated soils - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Aufbereitung von kontaminierten Böden.The invention relates to methods for the treatment of contaminated soils.
Die Dekontaminierung von Böden oder Halden, die durch Kohlenwasserstoffe, Öl oder Schwermetalle verunreinigt sind, ist sehr aufwendig. Deshalb wird auch vorgeschlagen, durch eine Aufbereitung diese Böden in einen nicht oder nur gering verunreinigten Teil und in einen Teil zu trennen, der den größten Teil der Verunreinigung in konzentrierter Form enthält. Die Dekontaminierung dieses Teiles ist dann wesentlich billiger und einfacher.Decontamination of soils or dumps by hydrocarbons, oil or heavy metals are contaminated is very expensive. Therefore, too suggested by processing these soils into a little or no contaminated part and separate into a part that is most of the Contains impurities in a concentrated form. The decontamination of this part is then much cheaper and easier.
Aus J. E. Garnett, D. L. Mitchell, P. T. Faccini "Initial Testing of Pilot Quipment for Soil Decontamination", REP-3022, TIC-4500, DE-AC 04-76D P 03 533, U.S. Department of Energy, Oktober 17, 1980, ist es bekannt, durch Plutonium beladenes Öl verunreinigte Böden durch eine nasse Aufbereitung zu behandeln. Dabei werden die feinkörnigen Bodenbestandteile, mit denen das Plutonium assoziiert ist, von den gröberen Bestandteilen abgetrennt. Der Boden wird zunächst in einem Trommelwäscher behandelt, in dem trockene Aggregate aufgebrochen und Öl von Kies und grobem Sand abgewaschen werden. Die Wäsche erfolgt mit einer wäßrigen NaOH-Lösung mit pH 11. Zur besseren Agitation der Aufschlämmung ist die Trommel mit kleinen Schaufeln ausgerüstet. Die Trommel ist am Austrag mit einem Sieb versehen, das rund 50% als Überkorn +4 mm abstößt. Das Unterkorn wird auf ein Sieb bei 0,5 mm Korngröße abgesiebt und die Fraktion +0,5 mm abgestoßen. Die Fraktion -0,5 mm wird durch Hydrozyklonierung und Zentrifugierung in eine Fraktion +0,05 mm und eine Fraktion -0,05 mm getrennt. Die Fraktion -0,05 mm wird durch Ausflockung und Zentrifugierung in Feststoff und Waschflüssigkeit getrennt, die wieder in den Trommelwäscher und die Siebung geleitet wird. Dieses Verfahren führt jedoch nicht zu einer befriedigenden Dekontaminierung des Bodens.From J.E. Garnett, D.L. Mitchell, P.T. Faccini "Initial Testing of Pilot Quipment for Soil Decontamination ", REP-3022, TIC-4500, DE-AC 04-76D P 03 533, U.S. Department of Energy, October 17, 1980, it is known through plutonium treated oil to treat contaminated soils by wet treatment. The fine-grained soil components with which the plutonium associated, separated from the coarser components. The bottom will first treated in a drum washer, in which dry aggregates broken open and oil washed away from gravel and coarse sand. The Wash with an aqueous NaOH solution with pH 11. For better Agitation of the slurry, the drum is equipped with small blades. The drum is provided with a sieve at the discharge, which is around 50% oversize Repels +4 mm. The undersize is placed on a sieve with a grain size of 0.5 mm sieved and the fraction repelled +0.5 mm. The fraction becomes -0.5 mm by hydrocyclonation and centrifugation into a fraction +0.05 mm and one Fraction -0.05 mm separated. The fraction -0.05 mm is caused by flocculation and Centrifugation separated into solid and washing liquid, which are returned to the Drum washer and screening is conducted. However, this procedure does not a satisfactory decontamination of the floor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verunreinigte Böden oder Halden in möglichst wirtschaftlicher Weise so aufzubereiten, daß ein möglichst großer Teil in wiederverwendbarer Form oder gefahrloser Deponierbarkeit anfällt, und die Verunreinigungen in einen möglichst kleinen Rest angesammelt werden.The invention has for its object in contaminated soils or heaps to prepare as economically as possible so that as large a part as possible reusable form or safe disposal, and the Contamination can be accumulated in the smallest possible residue.
Eine Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Aufbereitung von kontaminierten Böden, wobei diese durch Agitation in wäßriger Aufschlämmung in einer Trommel unter Zusatz von losen Brocken nach Art von Mahlkörpern mit einer Netto-Energieaufnahme von 4 bis 16 kWh/t Durchsatz behandelt werden, wobei die Drehzahl 50 bis 90% der kritischen Drehzahl vonThis object is achieved according to the invention by a method for Treatment of contaminated soils by agitation in water Slurry in a drum with the addition of loose chunks of the type of Grinding bodies with a net energy consumption of 4 to 16 kWh / t throughput are treated, the speed 50 to 90% of the critical speed of
beträgt, wobei D der Durchmesser der Trommel in Metern ist, die aus der Trommel ausgetragene wäßrige Aufschlämmung durch Siebung in eine gröbere und eine feinere Fraktion getrennt wird, die gröbere Fraktion als gereinigte Fraktion abgeführt wird, die feinere Fraktion klassiert wird, wodurch eine grobe Fraktion anfällt, die als dekontaminierter Boden abgeführt wird, sowie eine Suspension, aus der nach Entwässerung der Feststoff als Schadstoffkonzentrat abgeführt wird., where D is the diameter of the drum in meters that comes from the drum discharged aqueous slurry by sieving into a coarser and one finer fraction is separated, the coarser fraction as a purified fraction is discharged, the finer fraction is classified, creating a coarse fraction accumulates, which is discharged as decontaminated soil, as well as a suspension which is removed as a pollutant concentrate after dewatering.
Der Ausdruck "Böden" wird für alle Materialien verwendet, die sich durch das Verfahren aufbereiten lassen, z. B. auch für Halden. Die Böden werden, je nach Beschaffenheit, vor dem Einsatz in die Trommel durch eine Schrott- und Stein- Abscheidung geleitet. Die maximale Korngröße für das Einsatzmaterial beträgt etwa 200 mm. Die Netto-Energieaufnahme der Trommel ist die auf den Trommelmantel übertragene Energie, d. h. die Energieaufnahme der Trommel in gefülltem Zustand minus der Energieaufnahme im Leerzustand. Die Netto- Energieaufnahme ist auf den Durchsatz an trockenem Boden bezogen. Der optimale Wert für die Energieaufnahme in dem erfindungsgemäßen Bereich richtet sich nach der Art des Bodens und der Verunreinigungen. Er wird empirisch ermittelt. Vorzugsweise liegt die untere Grenze der Energieaufnahme über 6 kWh/t Durchsatz, da dann im allgemeinen bessere Ergebnisse erzielt werden. "D" ist der Durchmesser der Trommel in Metern. Die Behandlung des Bodens in der Trommel erfolgt derart, daß ein starker Abrieb der Oberflächen der Körner erfolgt. Bei der dazu erforderlichen Energieaufnahme erfolgt zwangsläufig auch eine gewisse Kornzerkleinerung. Der Siebschnitt richtet sich ebenfalls nach der Art des Bodens und der Verunreinigungen und wird empirisch ermittelt. Das wäßrige Medium in der Trommel besteht im allgemeinen aus Wasser, vorzugsweise aus rückgeführtem Wasser aus nachfolgenden Stufen des Verfahrens. Die Siebung erfolgt zweckmäßigerweise auf einem Schwingsieb unter Besprühen mit rückgeführtem Wasser und/oder Frischwasser. Das Schwingsieb kann vom groben Korn durch vorherige Absiebung, z. B. durch einen am Austrag der Trommel angeordneten Siebkorb, entlastet werden. Aus der feineren Fraktion können vor der Entschlämmung ferromagnetische Bestandteile durch Magnetscheidung entfernt werden. Zur Entschlämmung der abgesiebten, feineren Fraktion sind Hydrozyklone besonders geeignet, wobei deren Unterlauf nochmals gewaschen wird, ehe er als gereinigter Boden abgeführt wird. Dies kann z. B. in einem Spiralklassierer unter Besprühen mit Frischwasser erfolgen. Die Entwässerung des Überlaufes der Hydrozyklone, in dem der Schlamm enthalten ist, kann mittels Eindickern, Zentrifugen oder Filtern erfolgen. Die bei den Entwässerungen anfallenden Wässer werden in die Trommel und eventuell in die Siebung zurückgeleitet. Ein Teil der Wässer wird in eine Abwasserreinigung geleitet. Wenn die Verunreinigungen des Bodens nur oder überwiegend aus Schwermetallen bestehen, kann auf diese Weise ohne weitere Behandlung der Schlammsuspension vor der Entwässerung ein gereinigter Boden und ein Schadstoffkonzentrat erzeugt werden. Bei der Siebung fallen etwa 5 bis 15% als sauberer Boden an. Bei der Entschlämmung fällt ein Schlamm kleiner etwa 0,063 mm an. Die Menge beträgt etwa 5 bis 15%. Durch den Grad der Entschlämmung kann der Reinigungseffekt beeinflußt werden.The term "floors" is used for all materials that are characterized by the Have procedures prepared, e.g. B. also for piles. The floors will vary depending Condition, before use in the drum by a scrap and stone Deposition headed. The maximum grain size for the feed is about 200 mm. The net energy consumption of the drum is on the Drum shell transferred energy, d. H. the energy consumption of the drum in filled state minus the energy consumption when empty. The net Energy consumption is related to the throughput on dry soil. Of the optimal value for energy consumption in the range according to the invention depending on the type of soil and contaminants. It becomes empirical determined. The lower limit of the energy consumption is preferably above 6 kWh / t Throughput, because then generally better results are achieved. "D" is the Diameter of the drum in meters. Treatment of the soil in the drum takes place in such a way that there is a strong abrasion of the surfaces of the grains. In the a certain amount of energy is required Grain crushing. The screen cut also depends on the type of soil and the impurities and is determined empirically. The aqueous medium in the drum generally consists of water, preferably recycled Water from subsequent stages of the process. The screening takes place expediently on a vibrating screen with spraying with recycled Water and / or fresh water. The vibrating screen can pass through the coarse grain previous screening, e.g. B. arranged by a at the discharge of the drum Strainer basket. From the finer fraction before Desludging ferromagnetic components removed by magnetic separation will. Hydrocyclones are used to desludge the screened, finer fraction particularly suitable, the lower reaches of which are washed again before being used as cleaned soil is removed. This can e.g. B. in a spiral classifier Spray with fresh water. The drainage of the overflow of the Hydrocyclones containing the sludge can be thickened, Centrifuges or filters take place. The water from the drainage are fed back into the drum and possibly into the screening. A part of Water is led into a wastewater treatment plant. If the impurities of the Soil consisting only or predominantly of heavy metals can in this way without further treatment of the sludge suspension before dewatering cleaned soil and a pollutant concentrate are generated. When screening about 5 to 15% is obtained as clean soil. When it comes to desludging Sludge smaller than about 0.063 mm. The amount is about 5 to 15%. By the degree of desludging can influence the cleaning effect.
Eine Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Aufbereitung von kontaminierten Böden, wobei diese durch Agitation in wäßriger Aufschlämmung in einer ersten Trommel unter Zusatz von losen Brocken nach Art von Mahlkörpern mit einer Netto-Energieaufnahme von 1 bis 6 kWh/t Durchsatz behandelt werden, wobei die Drehzahl 50 bis 90% der kritischen Drehzahl vonThis object is achieved according to the invention by a method for Treatment of contaminated soils by agitation in water Slurry in a first drum with the addition of loose chunks according to Art of grinding media with a net energy consumption of 1 to 6 kWh / t throughput are treated, the speed 50 to 90% of the critical speed of
beträgt, wobei D der Durchmesser der Trommel in Metern ist, die aus der Trommel ausgetragene wäßrige Aufschlämmung durch Siebung in eine gröbere und eine feinere Fraktion getrennt wird, die gröbere Fraktion als gereinigte Fraktion abgeführt wird, aus der feineren Fraktion Schlamm als Suspension abgetrennt wird, dieser entwässert und als Schadstoffkonzentrat abgeführt wird, der entschlämmte Rest der feineren Fraktion in einer zweiten Trommel unter Zusatz von losen Brocken nach Art von Mahlkörpern mit einer Netto-Energieaufnahme von 4 bis 16 kWh/t Durchsatz behandelt wird, wobei die Drehzahl von 50 bis 90% der kritischen Drehzahl von, where D is the diameter of the drum in meters that comes from the drum discharged aqueous slurry by sieving into a coarser and one finer fraction is separated, the coarser fraction as a purified fraction is removed, separated from the finer fraction sludge as a suspension is drained and discharged as a pollutant concentrate desludged rest of the finer fraction in a second drum with addition of loose chunks like grinding media with a net energy consumption of 4 to 16 kWh / t throughput is treated, the speed of 50 to 90% of the critical speed of
beträgt, von der aus der zweiten Trommel ausgetragenen zweiten wäßrigen Aufschlämmung Schlamm abgetrennt, entwässert und als zweites Schadstoffkonzentrat abgeführt wird und der entschlämmte zweite Rest der feineren Fraktion nach einer Entwässerung als gereinigter Boden abgeführt wird. Die Erläuterungen zu der vorstehenden Arbeitsweise treffen, - mit Ausnahme der Angaben zu der Netto-Energieaufnahme für die erste Trommel und die Menge des bei der Entschlämmung anfallenden Schlammes - auch bei dieser Arbeitsweise zu. Vorzugsweise beträgt die Netto-Energieaufnahme in der ersten Trommel 1 bis 4 kWh/t.is, of the second aqueous discharged from the second drum Slurry sludge separated, dewatered and second Pollutant concentrate is removed and the desludged second rest of the finer fraction is discharged as a cleaned soil after dewatering. Make the explanations for the above procedure, with the exception of the Details of the net energy consumption for the first drum and the amount of with sludge accumulation - also with this way of working. The net energy consumption in the first drum is preferably 1 to 4 kWh / t.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als Drehzahl der Trommel 60 bis 80% der kritischen Drehzahl verwendet werden. Diese Drehzahl gibt besonders gute Reinigungseffekte durch die Behandlung in der Trommel. A preferred embodiment consists of the drum 60 being the rotational speed up to 80% of the critical speed can be used. This speed gives Particularly good cleaning effects due to the treatment in the drum.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Siebung bei 1 bis 2 mm erfolgt. In vielen Fällen ergibt dieser Siebschnitt eine gute Trennung in gereinigtem Boden und Schadstoffkonzentrat.A preferred embodiment is that the sieving at 1 to 2 mm he follows. In many cases, this screen cut gives a good separation in the cleaned Soil and pollutant concentrate.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der entschlämmte Rest der feineren Fraktion in einer Flotation behandelt wird, das Schaumprodukt als Schadstoffkonzentrat abgeführt wird und der Unterlauf nach der Entwässerung als gereinigter Boden abgeführt wird. Bei der Arbeitsweise mit zwei hintereinandergeschalteten Trommeln erfolgt die Flotation des entschlämmten Restes der feineren Fraktion aus der ersten Trommel nach dessen Behandlung in der zweiten Trommel in der aus der zweiten Trommel ausgetragenen zweiten wäßrigen Aufschlämmung. Das Schaum-Produkt der Flotation wird nach einer Entwässerung als Schadstoffkonzentrat abgeführt, der Unterlauf der Flotation wird entschlämmt, der abgetrennte Schlamm des Unterlaufes wird nach einer Entwässerung als Schadstoffkonzentrat abgeführt und der entschlämmte Rest des Unterlaufes als gereinigter Boden abgeführt. Die Entschlämmung des Unterlaufes der Flotation erfolgt zweckmäßigerweise wieder in einem Spiralklassierer mit nachgeschaltetem Hydrozyklon. Der im Hydrozyklon abgeschiedene Schlamm wird in den Eindicker geleitet. Diese Arbeitsweise wird insbesondere bei Böden angewendet, die Kohlenwasserstoffe und/oder Öl enthalten, wobei Schwermetalle ebenfalls im Schadstoffkonzentrat erfaßt werden. Als Flotationsmittel können Sammler wie Ölsäuren, Ölsäurederivate, Dieselöl, Amine und andere verwendet werden. Trotz des Zusatzes von Öl wird ein gereinigter Boden erzielt, der frei von Öl ist oder nur sehr geringe Mengen noch enthält. Unterlauf und Überlauf der Flotation werden zweckmäßigerweise zunächst in Eindickern entwässert und deren Unterläufe dann separat in Zentrifugen und Filtern entwässert.A preferred embodiment is that the desludged rest of the finer fraction is treated in a flotation, the foam product Pollutant concentrate is discharged and the underflow after drainage as cleaned soil is removed. When working with two cascaded drums are used to flotate the desludged Rest of the finer fraction from the first drum after its treatment in the second drum in the second drum discharged from the second drum aqueous slurry. The flotation foam product is after a Drainage discharged as a pollutant concentrate, the underflow of the flotation becomes desludged, the separated sludge of the lower reaches after a Drainage removed as a pollutant concentrate and the desludged rest of the Lower flow discharged as cleaned floor. The lowering of the lower reaches the flotation is advantageously carried out again in a spiral classifier downstream hydrocyclone. The sludge separated in the hydrocyclone becomes passed into the thickener. This way of working is particularly so with floors applied, which contain hydrocarbons and / or oil, being heavy metals also be recorded in the pollutant concentrate. Can be used as a flotation agent Collectors such as oleic acids, oleic acid derivatives, diesel oil, amines and others are used will. Despite the addition of oil, a cleaned soil is obtained that is free of Oil is or only contains very small amounts. Underflow and overflow of Flotation is expediently first dewatered in thickeners and theirs The underflows are then dewatered separately in centrifuges and filters.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als Brocken Stahlkugeln verwendet werden und die Trommel mit Stahlkugeln bis zu maximal 40 Vol.-%, bezogen auf den Ruhezustand der Trommel, gefüllt wird. Bis zu diesem Füllungsgrad der Trommel im Ruhezustand werden gute Ergebnisse erzielt. Der untere Füllungsgrad sollte, je nach zu verarbeitendem Material, nicht unter 5 Vol.-% liegen. A preferred embodiment is that steel balls as chunks be used and the drum with steel balls up to a maximum of 40 vol .-%, based on the idle state of the drum. Up to this Good filling results are achieved when the drum is at rest. Of the Depending on the material to be processed, the lower filling level should not be below 5 vol .-% are.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß in der Trommel 55 bis 65% der Stahlkugeln mit einem Durchmesser von etwa 20 bis 30 mm und 45 bis 35% Stahlkugeln mit einem Durchmesser von größer als 30 bis 100 mm verwendet werden. Mit diesen Größenverhältnissen werden sehr gute Ergebnisse erzielt.A preferred embodiment is that 55 to 65% in the drum the steel balls with a diameter of about 20 to 30 mm and 45 to 35% Steel balls with a diameter greater than 30 to 100 mm are used will. With these proportions, very good results are achieved.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als Brocken arteigenes und/oder nicht-arteigenes natürliches und/oder künstliches stückiges Material verwendet wird und die Trommel mit bis zu maximal 60 Vol.-%, bezogen auf den Ruhezustand der Trommel, mit stückigem Material gefüllt wird. Insbesondere wird arteigenes, grobes Material verwendet, das vor dem Einsatz des Bodens in die Trommel abgesiebt wird. Der untere Füllungsgrad der Trommel mit diesem Material sollte nicht unter 5 Vol.-% liegen. Da das stückige Material leichter ist als Stahlkugeln, muß der Trübestand in der Trommel niedriger gehalten werden als bei der Arbeitsweise mit Stahlkugeln, um die notwendige Energie durch das stückige Material zu übertragen.A preferred embodiment is that as a chunk of its own and / or non-natural and / or artificial lumpy material is used and the drum with up to 60 vol .-%, based on the Idle state of the drum, is filled with lumpy material. In particular type of coarse material used before the floor is used in the Drum is screened. The lower degree of filling of the drum with this material should not be less than 5% by volume. Because the lumpy material is lighter than Steel balls, the turbidity in the drum must be kept lower than at working with steel balls to get the necessary energy through the lumpy Transfer material.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß stückiges Material mit einer Stückgröße von 60 bis 200 mm verwendet wird. Diese Stückgröße ergibt gute Ergebnisse.A preferred embodiment is that lumpy material with a Piece size from 60 to 200 mm is used. This piece size makes good ones Results.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Trommel an der Austragsseite mit einem Rost und Austragsschaufeln zur Regelung des Trübestandes in der Trommel ausgerüstet wird. Dadurch kann der Trübestand in der Trommel in einfacher Weise niedrig gehalten werden.A preferred embodiment is that the drum on the Discharge side with a grate and discharge blades to regulate the Turbidity is equipped in the drum. This can cause the turbidity in the drum can be kept low in a simple manner.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als Brocken Stahlkugeln und stückiges Material verwendet werden. Dadurch kann arteigenes Material als Brocken verwendet werden, und durch die Stahlkugeln wird eine größere Energiemenge übertragen.A preferred embodiment is that steel balls and lumpy material can be used. As a result, the material can be considered as Chunks are used, and the steel balls make a bigger one Transfer of energy.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Zugabe der Brocken in die Trommel so gesteuert wird, daß die Energieaufnahme der Trommel konstant bleibt. Dadurch können in einfacher Weise konstante Reinigungsergebnisse erzielt werden. A preferred embodiment is that the addition of the chunks in the Drum is controlled so that the energy consumption of the drum remains constant. This allows constant cleaning results to be achieved in a simple manner will.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der gereinigte Boden in einer zweiten Behandlungsstufe nochmals behandelt wird. Dadurch kann die Reinigungswirkung noch verstärkt werden.A preferred embodiment is that the cleaned floor in one second treatment stage is treated again. This allows the Cleaning effect can be enhanced.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Netto-Energieaufnahme der Trommel in der zweiten Behandlungsstufe höher eingestellt wird als in der ersten Behandlungsstufe. Die Netto-Energieaufnahme in der ersten Behandlungsstufe wird so gewählt, daß in der zweiten Behandlungsstufe eine höhere Netto-Energieaufnahme im angegebenen Bereich erfolgen kann. Dadurch wird eine sehr gute Reinigung erzielt, wobei die höhere Energieaufnahme nur für einen kleineren Teil des Materials erforderlich ist.A preferred embodiment is that the net energy consumption the drum is set higher in the second treatment stage than in the first stage of treatment. The net energy consumption in the first Treatment level is chosen so that in the second treatment level higher net energy consumption can take place in the specified range. Thereby very good cleaning is achieved, the higher energy consumption only for a smaller part of the material is required.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Siebung der aus der Trommel ausgetragenen wäßrigen Aufschlämmung in eine gröbere Fraktion mit größerer Korngröße, eine gröbere Fraktion mit kleinerer Korngröße und die feinere Fraktion erfolgt. Die Absiebung erfolgt vorzugsweise bei etwa 1 mm und bei etwa 6 mm. Manche Böden enthalten holzartige Bestandteile, die große Anteile von ölartigen Rückständen enthalten. Diese Bestandteile können in der gröberen Fraktion mit kleinerer Korngröße abgetrennt werden und separat aufgearbeitet werden, z. B. durch Zugabe in die zweite Trommel.A preferred embodiment is that the screening of the Drum discharged aqueous slurry into a coarser fraction larger grain size, a coarser fraction with smaller grain size and the finer Fraction. The screening is preferably carried out at around 1 mm and around 6 mm. Some floors contain wood-like components that have large proportions of contain oily residues. These components can be found in the coarser Fraction with a smaller grain size are separated and worked up separately be, e.g. B. by adding to the second drum.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß in der Trommel Aufgabenmaterial mit 5 bis 40 Gew.- % einer Körnung kleiner 60 µm verwendet wird. Es wurde überraschend gefunden, daß dadurch der restliche Schadstoffgehalt der gereinigten Fraktion besonders niedrig gehalten werden kann. Der Feinanteil kann aus der gleichen kontaminierten Bodensubstanz bestehen und eventuell durch vorheriges Aufmahlen erzeugt werden, oder es können auch andere feinkörnige Stoffe wie z. B. Kalkstein, Sand, Mergel, Ton, Kohle, Abfallkohle, gebrauchte Aktivkohle und Flotationswaschberge zugesetzt werden. Wenn Stoffe wie Kohle, Abfallkohle oder gebrauchte Aktivkohle zugesetzt werden, beträgt der Zusatz vorzugsweise 5 bis 20%. Wenn andere Stoffe wie Kalkstein, Sand usw. zugesetzt werden, beträgt der Zusatz vorzugsweise 15 bis 30%. Wenn die Behandlung des Bodens in zwei hintereinandergeschalteten Trommeln erfolgt, kann der Feinanteil in die erste Trommel, in die zweite Trommel oder aufgeteilt in die erste und zweite Trommel aufgegeben werden. Vorzugsweise wird auf jeden Fall ein Teil des feinkörniges Materials in die zweite Trommel aufgegeben, da dort kein oder wenig feinkörniges Material vorhanden ist. Der in die zweite Trommel aufgegebene Feinanteil soll nicht aus kontaminiertem Stoff bestehen, da sonst eine schlechtere Reinigung eintritt.A preferred embodiment is that in the drum Task material with 5 to 40% by weight of a grain size smaller than 60 µm is used becomes. It was surprisingly found that the rest Pollutant content of the purified fraction can be kept particularly low. The fine fraction can consist of the same contaminated soil substance and possibly generated by grinding beforehand, or it can also other fine-grained substances such as B. limestone, sand, marl, clay, coal, Waste coal, used activated carbon and flotation wash mountains can be added. If substances such as coal, waste coal or used activated carbon are added, the addition is preferably 5 to 20%. If other substances like limestone, Sand, etc. are added, the addition is preferably 15 to 30%. When treating the floor in two drums connected in series takes place, the fine fraction in the first drum, in the second drum or split into the first and second drums. Preferably definitely some of the fine grain material in the second drum abandoned because there is little or no fine-grained material. The in the second drum is not made of contaminated material exist, otherwise poor cleaning will occur.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß zur Einstellung des Feinkorngehaltes kleiner 60 µm feinkörnige Mineralstoffe zugegeben werden, die mindestens eine Verbindung aus der Gruppe SiO₂, Al₂O₃, CaO und MgO enthalten, und die Menge und Zusammensetzung der zugegebenen feinkörnigen Stoffe so gewählt wird, daß aus dem Schadstoffkonzentrat bei einer thermischen Behandlung eine Schlackenphase gewünschter Zusammensetzung entsteht. Dadurch kann gleichzeitig neben der guten Reinigung eine für die Weiterverarbeitung des Schadstoffkonzentrates erforderliche günstige Schlackenzusammensetzung erzielt werden.A preferred embodiment is that to adjust the Fine grain content less than 60 µm fine grain minerals are added contain at least one compound from the group SiO₂, Al₂O₃, CaO and MgO, and the amount and composition of the fine-grained substances added so is chosen that from the pollutant concentrate at a thermal Treatment creates a slag phase of the desired composition. This means that in addition to good cleaning, one for the Further processing of the pollutant concentrate required cheap Slag composition can be achieved.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Schadstoffkonzentrat in einem Drehrohrofen durch thermische Behandlung in eine teigige bis flüssige Schlackenphase überführt wird und die Zusammensetzung des aufgegebenen Schadstoffkonzentrates so gewählt wird, daß eine Schlackenphase erzeugt wird, deren die Grundmasse ausmachenden Hauptbestandteile im Bereich von 60 bis 72% SiO₂, 10 bis 30% Al₂O₃ und 5 bis 25% CaO + MgO liegen, und die Hauptbestandteile SiO₂, Al₂O₃, CaO und MgO zusammen mindestens 60% des trockenen und glühverlustfreien, dem Drehrohrofen aufgegebenen Schadstoffkonzentrates betragen, die ausgetragene Schlackenphase abgekühlt und das Abgas des Drehrohrofens einer Reinigung unterzogen wird. Eine Aufarbeitung von kontaminierten Mineralstoffen durch thermische Behandlung im Drehrohrofen unter diesen Bedingungen ist Gegenstand der Patentanmeldung P 37 18 669.8. Durch diese Arbeitsweise kann gleichzeitig eine gute Reinigung der gröberen Fraktion erzielt werden, die Menge des im Drehrohrofen zu verarbeitenden Materials wird wesentlich verringert, die im Schadstoffkonzentrat enthaltenen Schadstoffe werden, z. T. durch Verbrennung in unschädliche Stoffe umgewandelt, die verbleibenden Schadstoffe werden in der gebildeten Schlackenphase derart eingeschlossen und immobilisiert, daß die Schlacke entweder problemlos deponiert oder für verschiedene Zwecke, wie Geländeauffüllung, Straßen- und Dammbau, Bergversatz usw., verwendet werden kann.A preferred embodiment is that the pollutant concentrate in a rotary kiln by thermal treatment in a pasty to liquid Slag phase is transferred and the composition of the abandoned Pollutant concentrate is selected so that a slag phase is generated, whose main constituents make up the basic mass in the range of 60 to 72% SiO₂, 10 to 30% Al₂O₃ and 5 to 25% CaO + MgO, and the Main components SiO₂, Al₂O₃, CaO and MgO together at least 60% of the dry and glow-loss-free, given to the rotary kiln Amount of pollutant concentrate, the discharged slag phase cooled and the exhaust gas from the rotary kiln is subjected to cleaning. A reappraisal of contaminated minerals through thermal treatment in a rotary kiln under these conditions is the subject of patent application P 37 18 669.8. With this method of operation, the coarser ones can be cleaned well at the same time Fraction can be achieved, the amount of processed in the rotary kiln Material is significantly reduced that contained in the pollutant concentrate Pollutants are, for. T. converted into harmless substances by combustion, the remaining pollutants become like this in the slag phase formed included and immobilized that the slag either deposited easily or for various purposes, such as land filling, road and dam construction, Mountain offset, etc., can be used.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der gereinigte Boden mit Mikroorganismen versetzt wird. Durch Zugabe von Mikroben und Bakterien können in dem gereinigten Boden noch vorhandene Spuren von organischen Schadstoffen, wie Kohlenwasserstoffen, abgebaut werden. Dies kann durch Zugabe der Mikroorganismen bzw. mit Mikroorganismen imprägnierte Substrate am Ende des letzten Spiralklassierers auf einem Entwässerungsfilter für den gereinigten Boden oder bei einer eventuellen Zwischenlagerung oder nach Rückkofferung des Bodens erfolgen. In diesem Zusammenhang können noch Nährstoffe für die Mikroorganismen dem ohnehin feuchten und gut durchlüfteten aufbereiteten Boden zugeführt werden, um sicherzustellen, daß ein Höchstmaß von Nachreinigungseffekt auch über längere Zeit erreicht wird.A preferred embodiment is that the cleaned floor with Microorganisms is added. By adding microbes and bacteria traces of organic pollutants still present in the cleaned soil, like hydrocarbons. This can be done by adding the Microorganisms or substrates impregnated with microorganisms at the end of the last spiral classifier on a drainage filter for the cleaned floor or in the event of temporary storage or after the floor has been returned respectively. In this context, nutrients for the Microorganisms in the already moist and well-ventilated prepared soil to ensure that a maximum of Post-cleaning effect is also achieved over a long period.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the figures.
Fig. 1 zeigt eine einstufige Behandlung in einer Trommel. Fig. 1 shows a one-stage treatment in a drum.
Fig. 2 zeigt eine zweistufige Behandlung in zwei hintereinandergeschalteten Trommeln. Fig. 2 shows a two-stage treatment in two drums connected in series.
Fig. 1:
Der kontaminierte Boden (1) wird auf dem Sieb (2) von
Steinen und Schrott befreit. Die Steine (3) werden als
dekontaminierter Boden (4) abgeführt. Der restliche
kontaminierte Boden wird von der Bandwaage (5) in die
Trommel (6) chargiert. Die Trommel (5) ist an der
Austragsseite mit Austragsschaufeln (7) und einem Siebkorb
(8) ausgerüstet. Grobes Korn wird durch den Siebkorb (8)
geleitet und über (9) als dekontaminierter Boden (4)
abgeführt. Die ausgetragene Aufschlämmung fällt durch den
Siebkorb (8) und wird über (10) auf das Schwingsieb (11)
geleitet. Dort wird sie mit Frischwasser (12) und
Rücklaufwasser (13) besprüht. Die gröbere Fraktion wird
über (14) als dekontaminierter Boden (4) abgeführt. Die
feinere Fraktion wird über (15) in den Magnetscheider (16)
geleitet, wo Eisenschrott abgetrennt und über (17)
abgeführt werden. Von der Pumpe (18) wird die feinere
Fraktion über (19) in den ersten Hydrozyklon (20)
geleitet. Der Überlauf wird über (21), Pumpe (22) und (23)
in den zweiten Hydrozyklon (24) geleitet. Die Unterläufe
aus beiden Hydrozyklonen werden über (25) in den
Spiralklassierer (26) geleitet und mit Frischwasser (12a)
besprüht. Die grobe Fraktion wird aus dem Spiralklassierer
(26) über (27) als dekontaminierter Boden (4) abgeführt.
Die Suspension wird über (28) zusammen mit dem Überlauf
aus dem zweiten Hydrozyklon (24) über (29) in die
Flotation (30) geleitet. Das Schaumprodukt wird über (31)
in den Eindicker (32) geleitet. Der Unterlauf wird über
(33) in den Eindicker (34) geleitet. Die Überläufe der
Eindicker (32) und (34) werden über (35) und (36) in die
Rückführleitung (36) geleitet. Der Unterlauf aus dem
Eindicker (34) wird in die Zentrifuge (37) geleitet, aus
welcher der Feststoff über (38) als Schadstoffkonzentrat
(39) abgeführt und die Flüssigkeit über (40) in die
Rückführleitung (36) geleitet wird. Aus dem Eindicker (32)
wird der Unterlauf in die hyperbare Filtration (41)
geleitet, aus welcher der Feststoff über (42) als
Schadstoffkonzentrat (39) abgeführt und die Flüssigkeit
über (43) in die Rückführleitung (36) geleitet wird. Aus
der Rückführleitung (36) wird ein Teil in die
Abwasserreinigung (44) geleitet, ein Teil in die
Trommel (6) und ein Teil über (13) auf das Schwingsieb
(11). Der Rückstand aus der Abwasserreinigung (44) wird
über (45) als Schadstoffkonzentrat (39) abgeführt. Fig. 1:
The contaminated soil ( 1 ) is freed of stones and scrap on the sieve ( 2 ). The stones ( 3 ) are removed as decontaminated soil ( 4 ). The remaining contaminated soil is charged by the belt scale ( 5 ) into the drum ( 6 ). The drum ( 5 ) is equipped on the discharge side with discharge blades ( 7 ) and a sieve basket ( 8 ). Coarse grain is passed through the sieve basket ( 8 ) and discharged via ( 9 ) as a decontaminated floor ( 4 ). The discharged slurry falls through the sieve basket ( 8 ) and is directed to the vibrating sieve ( 11 ) via ( 10 ). There it is sprayed with fresh water ( 12 ) and return water ( 13 ). The coarser fraction is discharged via ( 14 ) as decontaminated soil ( 4 ). The finer fraction is passed via ( 15 ) into the magnetic separator ( 16 ), where scrap iron is separated off and removed via ( 17 ). The finer fraction is passed from the pump ( 18 ) via ( 19 ) into the first hydrocyclone ( 20 ). The overflow is conducted via ( 21 ), pump ( 22 ) and ( 23 ) into the second hydrocyclone ( 24 ). The underflows from both hydrocyclones are fed via ( 25 ) into the spiral classifier ( 26 ) and sprayed with fresh water ( 12 a). The coarse fraction is removed from the spiral classifier ( 26 ) via ( 27 ) as a decontaminated soil ( 4 ). The suspension is passed via ( 28 ) together with the overflow from the second hydrocyclone ( 24 ) via ( 29 ) into the flotation ( 30 ). The foam product is passed through ( 31 ) into the thickener ( 32 ). The underflow is passed through ( 33 ) into the thickener ( 34 ). The overflows of the thickeners ( 32 ) and ( 34 ) are fed via ( 35 ) and ( 36 ) into the return line ( 36 ). The underflow from the thickener ( 34 ) is fed into the centrifuge ( 37 ), from which the solid is discharged via ( 38 ) as a pollutant concentrate ( 39 ) and the liquid is fed via ( 40 ) into the return line ( 36 ). The underflow from the thickener ( 32 ) is passed into the hyperbaric filtration ( 41 ), from which the solid is discharged via ( 42 ) as a pollutant concentrate ( 39 ) and the liquid is fed via ( 43 ) into the return line ( 36 ). Part of the return line ( 36 ) is fed into the waste water treatment ( 44 ), part into the drum ( 6 ) and part via ( 13 ) onto the vibrating screen ( 11 ). The residue from wastewater treatment ( 44 ) is removed via (45) as a pollutant concentrate ( 39 ).
Fig. 2:
Kontaminierter Boden (1) und Wasser (2) werden in die
Trommel (3) chargiert. Die aus der Trommel ausgetragene
Aufschlämmung wird über (4) auf das Doppelsieb (5)
geleitet und dort mit Wasser (6) besprüht. Die gröbere
Fraktion (7) mit einer Korngröße über 6 mm wird als
dekontaminierter Boden abgeführt. Die gröbere Fraktion (8)
mit einer Korngröße unter 6 mm und über 1 mm wird separat
aufgearbeitet. Die feinere Fraktion mit einer Korngröße
unter 1 mm wird über (9), Pumpe (10) und (11) auf den
Spiralklassierer (12) aufgegeben und dort mit Wasser (13)
besprüht. Die den Schlamm enthaltende Suspension wird über
(14), Pumpe (15) und (16) in den Hydrozyklon (17)
geleitet. Der Unterlauf des Hydrozyklons wird über (18) in
die zweite Trommel (19) geleitet. Der aus dem
Spiralklassierer ausgetragene entschlämmte Rest wird über
(20) ebenfalls in die zweite Trommel (19) geleitet. Die
den Schlamm enthaltende Suspension wird aus dem
Hydrozyklon (17) über (21) in den Eindicker (22) geleitet.
Über (23) wird Wasser in die zweite Trommel (19)
aufgegeben. Die aus der zweiten Trommel (19) ausgetragene
Aufschlämmung wird über (24) in die Flotation (25)
geleitet und dort unter Zusatz von Flotationsreagenzien
und Detergenzien flotiert. Das Schaumprodukt wird über
(26) in den Eindicker (22) geleitet. Der Unterlauf aus der
Flotation (25) wird über (27) in den Spiralklassierer (28)
geleitet und dort mit Wasser (29) besprüht. Die den
Schlamm enthaltende Suspension wird über (29), Pumpe (30)
und (31) in den Hydrozyklon (32) geleitet. Der Unterlauf
wird über (33) als dekontaminierter Boden abgeführt. Der
vom Spiralklassierer (28) ausgetragene entschlämmte Rest
wird über (34) als gereinigter Boden abgeführt. Die den
Schlamm enthaltende Suspension wird aus dem Hydrozyklon
(32) über (35) in den Eindicker (22) geleitet. Aus dem
Eindicker (22) wird über (36) das entwässerte
Schadstoffkonzentrat abgezogen. Über (37) wird das im
Eindicker abgetrennte Wasser zur Abwasserreinigung
geleitet. Fig. 2:
Contaminated soil ( 1 ) and water ( 2 ) are charged into the drum ( 3 ). The slurry discharged from the drum is passed over ( 4 ) onto the twin sieve ( 5 ) and sprayed with water ( 6 ) there. The coarser fraction ( 7 ) with a grain size over 6 mm is discharged as decontaminated soil. The coarser fraction ( 8 ) with a grain size of less than 6 mm and more than 1 mm is worked up separately. The finer fraction with a grain size of less than 1 mm is applied to the spiral classifier ( 12 ) via ( 9 ), pump ( 10 ) and ( 11 ) and sprayed there with water ( 13 ). The suspension containing the sludge is passed into the hydrocyclone ( 17 ) via ( 14 ), pump ( 15 ) and ( 16 ). The underflow of the hydrocyclone is passed via ( 18 ) into the second drum ( 19 ). The desludged residue discharged from the spiral classifier is also passed into the second drum ( 19 ) via ( 20 ). The suspension containing the sludge is passed from the hydrocyclone ( 17 ) via ( 21 ) into the thickener ( 22 ). Water is fed into the second drum ( 19 ) via ( 23 ). The slurry discharged from the second drum ( 19 ) is passed via ( 24 ) into the flotation ( 25 ) and is floated there with the addition of flotation reagents and detergents. The foam product is passed through ( 26 ) into the thickener ( 22 ). The underflow from the flotation ( 25 ) is passed via ( 27 ) into the spiral classifier ( 28 ) and sprayed with water ( 29 ) there. The suspension containing the sludge is passed into the hydrocyclone ( 32 ) via ( 29 ), pump ( 30 ) and ( 31 ). The underflow is discharged via ( 33 ) as decontaminated soil. The desludged residue discharged by the spiral classifier ( 28 ) is discharged via ( 34 ) as a cleaned bottom. The suspension containing the sludge is passed from the hydrocyclone ( 32 ) via ( 35 ) into the thickener ( 22 ). The dewatered pollutant concentrate is withdrawn from the thickener ( 22 ) via ( 36 ). The water separated in the thickener is passed to waste water purification via ( 37 ).
Es wurden drei verschiedene, mit Öl kontaminierte Böden nach dem Verfahrensschema gemäß Fig. 1, jedoch ohne Magnetscheidung, behandelt. Die Trommel war mit Stahlkugeln zu 35% im Ruhezustand gefüllt. Bei der Flotation wurde Dieselöl zugesetzt. Die Böden in den Versuchen 1 und 2 stammten aus derselben Lage, hatte jedoch leichte Unterschiede im C-Gehalt. Die Angaben sind Gew.-%. Im Versuch 1 betrug die Netto-Energieaufnahme der Trommel 4 kwh/t und in allen anderen Versuchen 8 kwh/t.Three different soils contaminated with oil were treated according to the process scheme according to FIG. 1, but without magnetic separation. The drum was 35% filled with steel balls at rest. Diesel oil was added during the flotation. The soils in experiments 1 and 2 came from the same location, but had slight differences in the C content. The figures are% by weight. In experiment 1 the net energy consumption of the drum was 4 kwh / t and in all other experiments 8 kwh / t.
Die Siebanalysen der dekontaminierten Böden waren wie folgt:The sieve analyzes of the decontaminated floors were like follows:
Die gereinigten Böden enthalten immer noch einen hohen Anteil der Kornfraktion kleiner 0,063 mm.The cleaned floors still contain a high level Part of the grain fraction less than 0.063 mm.
Es wurde ein mit Öl kontaminierter Boden nach dem Verfahrensschema gemäß Fig. 2 behandelt. Die erste Trommel war mit Steinbrocken aus dem Boden zu 35% im Ruhezustand gefüllt. Die Netto-Energieaufnahme der Trommel betrug 2,5 kWh/t. Die zweite Trommel war mit Stahlkugeln zu 35% im Ruhezustand gefüllt. Die Netto-Energieaufnahme der zweiten Trommel betrug 5 kWh/t. Bei der Flotation wurde emulgiertes Dieselöl als Sammler zugesetzt. A soil contaminated with oil was treated according to the process scheme according to FIG. 2. The first drum was filled with stones from the ground to 35% at rest. The net energy consumption of the drum was 2.5 kWh / t. The second drum was 35% filled with steel balls at rest. The net energy consumption of the second drum was 5 kWh / t. During the flotation, emulsified diesel oil was added as a collector.
Die abgesiebte gröbere Fraktion mit einer Korngröße unter 6 mm und über 1 mm wurde in die zweite Trommel eingesetzt.The screened coarser fraction with a grain size below 6 mm and over 1 mm was used in the second drum.
In der nachstehenden Tabelle ist der Gehalt der einzelnen Fraktionen an Schadstoffen angegeben, die in Petroläther löslich sind (PAL).The table below shows the salary of each Fractions of pollutants indicated in petroleum ether are soluble (PAL).
Der Rohboden enthielt 25% mit einer Korngröße unter 0,06 mm.The raw soil contained 25% with a grain size below 0.06 mm.
Bei einer Zugabe von 5% Kalkstein zu der entschlämmten Fraktion bei der Aufgabe in die 2. Trommel betrug PAL-% im gereinigten Boden (33) 0,017. When 5% limestone was added to the desludged fraction when fed into the 2nd drum, PAL% in the cleaned soil ( 33 ) was 0.017.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß ein großer Teil der Verunreinigungen in einem kleinen Teil der Böden stark angereichert werden kann und die dekontaminierten Böden wieder verwendet werden können. Dadurch wird die Dekontaminierung des gesamten Bodens wesentlich wirtschaftlicher und ein großer Teil kann wieder verwendet werden. Der Feinstkornanteil unter 0,063 mm in den kontaminierten Böden kann beliebig hoch sein und auch hohe Tongehalte ergeben keine Schwierigkeit bei der Entwässerung.The advantages of the invention are that a large one Part of the contamination in a small part of the soil can be highly enriched and the decontaminated Soils can be used again. This will make the Decontamination of the entire floor is essential more economical and a large part can be reused will. The finest grain fraction under 0.063 mm in the Contaminated soils can be as high as they are high Clay levels pose no difficulty in the Drainage.
Claims (18)
50 bis 90% der kritischen Drehzahl von beträgt, von der aus der zweiten Trommel ausgetragenen zweiten wäßrigen Aufschlämmung Schlamm abgetrennt, entwässert und als zweites Schadstoffkonzentrat abgeführt wird und der entschlämmte zweite Rest der feineren Fraktion nach einer Entwässerung als gereinigter Boden abgeführt wird.2. Process for the treatment of contaminated soils, which is treated by agitation in an aqueous slurry in a first drum with the addition of loose chunks like grinding media with a net energy consumption of 1 to 6 kWh / t throughput, the speed 50 to 90% of the critical speed of where D is the diameter of the drum in meters, the aqueous slurry discharged from the drum is separated by sieving into a coarser and a finer fraction, the coarser fraction is removed as a purified fraction, from the finer fraction sludge is separated as a suspension, this is dewatered and removed as a pollutant concentrate, the desludged rest of the finer fraction is treated in a second drum with the addition of loose chunks like grinding media with a net energy consumption of 4 to 16 kWh / t throughput, the speed of
50 to 90% of the critical speed of is, sludge is separated from the second aqueous slurry discharged from the second drum, dewatered and discharged as a second pollutant concentrate and the desludged second remainder of the finer fraction is removed as a cleaned soil after dewatering.
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