NL1015275C2 - Bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsinrichting en werkwijze voor het reinigen van de bodem. - Google Patents

Description

I I

Bodemre inigings inri cht ing/bodembehandelingsinricht ing en werkwijze voor het reinigen van de bodem

De uitvinding heeft betrekking op een bodemreini-gingsinrichting/bodembehandelingsinrichting voorzien van een aan een boorstang bevestigd roerblad voor het tijdens gebruik doorsnijden van de bodem, en van spuitopeningen nabij het 5 roerblad voor het tijdens gebruik toedienen van reinigings-chemicaliën of toeslagstoffen aan de bodem.

Een dergelijke bodemreinigingsinrichting/bodembehan-delingsinrichting is bekend uit de praktijk. Het roerblad kan verticaal in de bodem worden gepenetreerd en zo de verontrei-10 nigde laag in de bodem bereiken. Gedurende het neerwaarts bewegen van de boorstang en aldus van het roerblad worden, ter plaatse van de verontreiniging, reinigingschemicaliën of toeslagstoffen door de spuitopeningen aan de bodem toegediend voor het reinigen van de bodem. De reinigingschemicaliën of 15 toeslagstoffen gaan reacties aan met in de bodem aanwezige verontreinigingen voor het afbreken of vastleggen hiervan.

Het roerblad dat tijdens reinigen wordt geroteerd, zorgt voor een goede menging van de reinigingschemicaliën of toeslagstoffen met de verontreinigde bodem. De hoeveelheid toe te 20 dienen reinigingschemicaliën of toeslagstoffen, de rotatie-snelheid van het roerblad, de verticale penetratiesnelheid hiervan in de bodem, een eventuele toevoer van lucht, en dergelijke, worden in afhankelijkheid van de verontreinigings-toestand van de bodem gekozen. De lokale verontreinigingstoe-25 stand van de bodem wordt echter gebaseerd op gegevens of data van slechts enkele plaatsen in de bodem, in zowel horizontale als verticale richting, bepaalde verontreinigingsgegevens, zoals boring- en peilbuisgegevens. De werkelijke situatie in zowel het horizontale als het verticale vlak kan plaatselijk 30 sterk afwijken van de informatie die uit het eerdere bodemonderzoek naar voren is gekomen. De hierboven genoemde reini-gingsparameters kunnen derhalve niet optimaal worden gekozen voor plaatselijk aanwezige verontreinigingen in de bodem.

Aanvullend wordt beoogd om het hierboven aangehaalde 35 bezwaar van de bekende bodemreinigingsinrichting/bodembehan- 10 1 5275 t t 2 delingsinrichting te ondervangen. Hiertoe voorziet de uitvinding in een bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin-richting van de in de aanhef genoemde soort, met het kenmerk, dat deze voorts is voorzien van althans één nabij het roer-5 blad aangebrachte probe voor het tijdens het boren bepalen van de verontreinigingscondities van de bodem. De werkelijke lokale situatie van de verontreiniging in de bodem kan met de probe worden bepaald, zodat de reinigingsparameters, zoals de rotatiesnelheid van het roerblad en de mate van toedienen van 10 de reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen, in afhankelijkheid van deze condities kunnen worden ingesteld. Het rei-nigings- of behandelingsproces kan aldus nauwkeurig en direct worden bestuurd, waardoor het proces in snelheid en efficiency sterk verbeterd wordt. Een hiermee gepaard gaand voordeel 15 is voorts dat de kosten van de reiniging/behandeling sterk kunnen worden gereduceerd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de bodemreini-gingsinrichting/bodembehandelingsinrichting is de probe in het roerblad of in de kop van de boorstang aangebracht. De 20 probe bevindt zich aldus nabij het roerblad voor het kunnen bepalen van de verontreinigingscondities van de bodem op de plaats waar de reinigingschemicaliën/toeslagstoffen met de bodem worden gemengd.

Aangezien de verontreinigde bodem veelal vluchtige 25 organische componenten omvat, omvat de bodemreinigingsinrich-ting/bodembehandelingsinrichting bij voorkeur een probe voor dergelijke vluchtige organische componenten. Een probe voor vluchtige organische componenten kan een, tijdens gebruik met de bodem contact makend, voor de organische componenten door-30 dringbaar membraan omvatten dat aan de van de bodem afgekeerde zijde in contact is met een inerte gasstroom voor het meevoeren van de vluchtige componenten naar een analyse-inrichting.

Voor het in de bodemverontreiniging kunnen opsporen 35 van aromatische koolwaterstoffen omvat de bodemreinigingsin-richting/bodembehandelingsinrichting bij voorkeur een probe voor dergelijke aromatische koolwaterstoffen. Een probe voor aromatische koolwaterstoffen kan een toevoer van licht voor het aanslaan van aromatische koolwaterstofmoleculen naar een 10 1 5 275 3 hogere interne energietoestand omvatten, en een opvang voor fluorescentielicht van de aangeslagen aromatische koolwaterstof moleculen voor toevoer naar een analyse-inrichting.

Opgemerkt wordt, dat naast de bovengenoemde probe 5 voor de bepaling van de verontreinigingsgraad het toepassen van een probe voor het meten van de temperatuur gunstig kan zijn. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer men gebruik maakt van oxidatiemiddelen, waarbij tijdens het afbraakproces warmte vrijkomt. Door het meten van de proces temperatuur kan het 10 proces worden geoptimaliseerd. Bij toepassing van een tempe-ratuursprobe zal deze nabij de injectiepunten worden geplaatst en wel op een dusdanige wijze dat het signaal niet door wrijvingswarmte beïnvloed wordt.

De uitvinding is eveneens belichaamd in een werkwij-15 ze voor het reinigen van de bodem, waarbij reinigingschemica-liën of toeslagstoffen aan de bodem worden toegediend en de bodem en reinigingschemicaliën of toeslagstoffen door middel van een aan een boorstang bevestigd roerblad worden gemengd, welk roerblad wordt geroteerd en door middel van de boorstang 20 op- en neerwaarts in de bodem wordt gepenetreerd, en welke werkwijze wordt gekenmerkt doordat verontreinigingscondities gedurende het reinigen worden bepaald, en doordat althans één reinigings/behandelingsparameter in afhankelijkheid van de bepaalde verontreinigingscondities wordt gevarieerd. Door het 25 aldus kunnen variëren van de verontreinigingscondities kan de reinigings/behandelingswerkwijze direct en nauwkeurig worden bestuurd, waardoor het proces in snelheid en efficiency sterk verbeterd wordt.

Samenvattend kunnen de volgende specifieke karakte-30 ristieken van de uitvinding genoemd worden: - het ter plaatse bereiken en reinigen van de vervuilde bodem, zonder transport van bodem of verontreiniging - het ter plaatse versnijden en/of roeren van de verontreinigde bodem met minimale verstoring van de structuur 35 en samenstelling van de (bovenliggende) niet verontreinigde bodem - het ter plaatse meten van de graad en het type verontreiniging 10 1 5 279 4 - het ter plaatse injecteren van de juiste hoeveelheid reinigingsmiddel en toeslagstoffen - het directe inzicht in de behaalde resultaten door de meting ter plaatse 5 - in het algemeen: de snelheid van werken t.o.v. de bekende methoden.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze wordt de reinigings/behandelingsparameter gekozen uit de groep bestaande uit de rotatiesnelheid van het roerblad; de verticale 10 penetratiesnelheid van het roerblad; hoeveelheid, concentratie en toedieningssnelheid van de reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen; toevoer van lucht; en toevoer van stoom.

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin gelijke verwij-15 zingscijfers gelijke of gelijksoortige onderdelen aanduiden, en waarin fig. 1 de boorstang en roerblad van een bodemreini-gingsinrichting/bodembehandelingsinrichting tijdens reiniging van de bodem toont; en 20 fig. 2 een schematische doorsnede van het roerblad met hierin aangebrachte probes en spuitopeningen toont.

De in fig. 1 gedeeltelijk getoonde bodemreinigings-inrichting/bodembehandelingsinrichting omvat een boorstang 10 waaraan aan het onderste uiteinde hiervan een roerblad 20 is 25 bevestigd. De bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin-richting omvat voorts op zich bekende middelen voor het op en neer bewegen en roteren van de boorstang 10. Dergelijke middelen zijn niet in fig. 1 getoond. Gedurende het reinigen van de bodem wordt het uiteinde van de boorstang 10 met het roer-30 blad 20 vanaf het bodemoppervlak neerwaarts de bodem in bewogen, waarbij de boorstang 10 en aldus het roerblad 20 wordt geroteerd. Bij het neerwaarts bewegen en het roteren van het roerblad 20 worden reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen via in het roerblad 20 aanwezige spuitopeningen 21 in de bo-35 dem gebracht. Deze reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen gaan een (chemische) reactie aan met in de bodem aanwezige verontreinigingen. Hiertoe worden bijvoorbeeld oxidatiemiddelen, zoals bijvoorbeeld waterstofperoxide en kaliumpermanga-naat in de bodem gebracht. Hier kan ook gedacht worden aan 10 1 5 275 5 reductiemiddelen zoals Fe0 of zelfs stoffen als cement, cement/bentoniet of gips. Door toepassing van bijvoorbeeld cement als toeslagstof worden de verontreinigingen in de bodem gefixeerd, met andere woorden immobiel gemaakt. In fig. 1 5 bevatten de met A aangeduide gebieden verontreinigingen. De met B aangeduide kolom boven het roerblad 20 omvat door middel van het roerblad 20 en reinigingschemicaliën/toeslagstof-fen behandeld bodemmateriaal.

Zoals in fig. 1 zichtbaar is, is de verontreinigde 10 grond A niet homogeen over de bodem verdeeld. Teneinde het gebruik van de bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin-richting hierop aan te passen, is deze voorzien van probes 30, 40 voor het bepalen van de verontreinigingscondities van de bodem. De probes 30, 40 zijn schematisch weergegeven in 15 fig. 2.

De probe 30 is een optische probe voor aromatische koolwaterstoffen, en omvat een venster 31 uit saffier dat in een onderste wand van het roerblad 20 is opgenomen. Met dit venster 31 zijn althans twee lichtgeleiders in de vorm van 20 optische vezels 32, 33 gekoppeld. Via de optische vezels 32 wordt ultraviolet licht naar het venster 31 gebracht, welk ultraviolet licht via het venster 31 in de bodem dringt. Door middel van het ultraviolette licht worden eventueel in de bodem aanwezige aromatische koolwaterstofmoleculen naar een 25 hogere interne energietoestand aangeslagen. Direct hierop volgend zullen deze moleculen weer overgaan naar een stabiele toestand met lagere interne energie onder uitzending van flu-orescentielicht met een voor het betreffende aromatische koolwaterstofmolecuul karakteristieke frequentie. Het fluo-30 rescentielicht van de moleculen wordt via het venster 31 ingevangen en via een tweede optische vezel 33 naar een fotomultiplicator en een hiermee gekoppelde analyse-inrichting geleid. Een dergelijke analyse-inrichting is op zichzelf bekend, en zal niet nader worden toegelicht. Met behulp van de 35 beschreven geïnduceerde-fluorescentietechniek is het mogelijk om de aanwezigheid en het gehalte van aromatische koolwaterstoffen te bepalen en de reinigings/behandelingsparameters, zoals de toevoer van reinigingschemicaliën of toeslagstoffen, hierop aan te passen.

10 1 5 275 β

Het roerblad 20 omvat voorts een tweede probe 40 voor vluchtige organische componenten (VOC, "volatile organic contaminants"). De probe 40 omvat een in de onderste wand van het roerblad 20 opgenomen membraan dat doordringbaar is voor 5 de vluchtige organische verontreinigingen, maar echter niet voor bodemmateriaal, grondwater en dergelijke. Het membraan 41 bestaat uit een poreus roestvast staal substraat dat is geïmpregneerd met een hydrofobe polymeer, en wordt verwarmd (niet in de figuur weergegeven) voor het vrijmaken van de 10 vluchtige organische verontreinigingen VOC uit de bodem. De vluchtige componenten kunnen door het membraan 41 dringen en komen vervolgens in een inerte gasstroom die in het getoonde uitvoeringsvoorbeeld uit stikstofgas N2 bestaat. Het stikstof gas N2 wordt via een leiding 42 naar het membraan toege-15 voerd en vervolgens via een leiding 43 weer afgevoerd, waarbij de vluchtige componenten VOC met het stikstof N2 zullen worden meegevoerd. De vluchtige componenten VOC worden meegevoerd naar op het bodemoppervlak opgestelde detectoren met een hiermee gekoppelde analyse-inrichting voor het bepa-20 len van de aanwezigheid van de vluchtige componenten en het gehalte hiervan. Dergelijke detectoren en de hierop aangesloten analyse-inrichting zijn op zichzelf bekend en zullen niet nader worden toegelicht.

Met behulp van de hierboven beschreven bodemreini-25 gingsinrichting/bodembehandelingsinrichting kan de bodem op de volgende wijze worden gereinigd. Het roerblad 20 wordt door middel van de boorstang 10 neerwaarts in de bodem gepenetreerd, waarbij het roerblad 20 wordt geroteerd en reini-gingschemicaliën/toeslagstoffen door de spuitopeningen 21 3 0 nabij het roerblad aan de bodem worden toegediend. Met behulp van de in het roerblad 20 aangebrachte probes 30, 40 worden de verontreinigingscondities, zoals de aanwezigheid van bepaalde verontreinigingsstoffen en de concentratie hiervan, gedurende het reinigen/behandeld bepaald, en wordt althans 35 één reinigings/behandelingsparameter in afhankelijkheid van de bepaalde verontreinigingscondities gevarieerd.

Een dergelijke reinigings/behandelingsparameter kan de rotatiesnelheid en/of de verticale penetratiesnelheid van het roerblad 20 omvatten. In delen van de bodem waarin weinig 10 1 5 275 7 of geen verontreinigingen worden geconstateerd, kan de penetratiesnelheid worden opgevoerd voor het snel passeren van een dergelijk gebied, en kan de penetratiesnelheid worden verlaagd in een gebied met verontreinigingen, aangeduid met A 5 in fig. 1, voor het efficiënt reinigen hiervan.

Andere reinigings/behandelingsparameters kunnen de hoeveelheid, de concentratie en de toedieningssnelheid van de reinigingschemicaliën of toeslagstoffen omvatten. In het gebied waar geen verontreinigingen worden aangetroffen, kan de 10 toediening van reinigingschemicaliën of toeslagstoffen worden stopgezet en in een gebied met verontreinigingen kunnen de hoeveelheid, de concentratie en de toedieningssnelheid hiervan in afhankelijkheid van de aangetroffen verontreinigingen worden gevarieerd. Hieronder wordt tevens verstaan dat be-15 paalde reinigingschemicaliën of toeslagstoffen wel en andere niet in afhankelijkheid van de aangetroffen verontreinigings-stoffen kunnen worden toegediend. Het slechts toedienen van reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen in gebieden met verontreinigingen bespaart aanzienlijk op de te gebruiken 20 chemicaliën en/of toeslagstoffen, en voorziet aldus in een kostenbesparing. Voorts kunnen de reinigingsparameters/behan-delingsparameters de toevoer van lucht en de toevoer van stoom omvatten.

De hierboven beschreven uitvoeringsvormen van de 25 bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsinrichting en de werkwijze voor het reinigen/behandelen van de bodem dienen niet te worden opgevat als een beperking van de uitvinding. Binnen het kader van de hierna volgende conclusies kunnen de bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsinrichting en de 30 werkwijze voor het reinigen/behandelen van de bodem op velerlei wijzen worden gevarieerd.

10 1 5 279

Claims (9)

1. Bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin-richting voorzien van een aan een boorstang bevestigd roer-blad voor het tijdens gebruik doorsnijden van de bodem, en van spuitopeningen nabij het roerblad voor het tijdens ge-5 bruik toedienen van reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen aan de bodem, met het kenmerk, dat voorts is voorzien in althans één nabij het roerblad aangebrachte probe voor het tijdens reiniging van de bodem bepalen van verontreinigings-condities hiervan.

2. Bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin- richting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de probe in het roerblad is aangebracht.

3. Bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin-richting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de probe 15 in de kop van de boorstang is aangebracht.

4. Bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin-richting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat deze een probe voor vluchtige organische componenten omvat.

5. Bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin-20 richting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de probe voor vluchtige organische componenten een tijdens gebruik met de bodem contact makend, voor de vluchtige componenten doordringbaar membraan omvat dat aan de van de bodem afgekeerde zijde in contact is met een inerte gasstroom voor het meevoe-25 ren van de vluchtige componenten naar een analyse-inrichting.

6. Bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin-richting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze een probe voor aromatische koolwaterstoffen omvat.

7. Bodemreinigingsinrichting/bodembehandelingsin- richting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de probe voor aromatische koolwaterstoffen een toevoer van licht voor het aanslaan van aromatische koolwaterstofmoleculen naar een hogere interne energietoestand omvat, en een opvang voor flu-35 orescentielicht van de aangeslagen aromatische koolwaterstofmoleculen voor toevoer naar een analyse-inrichting. tO 1 5 278

8. Werkwijze voor het reinigen/behandelen van de bodem, waarbij reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen aan de bodem worden toegediend en de bodem en reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen door middel van een aan een boor- 5 stang bevestigd roerblad worden gemengd, welk roerblad wordt geroteerd en door middel van de boorstang op- en neerwaarts in de bodem wordt gepenetreerd, met het kenmerk, dat veront-reinigingscondities gedurende het reinigen worden bepaald, en dat althans één reinigingsparameter in afhankelijkheid van de 10 bepaalde verontreinigingscondities wordt gevarieerd.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de reinigingsparameter wordt gekozen uit de groep bestaande uit de rotatiesnelheid van het roerblad; de verticale penetratiesnelheid van het roerblad; hoeveelheid, concentra- 15 tie en toedieningssnelheid van de reinigingschemicaliën en/of toeslagstoffen; toevoer van lucht; en eventueel toevoer van stoom. 101 5 275