Allgemein

Zahlreiche Areale enthalten Bodenverunreinigungen, die Menschen und Umwelt gefährden können. Diese, unter dem Sammelbegriff Altlasten zusammengefassten Kontaminationen mit umweltgefährdenden Stoffen, stammen aus der Ablagerung von Abfällen in Form von Halden, wilden Kippen etc., aus stillgelegten Industriebetrieben, die mit Gefahrenstoffen gearbeitet haben oder sie sind die Folge von Unfällen und Kriegen.
Je nach Art und Zusammensetzung des zu sanierenden Bodens und Qualität und Quantität der Kontamination, des Sanierungsziels sowie der äußeren Randbedingungen, wie Hydrologie, umliegende Bebauung, Transportmöglichkeiten usw., kommen zur Sanierung dieser Altlasten chemische, physikalische und biologische Verfahren sowie Kombinationen in betracht.
Bodenwaschverfahren lösen in physikalischchemischen Prozessen die Kontamination(en) aus dem Boden (oder auch aus Materialien wie Sand, Kies, Schotter, usw.) und überführen sie in die Waschflüssigkeit. In Europa gibt es mehr als 1,4 Mio. ausgewiesene Standorte mit Schwermetallverunreinigungen. Viele dieser Böden befinden sich in ehemaligen Ostblock-Ländern.

In der Regel ist dies Wasser unter Zusatz von Reinigungsmittel, Säuren, Laugen, Emulatoren, Tenside usw. Jedoch sollten die eingesetzten Mittel nicht zu neuen Belastungen im Boden führen. Deshalb finden im „Erdwaschverfahren“ nur solche Reinigungsmittel Verwendung, die garantiert keine nachteiligen Folgen für den behandelten Boden nach sich ziehen. Prinzipiell werden nur umweltneutrale bzw. biologisch gut abbaubare Mittel eingesetzt. Gänzlich verzichtet wird z.B. auf Phosphate, EDTA, NTA, Benzolalkylsulfonate usw.

Verfahrensbeschreibung

Das Bodenwaschverfahren lässt sich in folgende drei Verfahrensschritte unterteilen:
- Bodenwäsche
- Waschwasseraufbereitung
- Abluftreinigung
Nach einer eventuell notwendigen mechanischen Vorbehandlung zur Zerkleinerung, Klassierung und Sortierung wird der zu reinigende Boden bzw. das zu reinigende Material in die Waschanlage überführt. Hier erfolgt durch intensiven Kontakt mit der Waschflüssigkeit, je nach Art der Kontamination, entweder das Lösen, Dispergieren oder Emulgieren der Schadstoffe. Die so in die Waschflüssigkeit überführten Kontaminationen werden je nach Art in einer speziell zusammengestellten Wasseraufbereitungsanlage ausgeschleust. Das gereinigte Wasser kann je nach Anwendungsfall in den Waschkreislauf rezykliert werden. Da die zum Ablösen der Schadstoffe vom Boden notwendige Energie durch Eindüsen von Luft erfolgt, kann es kontaminationsbedingt erforderlich werden, die Abluft oberhalb der Waschwanne abzusaugen und einer auf die spezifischen Problemstoffe zugeschnittenen Abluftreinigung zuzuführen. vorzugsweise zur Dekontamination wasserlöslicher oder emulgierbarer Schadstoffe geeignet.
Hierzu zählt insbesondere die Gruppe der Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW), so dass dieses Verfahren besonders zur Reinigung kontaminierter Areale von z.B. Tankstellen, Raffinerien, Tankanlagen, Flughäfen usw. einsetzbar ist.
Das Verfahren ist, bedingt durch die Anwendung von Waschlösungen auf der Basis Wasser zusammen mit sogenannter „milder Chemie“, vorzugsweise zur Dekontamination wasserlöslicher oder emulgierbarer Schadstoffe geeignet.
Hierzu zählt insbesondere die Gruppe der Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW), so dass dieses Verfahren besonders zur Reinigung kontaminierter Areale von z.B. Tankstellen, Raffinerien, Tankanlagen, Flughäfen usw. einsetzbar ist.

Einsatzmöglichkeiten

Das Erdwaschverfahren bietet aufgrund seiner Konzeption ein hohes Maß an Variabilität und ist, in Verbindung mit problem- orientierter und prozessspezifischer Adaption, zur Reinigung und Dekontamination sehr vieler Materialien geeignet. Da die Wiedergabe aller Einsatzmöglichkeiten stets zu einer unvollständigen Liste führt, soll im Folgenden nur auf einige typische Anwendungen hingewiesen werden. Zur Klärung, ob eine Problemlösung mit dem Erdwaschverfahren möglich ist, steht Ihnen unser Applikationslabor zur Verfügung.

Hier erhalten Sie Antwort auf prinzipielle Fragen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Untersuchungen mit dem zu behandelnden bzw. dekontaminierenden Material im Labormaßstab durchzuführen. Als Ergebnis stellen wir Ihnen die für den technischen Betrieb zu erwartende Reinigungsleistung des Verfahrens mit den optimierten Prozessparametern zur Verfügung, wie Behandlungszeit, qualitative und quantitative Angaben über Reinigungsmittel, Abwasser und, falls erforderlich, Abluft.Hieraus lassen sich Durchsatz und spezifische Kosten einer technischen Reinigungs- / Dekontaminierungs- / Sanierungsmaßnahme etc. abschätzen. Für diese Untersuchungen werden ca. 50 kg Probematerial, Input-Analyse(n) mit verwendeter Analysenmethode und Reinigungsziel benötigt. Wir bitten um Verständnis, dass diese Untersuchungen nicht kostenlos durchgeführt werden können, sondern nur gegen Vorauszahlung einer pauschalen Kostenbeteiligung. Dieser Betrag wird im Falle eines Auftrages bzw. Kaufes voll angerechnet und vergütet. Zusätzlich zu dieser Pauschale werden die notwendigen Analysen, nach Absprache und Aufwand, berechnet.

Dekontamination

Das Erdwaschverfahren eignet sich vorzugsweise zur Dekontamination von Böden, die wasserlösliche, emulgierbare oder suspendierbare Schadstoffe enthalten. Hierzu zählt insbesondere die Gruppe der Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW). Im betrachteten Beispiel soll ein Boden mit der in Tabelle 1 aufgeführten Kornanalyse behandelt werden.

                                                                                     Bodenfraktion (trocken)

                                                                         Schluff/Ton                  < 63 μm          4,2 %
                                                                         Feinsand               250 – 63 μm          7,0 %
                                                                         Grobsand          2000 - 250 μm        24,3 %
                                                                         Kies                           > 2000 μm        64,5 %

Tab.1

Es liegt eine Kontamination des Bodens mit Heizöl von 6500 kg/kg² vor, bezogen auf den trockenen Boden (TS) und bestimmt nach DEV (Deutsche Einheits-Verfahren), Methode H 18. Das Sanierungsziel ist ein Restölgehalt von < 0,1 % bzw. 1000 mg/kg Boden bzw. 1000 ppm.
Dies entspricht einer geforderten Abreicherung oder Entfernung von rund 85 % der Kontamination. Für den Wascherfolg ist die Kenntnis von Bodenzusammensetzung und Verteilung der Schadstoffe in den Bodenbestandteilen äußerst wichtig. Daher werden die einzelnen Bodenfraktionen jeweils auf ihren Gehalt an MKW im Ausgangsmaterial und nach der 1., 2. und 3. Wäsche mit 0,5 %-tiger PE 2010 – Waschlösung bestimmt. Die Waschzeit beträgt jeweils 30 min bei 25 °C.


Dekontamination

Die folgende Grafik zeigt die Verteilung der MKW im Boden:



Es wird deutlich, dass die 4,2 % Feinstanteil im Boden über 50 % der gesamten Kontamination beinhalten. Da dieser Feinstanteil aufgrund seiner phys. - chem. Eigenschaften nur sehr schwer dekontaminierbar ist, wird das Sanierungsziel, wie
Abb. 2a zeigt, mit ca. 770 ppm Restöl-Gehalt, erst nach der 2. Wäsche erreicht. Werden dagegen während der 1. Wäsche simultan ca. 2/3 der feinkörnigen Bodenbestandteile (< 63 μm) über die Waschlauge ausgeschleust, entsprechend einer Menge von 2,8 % absolut, so wird das Sanierungsziel von < 1000 ppm bereits nach der ersten Wäsche mit ca. 890 ppm erreicht. Der ausgeschleuste Feinstanteil kann entweder zusammen mit den emulgierten MKW entfernt und entsorgt werden oder separat durch weitere Wäschen oder z.B. durch eine mikrobiologische Behandlung dekontaminiert werden.

KroatienDeutschlandUSA
Chemie

Kies



Das Sanierungsziel (< 1000 ppm) wird durch zweifache Wäsche mit 0,5 %-tiger PE 2010 – Lösung innerhalb ca. 1h bei 25 °C erreicht.



Das Sanierungsziel (< 1000 ppm) wird durch einfache Wäsche mit 0,5 %-tiger PE 2010 – Lösung innerhalb ca. 30 min bei 25 °C unter simultaner Ausschleusung von 2,8 % (abs.) Feinstkornanteil < 63 μm erreicht.

Reinigung von Walzzunder

Beim Walzen von Stahl platzen kleine, dünne Plättchen ab, die, aufgrund ihrer oberflächlichen Korrosion, Walzzunder genannt werden. Durch die Verwendung von Walzemulsionen, die einerseits die Reibung an der Bearbeitungsfläche herabsetzen und andererseits die Korrosion der Stahloberfl äche unterdrücken sollen, ist das Material mit 2400 ppm MKW belastet. Deshalb kann der Zunder nicht im Stahlwerk Verwendung fi nden, sondern er muss zur Entsorgung auf eine Deponie. Mit dem Erdwaschverfahren ist es gelungen, die Kontamination so weit zu entfernen, dass
dieses Material nun zurück in die Stahlerzeugung fließen kann. Abb. 3a zeigt die Kornverteilung, Abb. 3b den Öl-Gehalt im Ausgangsmaterial sowie nach der 1. und 2. Wäsche. Das Reinigungsziel (< 1000 ppm) wird nach einmaliger Wäsche mit 1 %-tiger PE 2012-Lösung bei 27 °C in 30 min mit 540 ppm erreicht. Eine zweite Behandlung unter gleichen Bedingungen senkt den Öl-Gehalt auf unter 90 ppm.

Reinigung von Polier- und Schleifwolle

In vielen Reinigungs-, Schleif- und Polier – Verfahren fi nden Stahlwollen in Verbindung mit Pulvern, Pasten, Dispersionen, Emulsionen usw. Verwendung. Allein in der Automobilindustrie fallen jährlich tausende Tonnen Stahlwollen an. Durch fest haftende Verschmutzungen mit Schleifmitteln, Polituren, Emulsionen, Ölen, Fetten, Wachsen usw. werden die Stahlwollen (Stahlwatten) unbrauchbar und müssen z.T. als (Sonder-) Abfall entsorgt werden. Die Belastung dieser Materialien, gemessen als Summe MKW ( DIN 38409, DEV / H 18 ), liegt zwischen 8000 und 95 000 ppm. In der Regel kann diese Belastung in einer ein- bzw. zweistufigen Wäsche, bei einer Waschzeit von 20 – 60 min und einer Temperatur zwischen 20 und 40 °C unter Verwendung einer 0,5 bis 2 %-tiger PE 2012-Waschlösung, auf Restgehalte zwischen ca. 50 und 1000 ppm MKW gesenkt werden. Damit steht, im Gegensatz zur sonst üblichen Deponierung oder Verbrennung, nun ein umweltrelevanter Weg zum Recyceln solcher Materialien zur Verfügung.

Systembeschreibung

Das System CDRS (Combined Decontamination and Reactivation System) stellt eine marktorientierte Innovation zur Bodenwäsche dar. Es besteht aus einer rechteckigen Waschwanne, die per Radlader etc. beschickt und nach dem Waschen durch eine hydraulische Kippvorrichtung entleert wird. Der Wascherfolg wird durch
Einblasen von Luft über einen Düsenboden erreicht. Hierbei entstehen in der 3-Phasen-Blasensäule Rollzellen, die in Verbindung mit der im Boden hohen Dissipitationsdichte für eine Abreicherung der Schadstoffe vom kontaminierten Material sorgen. Dieser Vorgang kann durch Zugabe geeigneter Chemikalien begünstigt werden. Während und nach dem Waschvorgang können aufschwimmende Stoffe, wie z.B.Öl, Benzin oder auch Bodenpartikel, über eine Eluatrinne gesondert abgezogen werden. Nach Beendigung der Wäsche erfolgt die Phasentrennung durch Abzug der Waschflüssigkeit über Vakuum-Filterkerzen im Wannenboden. Ferner sind hier die zur Drucklufterzeugung notwendigen Kompressoren schallgedämmt aufgestellt. Oberhalb der Waschwanne ist bei Bedarf die Montage einer dicht schließenden, schwenkbaren Abzugshaube zur Fassung und
Absaugung kontaminierter Abluft möglich. Auf einem Podest neben der Waschwanne ist der Steuerstand eingerichtet. Von hier hat der Bediener der Maschine einen idealen Überblick und kann über das Schaltpult die Anlage steuern.

 

KroatienDeutschlandUSA
   
Unterhalb der Waschwanne befinden sich die Elektroversorgung, die Steuerschränke für die MSR – Einheiten, Pumpen für das Waschwasser, die Vakuumpumpe zur Entwässerung sowie die Hydraulikeinheit.

Technische Daten

Parameter / Maschine                                         Typ A                               Typ B

Abmessung B x T x H ca. (m)                           6,0 x 7,2 x 3,9                 7,5 x 7,2 x 3,9

Fassungsvermögen ca. (m3)                                   6                                       9

Eigengewicht ca. (t)                                                 14                                    16

Energiebedarf 380 V ca. (kW)                                65                                     65

Waschzeit ca. (h)                                                  0,5 – 1                              0,5 – 1



Typ A eignet sich aufgrund seines höheren Energieeintrages sowie der proportional
höher beanspruchbaren Mechanik in Verbindung mit einem geänderten Spaltboden für besonders feinkörnige und spezifisch schwere Materialien, z.B. tonhaltiger Boden oder Eisenspäne, Walzzunder etc.

Um im Vorfeld zu entscheiden, welche Maschine unter welchen Bedingungen mit welcher Waschlösung optimale Ergebnisse erzielt, sind Voruntersuchungen notwendig. Diese werden an eingeschickten Proben in unserem Auftrag analysiert. Die entstehenden Kosten werden bei Kauf bzw. Miete einer Maschine vergütet.