NL9400226A

NL9400226A - Method and device for cleaning contaminated soil.

Info

Publication number: NL9400226A
Application number: NL9400226A
Authority: NL
Inventors: Henricus Jozef Hubert Brouwers
Original assignee: Univ Twente
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1995-09-01
Also published as: AU1591895A; WO1995021709A1

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET REINIGEN VAN VERVUILDE GRONDMETHOD AND APPARATUS FOR CLEANING SOILED SOIL

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het reinigen van vervuilde grond en dergelijke, in het bijzonder voor het verwijderen uit de grond van moeilijk verwijderbare stoffen, zoals hexachloorcyclohexaan en polycyclische aromatische koolwaterstoffen, hierna te noemen respectievelijk HCH en PAK's. Een probleem van dit soort verontreiniging is dat het een hoog kookpunt heeft en slecht oplost in water.The invention relates to a method for cleaning contaminated soil and the like, in particular for removing difficult to remove substances from the soil, such as hexachlorocyclohexane and polycyclic aromatic hydrocarbons, hereinafter referred to as HCH and PAHs, respectively. A problem with this type of contamination is that it has a high boiling point and dissolves poorly in water.

Het begrip grond dient binnen het kader van de uitvinding ruim te worden opgevat. Het omvat onder meer ook zandachtige reststoffen van bijvoorbeeld bouwafval, waarin vaak met name PAK's voorkomen.The concept of land is to be interpreted broadly within the scope of the invention. It also includes sand-like residues from construction waste, for example, which often contain PAHs in particular.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het reinigen van vervuilde grond, waarbij op effectieve en relatief goedkope wijze een zeer vergaande reiniging kan worden bewerkstelligd. Volgens de uitvinding bestaat de werkwijze uit tenminste twee stappen, en wel een stap waarbij de grond bewerkt wordt met een organisch oplosmiddel, en een stap die later wordt uitgevoerd en waarbij dezelfde grond wordt bewerkt met een verwarmd medium. Door de grond op deze wijze te behandelen kan voor de bewerking van de grond een middel worden gekozen dat op effectieve wijze bepaalde verontreinigingen uit de grond kan verwijderen, doch dat zelf een verontreiniging in de grond vormt die slechts door verhitting uit de grond kan worden verwijderd.The object of the invention is a method for cleaning contaminated soil, wherein a very thorough cleaning can be effected in an effective and relatively inexpensive manner. According to the invention, the method consists of at least two steps, namely a step in which the soil is tilled with an organic solvent, and a step that is carried out later and in which the same soil is tilled with a heated medium. By treating the soil in this way, an agent can be selected for the treatment of the soil, which can effectively remove certain contaminants from the soil, but which itself forms an impurity in the soil which can only be removed from the soil by heating .

Bij voorkeur wordt als organisch oplosmiddel een apolair organisch oplosmiddel gebruikt, zoals hexaan, pentaan, of mengsels van alkanen waarvan het bekend is dat het op zeer effectieve wijze bepaalde apolaire verontreinigingen zoals minerale olie, HCH en PAK's uit de grond kan verwijderen.Preferably, as the organic solvent, an apolar organic solvent is used, such as hexane, pentane, or mixtures of alkanes which are known to very effectively remove certain non-polar contaminants such as mineral oil, HCH and PAHs from the soil.

Het organische oplosmiddel kan in de vorm van vloeistof in de grond worden gebracht, doch het is ook mogelijk en onder omstandigheden verdient het de voorkeur om het oplosmiddel in dampvorm (verhit) in de grond te brengen.The organic solvent can be introduced into the soil in the form of liquid, but it is also possible and under conditions it is preferable to introduce the solvent in vapor form (heated) into the soil.

Volgens de uitvinding kan het verwarmde medium water zijn in de vorm van warm water en/of stoom, en het is ook mogelijk als medium hete lucht te gebruiken.According to the invention, the heated medium can be water in the form of hot water and / or steam, and it is also possible to use hot air as the medium.

Met name is de werkwijze volgens de uitvinding geschikt voor het verwijderen uit vervuilde grond van minerale olie, HCH en/of PAK's. Voorts kan de werkwijze volgens de uitvinding in-situ worden uitgevoerd, dat wil zeggen zonder dat de grond wordt afgegraven. In de grond kunnen dan een aantal pijpen worden ingebracht waarmee zowel het organische oplosmiddel als het verwarmde medium achtereenvolgens in de grond worden ingebracht. Dit inbrengen kan onder of vlak boven de grondwaterspiegel gebeuren, en is op zichzelf een bekende techniek, die bijvoorbeeld beschreven is in GB-A-2 098 644.In particular, the method according to the invention is suitable for removing mineral oil, HCH and / or PAHs from contaminated soil. Furthermore, the method according to the invention can be carried out in-situ, i.e. without excavation of the soil. A number of pipes can then be introduced into the soil with which both the organic solvent and the heated medium are successively introduced into the soil. This insertion can take place below or just above the water table, and is a known technique per se, which is for instance described in GB-A-2 098 644.

Het is ook mogelijk de vervuilde grond af te graven en in speciale containers te deponeren, welke containers zijn ingericht voor het volgens de uitvinding bewerken van de grond. De bewerking volgens de uitvinding kan ook plaats vinden in een speciaal daarvoor gebouwde verwerkings-inrichting, waarnaar de grond dan moet worden getransporteerd .It is also possible to excavate the contaminated soil and deposit it in special containers, which containers are arranged for working the soil according to the invention. The processing according to the invention can also take place in a specially built processing device, to which the soil must then be transported.

De uitvinding heeft voorts betrekking op de inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze voor het reinigen van vervuilde grond, welke inrichting kan zijn voorzien van een buizenstelsel dat in niet-afgegraven grond kan worden aangebracht of van middelen om een organisch oplosmiddel en vervolgens een verwarmd medium aan de afgegraven grond toe te voeren.The invention further relates to the device for carrying out the method for cleaning contaminated soil, which device can be provided with a pipe system which can be applied in non-excavated soil or with means for an organic solvent and subsequently a heated medium to the excavated soil.

Ter verduidelijking van de uitvinding zal hierna nader worden ingegaan op het reinigen van met HCH verontreinigde grond.To clarify the invention, the cleaning of soil contaminated with HCH will be discussed in more detail below.

Met name in de periode 1948 tot 1952 is HCH geproduceerd waarbij veel produktie afval is gestort, meestal in de omgeving van de plaats van produktie.In particular in the period 1948 to 1952, HCH was produced with a lot of production waste being dumped, usually in the vicinity of the place of production.

Met de stof HCH zijn een aantal problemen verbonden. In de eerste plaats is het een toxische stof, die schadelijk is voor de volksgezondheid. Voorts veroorzaakt deze stof stankoverlast. Verder is HCH moeilijk uit grond te verwijderen, hetgeen te maken heeft met de slechte oplosbaarheid in water en in veel andere oplosmiddelen en de relatief hoge kookpunten van de verschillende HCH's. De met HCH vervuilde grond zal op den duur niet alleen HCH, maar ook bijvoorbeeld chloorbenzeen en andere produkten bevatten, die ontstaan bij het langzaam afbreken van HCH in de grond. Met name gebeurt dit in kalkrijke grond.A number of problems are associated with the HCH substance. First of all, it is a toxic substance that is harmful to public health. Furthermore, this substance causes odor nuisance. Furthermore, HCH is difficult to remove from soil, due to the poor solubility in water and many other solvents and the relatively high boiling points of the various HCHs. The soil contaminated with HCH will eventually contain not only HCH, but also, for example, chlorobenzene and other products, which arise when the HCH slowly degrades in the soil. This mainly happens in calcareous soil.

Een goede manier om HCH en eventueel andere stoffen uit vervuilde grond te verwijderen is het bewerken van de grond met een apolair organisch oplosmiddel, zoals hexaan, dat een groot oplossend vermogen voor HCH heeft, niet erg giftig is, niet duur is, herwinbaar is en met conventionele stoomapparatuur verwerkbaar is, zodat het met hoge temperatuur in de vorm van stoom door de grond gevoerd kan worden. In de praktijk is gebleken dat de HCH-concentratie in vervuilde grond tot een minimum gereduceerd kan worden door deze grond te bewerken met hexaan.A good way to remove HCH and any other substances from contaminated soil is to tillage the soil with an apolar organic solvent, such as hexane, which has high dissolving power for HCH, is not very toxic, is not expensive, is recoverable and can be processed with conventional steam equipment, so that it can be transported through the soil at high temperature in the form of steam. It has been found in practice that the HCH concentration in contaminated soil can be reduced to a minimum by working this soil with hexane.

Na de bewerking met hexaan is een hoeveelheid van de hexaan in de grond achtergebleven, hetgeen op zichzelf een nieuwe vervuiling voor de grond vormt. Doordat echter hexaan een laag kookpunt heeft, ver beneden 100° C, blijkt de hexaan volledig te kunnen worden verwijderd uit de grond door de grond te bewerken met water in de vorm van stoom. Door het verschil in kookpunt tussen water en hexaan is de stoom met daarin hexaan vrij eenvoudig te scheiden in water en hexaan, zodat de hexaan opnieuw kan worden gebruikt. Door de slechte mengbaarheid van hexaan en water en door de verschillende dichtheden zijn beide stoffen ook in de vloeistof fase gemakkelijk te scheiden.After the hexane treatment, an amount of the hexane remains in the soil, which in itself constitutes a new contamination for the soil. However, since hexane has a low boiling point, well below 100 ° C, it appears that the hexane can be completely removed from the soil by tilling the soil with water in the form of steam. Due to the difference in boiling point between water and hexane, the steam containing hexane is fairly easy to separate into water and hexane, so that the hexane can be reused. Due to the poor miscibility of hexane and water and due to the different densities, both substances are also easy to separate in the liquid phase.

In de praktijk is gebleken dat een bewerking gedurende acht uren met hexaan en een daaropvolgende behandeling gedurende acht uren met water in de vorm van stoom een uitstekend resultaat oplevert, waarbij de vervuiling van de grond tot een minimum is gereduceerd.It has been found in practice that an operation for eight hours with hexane and a subsequent treatment for eight hours with water in the form of steam gives an excellent result, the contamination of the soil being reduced to a minimum.

De intensiteit van het reinigen kan verhoogd worden door de behandelingen van de grond onder druk uit te voeren, bijvoorbeeld een druk van 1,5 tot 3 bar.The intensity of the cleaning can be increased by carrying out the treatments of the soil under pressure, for example a pressure of 1.5 to 3 bar.

Bij de hiervoor beschreven methode wordt in feite bij vervuilde grond eerst de bestaande vervuiling vervangen door een andere vervuilende stof, waarna de andere vervuilende stof in een volgende bewerking uit de grond wordt verwijderd.With the method described above, in the case of contaminated soil, the existing pollution is in fact first replaced by another pollutant, after which the other pollutant is removed from the soil in a subsequent operation.

Claims

A method of cleaning contaminated soil and the like, wherein at least the steps are performed of (a) tilling the soil with an organic solvent, and (b) subsequently tilling the same soil with a heated medium.

A method according to claim 1, characterized in that the solvent is an non-polar organic solvent, for example hexane or pentane or a mixture of alkanes.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the solvent is introduced into the soil as a liquid.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the solvent is introduced into the soil in vapor form (heated).

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heated medium is water in the form of hot water and / or steam.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heated medium is hot air.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the method is used for removing hexachlorocyclohexane (HCH) and / or polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and / or mineral oil from contaminated soil.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the organic solvent and the heated medium are introduced into the soil in situ.

Method according to claim 8, characterized in that the introduction takes place below the water table.

Method according to claim 8, characterized in that the introduction takes place just above the water table.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cleaning takes place in containers at the location of the excavated soil.

12. Device for cleaning contaminated soil and the like, comprising means for introducing an organic solvent into the soil and means for subsequently applying a heated medium to the same soil.

Device as claimed in claim 12 for applying the method as claimed in any of the claims 1-11.

Device according to claim 12 or 13, characterized by a container in which the soil or the like can be deposited for processing.