DE4103473C1

DE4103473C1 - Cleaner for contaminated ground - has tubular reaction chamber with soiled feed hopper at top

Info

Publication number: DE4103473C1
Application number: DE19914103473
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Philipp Holzmann AG
Current assignee: Philipp Holzmann AG
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1992-03-12
Anticipated expiration: 2011-02-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung schadstoffhaltiger Böden mittels einer unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit, die dem ausgehobenen Boden in einem Bearbeitungsraum zugeführt und zusammen mit den ausgelösten Schadstoffen abgezogen wird.

Bei der Reinigung schadstoffhaltiger Böden ist es bekannt, das Reinigungsverfahren durchzuführen, ohne den Boden auszuheben (in situ-Verfahren). Hierunter fallen insbesondere biologische Bodenreinigungsverfahren, die jedoch insbesondere bei wechselnder Bodenbeschichtung nur bedingt anwendbar sind und häufig den Nachteil haben, daß sich der Zeitaufwand für biologische Reinigungsverfahren über mehrere Vegetationsperioden der Mikroorganismen erstreckt.

Da die Entfernung von Schadstoffen aus Bodenschichten in vielen Fällen durch die wechselnde Lagerung verschiedener Bodenschichten mit unterschiedlichen bodenmechanischen und physikalischen Eigenschaften behindert wird, müssen schadstoffbelastete Böden häufig auch ausgehoben und außerhalb der eigentlichen Baugrube gereinigt werden (in situ-Verfahren). Vorrichtungen zur Reinigung derart ausgehobener Böden sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung schadstoffhaltiger Böden mittels einer unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit, wobei diese Reinigungsflüssigkeit dem ausgehobenen Boden in einem Bearbeitungsraum zugeführt und zusammen mit den ausgelösten Schadstoffen abgezogen wird. Der eigentliche Reinigungsvorgang wird hierbei im wesentlichen dadurch erzielt, daß die einzelnen Bodenpartikel mit der unter hohem Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit "abgespritzt" werden. Für das Ergebnis des Reinigungsvorganges ist es hierbei wichtig, daß sämtliche Bodenpartikel mit der unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden und daß eine zuverlässige Trennung der mit Schadstoffen beladenen Reinigungsflüssigkeit von den gereinigten Bodenpartikeln erfolgt, um eine erneute Verschmutzung des bereits gereinigten Bodens zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Reinigung schadstoffhaltiger Böden mittels einer unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit zu schaffen, die mit geringem technischen Aufwand und niedrigem Energiebedarf eine hohe Reinigungswirkung erzielt und zur Reinigung unterschiedlicher und unterschiedlich verschmutzter Böden geeignet ist.

Ausgehend von einer Reinigungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art mit einem den ausgehobenen Boden aufnehmenden Bearbeitungsraum ist die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsraum als rohrförmige Kammer mit senkrecht stehender Längsachse ausgebildet ist, die an der Oberseite mit einem Aufgabetrichter für den schadstoffhaltigen Boden versehen ist, in der in mindestens einer waagerechten Ebene liegende Düsen für die Reinigungsflüssigkeit angeordnet sind und die mit einer offenen Unterseite ausgebildet ist, die in einen Überlaufbehälter hineinragt, dessen oberer, die Kammer unter Bildung eines Ringspaltes umgebender Rand den Flüssigkeitsstand in der Kammer vorgibt und der mit einem Austrag für den gereinigten Boden versehen ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Reinigungvorrichtung findet der eigentliche Reinigungsvorgang in einem Bereich der rohrförmigen Kammer statt, in dem das trocken aufgegebene Material erstmalig mit der mit hohem Druck aus den Düsen austretenden Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird. Die Bedüsung erfolgt somit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter voller Ausnutzung der Energie des Hochdruckstrahls, die im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen nicht durch das Vorhandensein von Reinigungsflüssigkeit herabgesetzt wird. Demzufolge wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine bessere Reinigungswirkung bei gleichzeitig verringertem Energiebedarf erzielt. Um den sich im unteren Teil der Kammer zwangsläufig ausbildenden Flüssigkeitsstand stets unterhalb des eigentlichen Bearbeitungsraumes zu halten, ragt die offene Unterseite der rohrförmigen Kammer in einen Überlaufbehälter hinein, dessen oberer, die Kammer unter Bildung eines Ringspaltes umgebender Rand den Flüssigkeitsstand in der Kammer vorgibt und aus dem der gereinigte Boden abgezogen wird.

Um das Abziehen des Bodens und der mit Schadstoffen beladenen Reinigungsflüssigkeit zu vereinfachen, sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kammer und der Überlaufbehälter von einem Auffanggehäuse für die aus der Oberseite des Überlaufbehälters austretende, mit Schadstoffen beladene Reinigungsflüssigkeit umgeben. Das Auffanggehäuse ist vorzugsweise mit einem Ablaufstutzen versehen, der an eine zu einer Wiederaufbereitungsanlage für die Reinigungsflüssigkeit führende Leitung angeschlossen ist, so daß die Reinigungsflüssigkeit nach der notwendigen Wiederaufbereitung erneut über die Düsen in die erfindungsgemäße Kammer eingedüst werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die in mindestens einer Ebene der Kammer angeordneten Düsen für die Reinigungsflüssigkeit tangential ausgerichtet. Hierdurch wird gleichzeitig mit der Reinigung eine Aufbereitung des Bodens erzielt, wenn dieser in der Kammer wendelförmig durch den eigentlichen Bearbeitungszeitraum hindurchgeführt wird. Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Düsen paarweise in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet. Sofern mindestens vier Düsen pro Ebene angeordnet sind, können diese erfindungsgemäß paarweise in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sein. Außerdem ist es möglich, die in übereinanderliegenden Ebenen angeordneten Düsen zumindest teilweise in entgegengesetzter Richtung auszurichten. Insgesamt ergeben sich genügend Möglichkeiten, die Bedüsung auf die jeweiligen Boden- und Verschmutzungsverhältnisse abzustellen.

Um die Intensität des Reinigungsvorganges zu vergrößern, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Kammer ein zentraler Verdrängungskörper angeordnet sein, der einen Bearbeitungsraum mit ringförmigem Querschnitt bildet, so daß sich auch bei größeren Kammerdurchmessern eine vollständige Durchdringung des zu reinigenden Bodens mit der Reinigungsflüssigkeit sicherstellen läßt. Bei der Verwendung eines derartigen zentralen Verdrängungskörpers können sowohl in der Außenwand der Kammer als auch im Verdrängungskörper Düsen für die Reinigungsflüssigkeit angeordnet sein.

Die Düsen können schwenkbar angeordnet werden, wobei die Verschwenkbarkeit entweder der Einstellung des jeweils günstigsten Düsenwinkels oder einer ständigen Schwenkbewegung dienen kann. Weiterhin können die Düsen an einem drehbaren bzw. drehend antreibbaren Düsenring angeordnet sein. Bei einer drehbaren Ausbildung des Düsenringes ergibt sich eine entgegengesetzt zur Austrittrichtung der Reinigungsflüssigkeit gerichtete Drehbewegung, ohne daß hierfür ein zusätzlicher Antrieb erforderlich ist. Andererseits ist es auch möglich, den Düsenring extern anzutreiben, um die Reinigungswirkung zu erhöhen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das untere Ende der Kammer durch einen sich verengenden Austrittskonus gebildet. Hierdurch wird eine gewisse Verzögerung beim Austritt des gereinigten Bodens aus der Unterseite der Kammer erzielt, ohne daß der Austritt der mit Schadstoff beladenen Reinigungsflüssigkeit behindert wird. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, den Austrittskonus innerhalb des als Trichter mit entsprechender Neigung ausgebildeten Überlaufbehälters anzuordnen, der mit einer Schleuse für den Austrag des gereinigten Bodens versehen ist. Bei dieser Ausgestaltung steht dem kontinuierlichen Abzug der Schadstoff beladenen Reinigungsflüssigkeit ein periodischer Austrag des gereinigten Bodens gegenüber.

Um einerseits die Reinigungswirkung und andererseits den Transport des Bodens durch die Kammer zu verbessern, kann die Kammer gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vibrierend angetrieben werden. Schließlich ist es möglich, auch den Aufgabetrichter und/oder den trichterförmigen Überlaufbehälter vibrierend anzutreiben.

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

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine schematisch dargestellte Vorrichtung,

Fig. 2 einen waagerechten Teilschnitt gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen weiteren waagerechten Teilschnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 einen den Teilschnitten nach den Fig. 2 und 3 entsprechenden Schnitt bei einer abgewandelten Ausführungsform.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Reinigung schadstoffhaltiger Böden, die in einem Tragrahmen 1 angeordnet ist. Die Vorrichtung umfaßt einen Aufgabetrichter 2 für den ausgehobenen, schadstoffhaltigen Boden. An das untere Ende dieses Aufgabetrichters 2 schließt sich eine rohrförmige Kammer 3 an, die am unteren Ende in einen sich verengenden Austrittskonus 4 übergeht.

Das untere Ende der rohrförmigen Kammer 3 und der Austrittskonus 4 sind von einem Überlaufbehälter 5 umgeben, dessen oberer Rand mit dem Gehäuse der Kammer 3 einen Ringspalt bildet. Beim Ausführungsbeispiel ist dieser Überlaufbehälter 5 trichterförmig ausgebildet, und zwar mit einer der Neigung des Austrittskonus 4 entsprechenden Neigung. Am unteren Ende des Überlaufbehälters 5 ist eine Schleuse 6 angeordnet, die dem Austrag des gereinigten Bodens dient.

Die Kammer 3 und zumindest der obere Teil des Überlaufbehälters 5 sind von einem Auffanggehäuse 7 umgeben, das an seiner Unterseite mit einem Ablaufstutzen 8 für die mit Schadstoffen beladene Reinigungsflüssigkeit versehen ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist dieser Ablaufstutzen 8 an eine Leitung 9 angeschlossen, die zu einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Wiederaufbereitungsanlage für die Reinigungsflüssigkeit führt.

Diese Reinigungsflüssigkeit wird der Kammer 3 mit hohem Druck durch Düsen 10 zugeführt, die beim Ausführungsbeispiel in zwei übereinanderliegenden, waagerechten Ebenen angeordnet sind. Gemäß den Fig. 2 und 3 sind in jeder Ebene zwei Düsen 10 angeordnet, die tangential und entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind. Gemäß Fig. 4 können bei einer abgewandelten Ausführungsform auch vier Düsen 10 pro Ebene angeordnet sein, wobei diese Düsen 10 paarweise entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen weiterhin, daß in der Mitte der Kammer 3 ein Verdrängungskörper 11 angeordnet ist. Dieser Verdrängungskörper 11 schafft innerhalb der Kammer 3 einen kreisringförmigen Kammerquerschnitt für den zu reinigenden Boden, wodurch auch bei größeren Kammerdurchmessern eine zuverlässige Durchdringung des Bodens mit der aus den Düsen 10 austretenden Reinigungsflüssigkeit sichergestellt werden kann. Auch der Verdrängungskörper 11 kann mit Düsen versehen sein. Weiterhin ist es möglich, den Verdrängungskörper 11 drehbar oder drehend antreibbar zu lagern, sofern eine Drehbewegung der Düsen relativ zu dem sich von oben nach unten durch die Kammer 3 bewegenden Boden gewünscht sein sollte. Schließlich ist es möglich, die Düsen 10 in der Kammer 3 und ggf. auch die Düsen am Verdrängungskörper 11 schwenkbar auszubilden oder an einem Düsenring anzuordnen, der entweder drehbar gelagert ist oder drehend angetrieben wird. Durch alle diese Maßnahmen kann die Einwirkung der Reinigungsflüssigkeit auf den sich im Bearbeitungsraum der Kammer 3 befindenden Boden verbessert werden.

Der schadstoffhaltige Boden wird dem Aufgabetrichter 2 trocken zugeführt und gelangt an dessen unterem Ende in die rohrförmige Kammer 3. Durch die tangentiale Ausrichtung der Düsen 10 wird der Boden auf einer wendelförmigen Bahn durch das Innere der Kammer 3 nach unten geführt, wobei der Boden zugleich aufbereitet und seine Bodenpartikel intensiv mit der aus den Düsen 10 austretenden Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden. Durch diese Beaufschlagung trennen sich die an den Bodenpartikeln anhaftenden Schadstoffe von den Bodenpartikeln. Die Schadstoffe werden von der Reinigungsflüssigkeit aufgenommen. Die mit Schadstoffen beladene Reinigungsflüssigkeit gelangt hierbei ungehindert in den Austrittskonus 4 und steigt anschließend außerhalb im Überlaufbehälter 5 auf, bevor sie über die Oberkante des Auffangbehälters 5 in das Auffanggehäuse 7 abläuft.

Durch die Anordnung des das untere Ende der Kammer 3 umgebenden Überlaufbehälters 5 wird in der Kammer 3 ein Flüssigkeitsstand gehalten, der unterhalb des durch die Düsen 10 gebildeten eigentlichen Bearbeitungsraumes liegt. Die Bedüsung der Bodenpartikel mit der Reinigungsflüssigkeit erfolgt somit in "trockenem" Zustand des Bodens, d. h. ohne Vorhandensein eines Flüssigkeitsstandes, wodurch die Reinigungswirkung steigt, so daß eine gute Reinigung mit geringeren Flüssigkeitsmengen und niedrigerem Flüssigkeitsdruck erzielt werden kann. Die über den Rand des Überlaufbehälters 5 ablaufende, mit Schadstoffen beladene Reinigungsflüssigkeit wird im Auffanggehäuse 7 aufgefangen und über dessen Auflaufstutzen 8 und die Leitung 9 einer nicht dargestellten Aufbereitungsanlage zugeführt.

Um einerseits die Reinigungswirkung zu verbessern und andererseits den Transport des Bodens durch die Kammer 3 zu erleichtern, kann die Kammer 3 mit Vibrationen beaufschlagt werden. Außerdem ist es möglich, zur Vermeidung von Brückenbildungen auch den Aufgabetrichter 2 und den Überlaufbehälter 5 vibrierend anzutreiben.

Bezugszeichenliste:

1 Tragrahmen
2 Aufgabetrichter
3 Kammer
4 Austrittskonus
5 Überlaufbehälter
6 Schleuse
7 Auffanggehäuse
8 Ablaufstutzen
9 Leitung
10 Düse
11 Verdrängungskörper

Claims

1. Vorrichtung zur Reinigung schadstoffhaltiger Böden mittels einer unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit, die dem ausgehobenen Boden in einem Bearbeitungsraum zugeführt und zusammen mit den ausgelösten Schadstoffen abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsraum als rohrförmige Kammer (3) mit senkrecht stehender Längsachse ausgebildet ist, die an der Oberseite mit einem Aufgabetrichter (2) für den schadstoffhaltigen Boden versehen ist, in der in mindestens einer waagerechten Ebene liegende Düsen (10) für die Reinigungsflüssigkeit angeordnet sind und die mit einer offenen Unterseite ausgebildet ist, die in einen Überlaufbehälter (5) hineinragt, dessen oberer, die Kammer (3) unter Bildung eines Ringspaltes umgebender Rand den Flüssigkeitsstand in der Kammer (3) vorgibt und der mit einem Austrag (6) für den gereinigten Boden versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3) und der Überlaufbehälter (5) von einem Auffanggehäuse (7) für die aus der Oberseite des Überlaufbehälters (5) austretende, mit Schadstoffen beladene Reinigungsflüssigkeit umgeben sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffanggehäuse (7) mit einem Ablaufstutzen (8) versehen ist, der an eine zu einer Wiederaufbereitungsanlage für die Reinigungsflüssigkeit führende Leitung (9) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in mindestens einer Ebene der Kammer (3) angeordneten Düsen (10) für die Reinigungsflüssigkeit tangential ausgerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) paarweise in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Düsen (10) pro Ebene angeordnet sind, die paarweise in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in übereinanderliegenden Ebenen angeordneten Düsen (10) zumindest teilweise in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (3) ein zentraler Verdrängungskörper (11) angeordnet ist, der einen Bearbeitungsraum mit ringförmigem Querschnitt bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Außenwand der Kammer (3) als auch im Verdrängungskörper (11) Düsen (10) für die Reinigungsflüssigkeit angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) schwenkbar sind.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) an einem drehbaren bzw. drehend antreibbaren Düsenring angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Kammer (3) durch einen sich verengenden Austrittskonus (4) gebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskonus (4) innerhalb der als Trichter mit entsprechender Neigung ausgebildeten Überlaufbehälters (5) angeordnet ist, der mit einem als Schleuse (6) ausgebildeten Austrag für den gereinigten Boden versehen ist.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3) vibrierend antreibbar ist.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufgabetrichter (2) und/oder der trichterförmige Überlaufbehälter (5) vibrierend antreibbar ist/sind.