B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontaminierung von Schadstoffbelastetem, losem, stückigem Gut wie Bauschutt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zum Beispiel im Bauwesen, und zwar sowohl im Hoch- wie Tiefbau oder Straßenbau fallen durch Neubau- oder Sanie¬ rungsmaßnahmen große Mengen an Bauschutt an. Häufig müssen auch Fundamente erneuert werden. Darüber hinaus fallen zum Beispiel im Bereich industrieller Anlagen häufig Rest¬ stoffe in stückiger Form an, die wie der vorstehend genannte Bauschutt mehr oder weniger mit Schadstoffen, zum Bei¬ spiel Kohlenwasserstoffen, verunreinigt sind.

Derartige, in loser stückiger Form von meist deutlich mehr als 5 cm Durchmesser vorliegende Teile sind grund¬ sätzlich von einem Boden zu unterscheiden, wie er bei¬ spielsweise in kontaminierter Form unter Industriegeländen vorhanden ist und entsorgt / behandelt werden muß. Dies erfolgt entweder nach einem Ausbaggern in sogenannten Bodenwaschanlagen (DE 39 21 066 C2) , oder in Regenerations¬ mieten (DE 39 01 050 AI) oder ohne Ausbaggern in situ. Dabei durchströmt das angehobene Grundwasser das Erdreich an Ort und Stelle. Eine Nährstofflösung wird dem Grundwasser zugeführt und an anderer Stelle über einen Brunnen wieder abgezogen.

Insbesondere bei dichten Körpern, wie Betonteilen, sind oft nur die Oberflächenbereiche des Stückgutes verunreinigt.

In diesem Zusammenhang ist es bekannt, die Oberflächen eines derartigen stückigen Materials durch Sandstrahlen zu behandeln. Abgesehen davon, daß auf diese Weise nur die unmittelbare Oberflächenschicht erreicht wird, hat das Verfahren den Nachteil, daß der ausgebrachte Sand anschließend selbst aufbereitet und entsorgt werden muß, zum Beispiel wieder mit einem Bodenwaschverfahren.

Eine weitere bekannte Maßnahme zur Reinigung der genannten Materialien besteht darin, diese zu zerkleinern und im Rahmen eines bekannten Boden-Waschverfahrens einer bio¬ logischen und/oder chemischen Waschwasserbehandlung zu unterwerfen. Abgesehen von dem relativ komplizierten Ver¬ fahren besteht hier der wesentliche Nachteil darin, daß das gesamte Material zunächst aufbereitet und anschließend gereinigt werden muß, obwohl häufig - wie oben ausgeführt - nur der unmittelbare Oberflächenbereich oder eine gewisse Oberflächenschicht kontaminiert ist. Insoweit wird bei diesem Verfahren also ein erheblicher Aufwand getrieben, bei dem große Mengen nicht kontaminierter Bestandteile mit behandelt werden.

Es besteht aber ein dringendes Bedürfnis, derartige größere Stücke, die mit bekannten Böden-Reinigungsverfahren nicht zu reinigen sind, ebenfalls zu dekontaminieren und einer weiteren Verwendung zuzuführen.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dekontaminierung von Schadstoffbelastetem, lose vorliegendem, stückigem Gut anzubieten, das einfacher als die bekannten Verfahren ist und trotzdem eine möglichst

vollständige Entfernung der im Oberflächenbereich des Stückgutes vorhandenen Schadstoffe ermöglicht.

Der Erfindung liegt der grundliegende Gedanke zugrunde, dies nach Art eines "umgekehrten Tropfkörperverfahrens" zu realisieren.

Beim Tropfkörperverfahren wird die Erhöhung der Biomassen- Konzentration im Reaktor durch die Bereitstellung von Aufwuchsflächen erreicht, auf denen die Organismen haften und durch den Abwasserstrom nicht beziehungsweise nur begrenzt ausgespült werden können. In Abhängigkeit von der Nährstoffzufuhr wächst der Biomassenbelag auf den Oberflächen zum sogenannten "biologischen Rasen" heran. Ein Teil des Belages wird durch den Abwasserstrom von der Unterlage abgelöst und ausgespült. Das abgezogene Abwasser wird anschließend in einem Nachklärbecken einer Sedimentationsbehandlung unterworfen.

Während also beim bekannten Tropfkörper-Verfahren ein kontaminiertes Abwasser dadurch gereinigt wird, daß Schad¬ stoffe aus dem Abwasser in Anwesenheit von Mikroorganismen sich durch Bildung des genannten biologischen Rasens auf Festbetten abscheiden, die im Reaktor zur Verfügung ge¬ stellt werden, geht das erfindungsgemäße Verfahren den umgekehrten Weg.

Dem Verfahren liegt danach die Überlegung zugrunde, das stückige, kontaminierte Gut in loser Schüttung (ohne Fein¬ anteile) mit einer Flüssigkeit zu besprühen oder in eine Flüssigkeit einzulegen, die einen Anteil an solchen Mikro¬ organismen enthält oder in der solche Mikroorganismen

gebildet werden, die die organischen Schadstoffe zum Bei¬ spiel entweder oxidieren oder in körpereigene Substanz umwandeln. Auf diese Weise wird der "biologische Rasen" also quasi "in-situ" auf den Oberflächen des zu reinigenden Stückgutes gebildet.

Dadurch, daß - wie oben ausgeführt - die Schadstoffe bei dem erfindungsgemäß zu reinigenden stückigen Gut weitest- geheπd unmittelbar an der Oberfläche haften oder - bei einem porösen Gut - nur über eine bestimmte Tiefe von der Oberfläche im stückigen Gut enthalten sind, gelingt es bei Bereitstellung der genannten Flüssigkeit, die Mikro¬ organismen dazu anzuregen, die organischen Stoffe zu oxi¬ dieren oder in körpereigene Substanz umzuwandeln. Dabei haben Versuche gezeigt, daß die Mikroorganismen in der Lage sind, sich über eine gewisse Strecke in das zu ent¬ sorgende Gut "hineiπzufüttern" . Dies ist deshalb über¬ raschend, weil man beim Tropfkörperverfahren stets eine bestimmte anaerobe Zwischenschicht auf den Aufwuchsflächen voraussetzt, die hier einer notwendigen aeroben Biologie entgegenstehen würde.

Die Tätigkeit der Mikroorganismen unmittelbar auf der Oberfläche selbst oder in einem bestimmten Diffusions¬ bereich reicht aus, um im Oberflächenbereich vorhandene Schadstoffe vollständig umzusetzen.

Anzahl und Art der Mikroorganismen wird anhand des zu entsorgenden Gutes beziehungsweise der vorhandenen Schad¬ stoffe ausgewählt (selektiert) . Dabei werden die Mikro¬ organismen zu einem überwiegenden Teil in der Regel aus Aerobiern bestehen.

Tn diesem Zusammenhang ist es wichtig, ein ausreichendes Sauerstoffangebot zur Verfügung zu stellen. Insbesondere bei einer reinen Besprühung des stückigen Gutes mit Flüs¬ sigkeit oder bei einem nur geringen Flüssigkeitsniveau im Behandlungsbehälter kann die Saugwirkung bei der Ab¬ wicklung der biologischen Vorgänge auf den Sauerstoff der Außenluft ausreichen, genügend Sauerstoff in die Flüs¬ sigkeit und damit in den Oberflächenbereich der stückigen Güter zu führen.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist jedoch vorge¬ sehen, diskrete Belüftungselemente zur Verfügung zu stellen, die externen Sauerstoff in beziehungsweise auf die Flüs¬ sigkeit bringen. Hierzu stehen bekannte Belüfter zur Verfü¬ gung. Der Sauerstoff wird dabei in der Regel in Form von Umgebungsluft eingebracht. Ebenso kann der Sauerstoff aber auch schon vorher in die Flüssigkeit eingebracht oder in dieser gelöst werden.

Die Aufgabe der Flüssigkeit mit dem genannten Anteil an Nährlösung erfolgt nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung über eine Sprüh- oder Sprenklereinrichtung.

Dabei kann das stückige Gut entweder zunächst in den leeren Behälter eingefüllt werden, wobei das Gut anschließend mit der Flüssigkeit von oben besprüht wird, das Gut kann aber auch in einen bereits mit der Flüssigkeit zumindest teilweise gefüllten Behälter eingegeben werden, wobei die Flüssigkeit das Gut überdecken sollte.

Bei einer kontinuierlichen Besprühungen des Gutes wird überschüssige Flüssigkeit am unteren Ende des Behandlungs¬ behälters abgezogen.

In der abgezogenen Flüssigkeitsmenge wird sich dann auch ein Teil der Biomasse befinden, so daß die Flüssigkeit

anschließend vorzugsweise einer Nachbehandlung, zum Bei¬ spiel einer Sedimentationsbehandlung, unterworfen wird.

Die Behandlungsdauer des stückigen Gutes im Behandlungs¬ behälter hängt von der Art und Menge der Schadsto.ffe ab. Sie hängt auch davon ab, ob das stückige Gut in einer stehenden Flüssigkeit verbleibt oder kontinuierlich neue Mikroorganismen über neue Flüssigkeit zugeführt werden.

Ist das stückige Gut - was durch Versuche empirisch er¬ mittelt werden kann - soweit aufbereitet, daß die Schad¬ stoffe durch die Bakterien oxidiert oder in körpereigene Substanz umgewandelt worden sind, wird das stückige Gut aus dem Behälter entnommen. Die an den Oberflächen des stückigen Gutes anhaftende Biomasse ist in der Regel schad¬ los. Es ist aber ohne weiteres möglich und nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, das Stückgut anschließend mit einer weiteren Flüssigkeit, zum Beispiel Frischwasser, abzuspülen und die dabei ent¬ stehende Abwassermeπge nachzuklären, zum Beispiel wieder durch eine Sedimentatioπsbehandlung .

Das stückige Gut kann in relativ großen Brocken aufge¬ geben werden. Vorzugsweise wird das stückige Gut in einer Fraktion zwischen 5 und 50 cm aufgegeben, wie es typischer¬ weise auch als Bauschutt anfällt. Feinanteile werden zuvor abgetrennt und können in einer Bodenwäsche behandelt werden

Das vorstehende Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich gestaltet werden. Ein diskonti¬ nuierliches Verfahren ergibt sich dann, wenn das zu reini¬ gende Material in einen üblichen Behälter gegeben wird. Um ein kontinuierliches Verfahren zu bewerkstelligen, kann der Behälter zum Beispiel in Form eines geneigten

Rohres gestaltet sein, der zumindest teilweise in die beschriebene Flüssigkeit eintaucht, wobei das Material am höhergelegenen Ende aufgegeben wird und sich mit der Drehung des Behälters nach und nach zum tieferen Ende bewegt, wo es schließlich nach Abschluß der biologischen Vorgänge abgezogen und auf die zuvor beschriebene Art und Weise weiterbehandelt wird.

Aus vorstehenden Ausführungen ergibt sich bereits der grundsätzliche Aufbau einer zur Ausübung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung.

Im einfachsten Fall besteht diese aus einem Behandlungsbe¬ hälter, der bodenseitig eine Auflagefläche für das zu behandelnde stückige Gut und eine Zuführeinrichtung für die mit Mikroorganismen beladene Flüssigkeit aufweist.

In diesem Fall wird die Flüssigkeit und das stückige Gut nach der Behandlung aus dem Behälter entnommen.

Über eine Abzugseinrichtung im Behälter kann überschüssige Flüssigkeit abgezogen werden.

Um eine ausreichende Sauerstoffmenge zur Verfügung zu stellen, können wand- oder bodenseitig entsprechende Be- lüfter angeordnet werden, die Sauerstoff, insbesondere in Form von Umgebungsluft, in die Flüssigkeit oder auf die mit der Flüssigkeit benetzten Stücke blasen.

Dabei bietet sich vor allem eine Ausführungsform an, bei der das stückige Gut auf einem bodenseitigen Rost auf¬ liegt und die Belüfter unterhalb des Rostes angeordnet

sind und die Luft nach oben durch den Rost abgeben.

Die Ausbildung der Zuführeinrichtung für die Flüssigkeit in Form von Sprühdüsen oder Sprenklereinrichtungen wurde bereits vorstehend beschrieben.

Dies gilt auch für die Ausbildungsform der Vorrichtung in Form eines drehbaren Rohres, um ein kontinuierliches Verfahren ausüben zu können. In diesem Fall ist die Rohr¬ wandung porös, also mit Durchbrechungen ausgebildet, so daß die Flüssigkeit, in die das Rohr eintaucht, in das Rohrinnere und damit in den Bereich des zu reinigenden stückigen Gutes gelangt.

Auch hier kann eine gewisse Flüssigkeitsströmung einge¬ stellt werden, um stets frische Mikroorganismen an das zu entsorgende Gut zu bringen und eine Verstopfung des Systems zu verhindern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei¬ spieles näher erläutert, wobei die einzige Figur in stark schematisierter Darstellung das Prinzip einer erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung zeigt.

In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Behandlungs¬ behälter dargestellt, der eine zylindrische Wand 12 und einen Boden 14 aufweist. Oberhalb des Bodens 14 verläuft ein horizontal angeordneter Rost 16 mit Öffnungen 18. Unterhalb des Rostes 16 sind eine Reihe von Belüftern 20 angeordnet.

Auf dem Rost 16 liegen vorzerkleinerte Betonstücke 22 der Fraktion 5 - 30 cm in Form einer losen Schüttung auf, Zwischen den einzelnen Stücken 22 sind Hohlräume 24 aus¬ gebildet.

Mit dem Bezugszeichen 26 ist das Niveau einer im Behälter 10 vorhandenen Flüssigkeit 28 dargestellt, die kontinu¬ ierlich über Düsen 30, die oberhalb des Flüssigkeitsniveaus 26 angeordnet sind, nachgeführt wird. Gleichzeitig wird über eine Abzugsleitung 32, die in geringem Abstand ober¬ halb des Rostes 16 in der Wand 12 angeordnet ist,, eine entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Behälter 10 wegge¬ führt.

Die Flüssigkeit 28 ist mit aeroben Mikroorganismen beladen, die die auf den Betonstücken 22 oberflächlich oder im Oberflächenbereich aufsitzenden oder befindlichen orga¬ nischen Stoffe teils oxidieren, teil in körpereigene Sub¬ stanz umwandeln und so zur Ausbildung eines biologischen Rasens auf den Oberflächen der Betonstücke führen.

Nachdem die Mikroorganismen die organischen Schadstoffe aufgenommen haben, werden die im Behälter 10 befindlichen Betonstücke 22 aus dem Behälter 10 herausgenommen und mit Frischwasser abgespült, so daß die Biomasse sich an¬ schließend im Abwasser befindet, das anschließend einer Nachklärung (Sedimentationsbehandlung) unterworfen wird. Die im Behälter 10 befindliche Flüssigkeit kann entweder anschließend zur Reinigung neu aufgegebenen stückigen Gutes genutzt werden; sie kann aber auch - bei Bedarf - aus dem Behälter, zum Beispiel über die Leitung 32, ent¬ fernt und durch neue Flüssigkeit ersetzt werden.

Während der Behandlung wird die Flüssigkeit 28 und das darin befindliche stückige Gut 22 kontinuierlich von den Belüftern 20 mit Sauerstoff durchspült, so daß die Aerobier genügend Sauerstoff zur Veratmung zur Verfügung haben.

Anstelle einer ständigen Überdeckung des stückigen Gutes mit der Flüssigkeit kann dieses auch über die Düsen 30 kontinuierlich mit Flüssigkeit besprüht werden. Über die Leitung 32 wird wiederum überschüssige Flüssigkeit aus dem Behälter abgezogen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt die im Stand der Technik teilweise notwendige feine Zerkleinerung und anschließende Bodenwäsche. Trotzdem wird das Material vollständig im Oberflächenbereich, also dort, wo die Schad¬ stoffe sich befinden, gereinigt. Selbst bei porösem Material hat sich gezeigt, daß die Mikroorganismen sich über eine gewisse Strecke in das Innere des Stückgutes hineinfuttern und anschließend wieder aus den Poren herausquellen, so daß auch Bereiche unterhalb der Oberfläche auf die beschrie¬ bene Art und Weise dekontaminiert werden können.