DE19634035A1

DE19634035A1 - Soil decontamination process and assembly directs high-energy electromagnetic waves

Info

Publication number: DE19634035A1
Application number: DE19634035A
Authority: DE
Inventors: Heinz Krause
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1998-02-26

Abstract

In a process to decontaminate surface soil and sub-surface soil containing chemical and bacteriological impurities by means of electro-magnetic waves, the novelty is that: (a) the nature, extent and depth of the impurities are first determined; (b) the suitable wave form, wave power, wave frequency and impulse length are determined by computer simulation or field trials; (c) the contaminated soil is then subjected to electromagnetic radiation, and removed as necessary; (d) the length of time for which the contaminants are exposed to the electro-magnetic waves is determined in accordance with the physical and/or chemical properties of the residues and the respective surrounding medium esp. soil, air or water, and the required penetration depth; (e) also claimed is a suitable mobile assembly (10) with electrical aggregates (6) linked to a transmitter (1) with antenna (2) and energy distribution chamber (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontaminierung von Oberflächen und Erdreich von chemischen und bakteriologischen Kontaminierungen mittels elektromagnetischer Wellen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the decontamination of surfaces and soil chemical and bacteriological contamination by means of electromagnetic waves and a device for performing the method.

Bei unsachgemäßer Behandlung, nach Unfällen oder Kriegseinwirkungen besteht das Problem, daß das betroffene Gelände bzw. die betroffene Oberfläche häufig mit den verschiedensten Stoffen wie Bakterien, Pilzkulturen, Schwämmen, Chemikalien, Schwermetallen, Kohlenwasserstoffen, Kampfstoffen und/oder Kampfmitteln kontaminiert sein kann. Zur Beseitigung dieser Kontaminierungen ist es bekannt, den betreffenden Boden abzutragen und nach Umlagerung zu dekontaminieren. Diese Vorgehensweise erfordert aufwendige Maßnahmen. Kampfmittel, wie Minen lassen sich nur zur Beseitigung orten, wenn sie Metallteile aufweisen. Minenarten, die keine Metallteile aufweisen, entziehen sich der Ortung, so daß sie manuell gesucht und entfernt werden müssen, was für die hiermit befaßten Personen gefährlich ist.In the event of improper handling, after accidents or the effects of war, this exists Problem that the affected area or the affected surface often with the various substances such as bacteria, fungal cultures, sponges, chemicals, Heavy metals, hydrocarbons, warfare agents and / or warfare agents may be contaminated can. To remove this contamination, it is known the soil in question remove and decontaminate after relocation. This procedure requires complex measures. Weapons such as mines can only be located for disposal if they have metal parts. Mine types, which have no metal parts, evade the Location so that they have to be manually searched and removed, which is for those concerned People is dangerous.

Nach der WO 92/22365 ist es bekannt, kontaminierte feste oder schüttfähige Stoffe in einer Desorptionskammer mit elektromagnetischen Wellen zu bestrahlen. Dieses Verfahren ist verfahrenstechnisch aufwendig und eignet sich nur für begrenzte Mengen kontaminierter fester oder schüttfähiger Stoffe an ortsfesten Einsatzorten. In der deutschen Patentanmeldung Nr. 195 45 563.0 ist ein Verfahren zur Aufbereitung von kontaminierten Stoffen in dampfförmiger, gasförmiger, pulverförmiger, granulatartiger, schlammförmiger und fester Konsistenz beschrieben, nach dem der Stoff in einer Aufbereitungskammer mit elektromagnetischer Strahlung zur Verkokung beaufschlagt wird, wobei der Eintrag der Strahlungsenergie in die Aufbereitungskammer manuell oder automatisch von einem Prozeßrechner optimiert wird und die molekülspezifischen Eigenfrequenzen der Substanzen in dem Stoff durch die elektromagnetischen Wellen erzeugt werden und der verkokte Stoff durch eine Ausgangsschleuse aus der Aufbereitungskammer ausgebracht wird. Auch bei diesem Verfahren besteht der Nachteil, daß zu dessen Durchführung eine Aufbereitungskammer erforderlich ist, so daß die Menge aufzubereitender kontaminierter Stoffe bei den einzelnen Behandlungsschritten beschränkt ist. Außerdem ist die Vorhaltung einer Aufbereitungskammer für den mobilen Einsatz bei der Dekontaminierung umständlich bzw. zum Teil nicht möglich.According to WO 92/22365 it is known to contaminate solid or pourable substances in one Irradiate desorption chamber with electromagnetic waves. This procedure is Process-technically complex and is only suitable for limited quantities of contaminated solid or pourable substances in fixed locations. In the German patent application No. 195 45 563.0 is a process for the treatment of contaminated substances in vaporous, gaseous, powdery, granular, muddy and solid Described consistency after using the substance in a processing chamber electromagnetic radiation for coking is applied, the entry of the Radiant energy into the processing chamber manually or automatically from one Process computer is optimized and the molecular specific natural frequencies of the substances in the substance is generated by the electromagnetic waves and the coked substance by an exit lock is brought out of the processing chamber. This one too The disadvantage of this method is that a processing chamber is used to carry it out is necessary so that the amount of contaminated substances to be processed by the individual Treatment steps is limited. There is also a preparation chamber cumbersome for mobile use during decontamination or sometimes not possible.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß mit einer mobilen Vorrichtung eine flächige Dekontaminierung von Oberflächen bzw. Böden verschiedener Struktur auf einfache Weise durchgeführt werden kann. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren aufgezeigt werden. The object of the invention is to so the method of the type mentioned improve that with a mobile device area decontamination of Surfaces or floors of different structures can be carried out in a simple manner can. A device for carrying out the method is also to be shown.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6.According to the invention, the problem regarding the method is solved by the characterizing features of claim 1 and with respect to the device by the characterizing features of claim 6.

Nach der Erfindung erfolgt die Beseitigung der Kontaminationen mittels geeigneter Resonanz- oder Schockwellen. Die Auswahl der Wellenform der Resonanzfrequenz, die Impulslänge und Intensität richtet sich nach dem zu dekontaminierenden Medium und der Dekontaminierungsart, die hinsichtlich chemischer, bakteriologischer und metallischer Stoffe wie auch von Kampfmitteln erforderlich ist. Diese Art der Dekontaminierung ist sowohl für metallisch, organisch oder wassereingebundene Wasserkontaminierungen oder deren beliebige Mischung wie z. B. in Schlammform geeignet. Sie kann auch z. B. zur Beseitigung von Pilzen und Schwämmen sowie Chemikalien auf oder in Hauswänden, Hölzern wie Holzbalken, Tüchern, Leinwänden von Ölgemälden, Lebensmitteln und anderen Stoffen eingesetzt werden. Die jeweilige Ausbildung der Vorrichtungen zur Durchführung der Dekontamination richtet sich nach den zu behandelnden Stoffen und kann daher apparativ angepaßt werden. Die abgezogenen Kontaminationen können, falls erforderlich, über Filter durch Aufkonzentration stark reduziert kund unschädlich gemacht werden. Durch die erzielte Volumen-, Gewichts- und Keimreduzierung wird der apparative Aufwand im Vergleich zu bekannten Verfahren erheblich vermindert. Bei der Räumung von z. B. Minenfeldern mit Minenarten, die keine Metallteile aufweisen und sich damit der Ortung entziehen, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet. Durch die berührungslose Einkopplung der elektromagnetischen Wellen wird der Sprengstoff bis zur thermischen Reaktionstemperatur erwärmt und zur Explosion gebracht. Die jeweilige Energieform hinsichtlich Frequenz, Leistung, Impulsform und Dauer ist abhängig von dem zu beseitigenden Sprengstoff, dem Medium wie Erdreich und Wasser, in dem sich der Sprengstoff befindet und der örtlichen Einlagerungstiefe. Bei der Beseitigung von Kampfmitteln können nach der Erfindung die bisher vorliegenden Bergungs- und Beseitigungsrisiken sowie zeitaufwendige Suchprozeduren auf ein Minimum reduziert werden. Nach der Erfindung werden die zu kontaminierenden Flächen zunächst detektiert, wobei die Art und Tiefe der Kontamination festgestellt wird. Im nachfolgenden Schritt wird die geeignete Wellenform, Wellenleistung, Wellenfrequenz und Impulsdauer der elektrischen Wellen durch eine Rechnersimulation oder durch Feldversuche bestimmt. Dann wird das zu beseitigende Gut den elektromagnetischen Wellen ausgesetzt und gezielt entfernt. Die Zeitdauer der Einwirkung auf das zu beseitigende Gut ist abhängig von der physikalisch/chemischen Eigenschaft und der erforderlichen Durchdringungstiefe des/der zu beseitigenden Stoffe/s und dem Stoffträger wie Wasser, Luft oder Erdreich. According to the invention, the contamination is eliminated by means of suitable resonance or shock waves. Choosing the waveform of resonance frequency, pulse length and Intensity depends on the medium to be decontaminated and the Type of decontamination regarding chemical, bacteriological and metallic substances as is required by ordnance. This type of decontamination is for both metallic, organic or water-bound water contaminations or their any mixture such as B. suitable in sludge form. You can also z. B. to eliminate Fungi and sponges as well as chemicals on or in house walls, woods such as wooden beams, Cloths, canvases of oil paintings, food and other substances are used will. The respective design of the devices for carrying out the decontamination depends on the substances to be treated and can therefore be adapted to the equipment. The removed contaminations can, if necessary, through filters Concentration greatly reduced can be made harmless. By the achieved Volume, weight and germ reduction is compared to the equipment expenditure known methods significantly reduced. When clearing z. B. minefields with This is mine types that have no metal parts and therefore cannot be located The method according to the invention is particularly suitable. Through the contactless coupling of the The explosive becomes electromagnetic waves up to the thermal reaction temperature warmed up and detonated. The respective form of energy with regard to frequency, Power, pulse shape and duration depend on the explosive to be removed, the Medium such as soil and water in which the explosive is located and the local one Depth of storage. In the elimination of weaponry, according to the invention, the previously existing recovery and disposal risks as well as time-consuming search procedures be reduced to a minimum. According to the invention, the surfaces to be contaminated first detected, the type and depth of contamination being determined. in the subsequent step is the appropriate waveform, wave power, wave frequency and Pulse duration of the electrical waves through a computer simulation or through field tests certainly. Then the material to be removed is exposed to the electromagnetic waves and deliberately removed. The duration of exposure to the goods to be removed is dependent on the physical / chemical property and the required penetration depth of the substance (s) to be removed and the substance carrier such as water, air or soil.

Chemische Kontaminationen werden verdampft, elektrophysikalisch gespalten und falls erforderlich, im weiteren Schritt nachdestilliert oder in geeigneten Brennkammern verbrannt, bzw. über geeignete Filter abgesaugt. Biologische Kontaminationen werden auf die erforderliche Sterilisationstemperatur erhitzt und verkokt. Kampfmittelkontaminationen werden dadurch entfernt, indem die Stoffe durch theoretische Analyse oder Versuche zuvor bestimmt wurden. Danach werden die geeigneten elektromagnetischen Energien erzeugt und die zu räumenden Kampfmittel hiermit beaufschlagt und bis zur Spontanzersetzung ionisiert. Art und Intensität der Dekontaminierung werden hierbei durch die Kampfmittelart sowie das Medium der Einlagerung wie Erde, Wasser, Luft oder Dampf bestimmt.Chemical contaminants are evaporated, electrophysically split and if required, distilled in a further step or burned in suitable combustion chambers, or suctioned off via suitable filters. Biological contamination is on the required sterilization temperature heated and coked. Ordnance contaminants thereby removed by previously determining the substances through theoretical analysis or experiments were. Then the appropriate electromagnetic energies are generated and the too cleared ordnance with this and ionized until spontaneous decomposition. Type and The intensity of decontamination is determined by the type of weapon and the medium storage such as earth, water, air or steam.

Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsform von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below using the example of that in the drawings illustrated embodiment of devices for performing the invention Process explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Beseitigung chemischer und bakteriologischer Bodenkontaminierungen, Fig. 1 is a schematic block diagram of an apparatus for eliminating chemical and bacteriological ground contamination,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Beseitigung von Bodenkontaminationen durch Kampfmittel, Fig. 2 is a schematic block diagram of an apparatus for the removal of soil contamination by ordnance

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Beseitigung von Bodenkontaminationen durch chemische und bakteriologische Stoffe sowie durch Kampfmittel, Fig. 3 is a schematic block diagram of an apparatus for the removal of soil contamination by chemical and bacteriological substances, as well as weaponry,

Fig. 4 eine Ausbildung einer Vorrichtung nach Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht, Fig. 4 shows an embodiment of device according to Fig. 3 in a schematic side view,

Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 4 in einer schematischen Draufsicht. Fig. 5 shows the device of FIG. 4 in a schematic plan view.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 in einem schematischen Blockschaltbild, die für eine Dekontaminierung chemischer und bakteriologischer Kontaminierungen geeignet ist. Die Vorrichtung 10 weist ein Elektroaggregat 6 auf, das mit einem Sender 1 verbunden ist. Der Sender 1 weist eine Antenne 2 auf, die mit einer Strahlungsenergieverteilungskammer 3 verbunden ist. Die Strahlungsenergieverteilungskammer 3 wird im Einsatz zur Dekontaminierung auf die zu dekontaminierenden Flächen gerichtet. Die Strahlungsenergieverteilungskammer 3 ist mittels einer Verbindungsleitung 13 mit einem Gebläse 4 verbunden, an dessen Strömungsausgang ein Filter 5 angeordnet ist. Mittels des Gebläses 4 können dekontaminierte gasförmige Stoffe aus der Strahlungsenergieverteilungskammer 3 abgesaugt werden. Fig. 1 shows a device 10 in a schematic block diagram for the chemical decontamination and bacteriological contaminants is suitable. The device 10 has an electrical unit 6 , which is connected to a transmitter 1 . The transmitter 1 has an antenna 2 , which is connected to a radiation energy distribution chamber 3 . The radiation energy distribution chamber 3 is directed towards the areas to be decontaminated in use for decontamination. The radiation energy distribution chamber 3 is connected by means of a connecting line 13 to a blower 4 , at the flow outlet of which a filter 5 is arranged. The blower 4 can be used to extract decontaminated gaseous substances from the radiation energy distribution chamber 3 .

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Vorrichtung 11, die für die Beseitigung von Kontaminierungen von Erdreich o. dgl. mit Kampfmitteln 17 bestimmt ist. Die Vorrichtung 11 weist ebenfalls ein Elektroaggregat 6 auf, das mit einem Sender 1 mit Antenne 2 verbunden ist, wobei die Antenne 2 mit einer Strahlungsenergieverteilungskammer 3 in Verbindung steht. Zwischen der Strahlungsenergieverteilungskammer 3 und dem Sender 1 ist ein Schutzschild 9 angeordnet, um Beeinträchtigungen der Vorrichtung 11 bzw. von Bedienungspersonen bei einer Explosion dekontaminierter Kampfmittel 17 zu verhindern. Fig. 2 shows the block diagram of a device 11, the o for the removal of contaminants from soil. Like. Fight is determined by means 17. The device 11 also has an electrical unit 6 which is connected to a transmitter 1 with an antenna 2 , the antenna 2 being connected to a radiation energy distribution chamber 3 . A protective shield 9 is arranged between the radiation energy distribution chamber 3 and the transmitter 1 in order to prevent damage to the device 11 or to operators in the event of an explosion of decontaminated ordnance 17 .

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung 12, die eine Kombination aus der Vorrichtung 10 und der Vorrichtung 11 darstellt. Die Vorrichtung 12 ist entweder alternativ oder simultan zur Dekontaminierung von Kampfmitteln sowie chemischen und bakteriologischen Kontaminierungen im Erdreich geeignet. Fig. 3 shows a device 12 which is a combination of the device 10 and the device 11. The device 12 is suitable either alternatively or simultaneously for the decontamination of ordnance and chemical and bacteriological contamination in the ground.

Fig. 4 zeigt eine bewegliche Vorrichtung 12 auf einem fahrbaren Vorrichtungsträger 8 in einer schematischen Seitenansicht. Sie besteht aus einem Fahrzeug, das durch ein Fahrgestell 16 und einem in Fahrtrichtung vorragenden Ausleger 14 mit einem Fahrwerk 15 gebildet ist. Der Ausleger 14 ist in Bezug auf das Fahrgestell 16 schwenkbar ausgebildet. Auf dem Fahrgestell 16 ist das Elektroaggregat 6 sowie das Gebläse 4 mit Filter 5 angeordnet. Auf dem Ausleger 14 ist ein Senderträger 7 vorgesehen, auf dem Sender 1 angeordnet sind. Die Sender 1 sind mittels jeweils einer Antenne mit einer Strahlungsenergieverteilungskammer 3 verbunden, mittels derer chemischer und/oder bakteriologische Kontaminierungen beseitigt werden. Am äußeren Endabschnitt des Auslegers 14 ist ein Schutzschild 9 vorgesehen. Auf der dem Fahrgestell 16 zugewandten Seite des Schutzschilds 9 ist ein weiterer Senderträger 7 angeordnet, der zur Aufnahme von Sendern 1 dient. Die Sender 1 sind mittels jeweils einer Antenne 2 mit kegelförmig ausgebildeten Strahlungsenergieverteilungskammern 3 verbunden, die in Fahrtrichtung vor dem Schutzschild 9 angeordnet sind. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Vorrichtung 12 so ausgebildet, daß vor dem Fahrgestell 16 ein dekontaminierter Streifen Erdreich erzeugt wird, der breiter ist, als das Fahrgestell 16. Hierdurch wird eine Havarie der Vorrichtung 12 durch nicht zur Explosion gebrachte Kampfmittel verhindert. Fig. 4 shows a movable device 12 on a mobile device carrier 8 in a schematic side view. It consists of a vehicle which is formed by a chassis 16 and a boom 14 projecting in the direction of travel with a chassis 15 . The boom 14 is pivotable with respect to the chassis 16 . The electrical unit 6 and the blower 4 with filter 5 are arranged on the chassis 16 . A transmitter carrier 7 is provided on the bracket 14 , on which transmitter 1 are arranged. The transmitters 1 are each connected to an antenna with a radiation energy distribution chamber 3 , by means of which chemical and / or bacteriological contaminations are eliminated. A protective shield 9 is provided at the outer end section of the boom 14 . On the side of the protective shield 9 facing the chassis 16 , a further transmitter carrier 7 is arranged, which serves to receive transmitters 1 . The transmitters 1 are each connected by means of an antenna 2 to conical radiation energy distribution chambers 3 , which are arranged in front of the protective shield 9 in the direction of travel. As can be seen from FIG. 5, the device 12 is designed such that a decontaminated strip of soil is produced in front of the chassis 16 , which strip is wider than the chassis 16 . In this way, an accident of the device 12 is prevented by ordnance that has not been detonated.

Claims

1. A method for the decontamination of surfaces and soil from chemical and bacteriological contamination by means of electromagnetic waves, characterized in that in a first step the areas to be contaminated are detected to determine the type and depth of the contamination, that then the appropriate waveform, wave power, wave frequency and pulse duration of the electrical wave can be determined by computer simulation or field tests, that the material to be decontaminated is then exposed to the determined suitable electromagnetic radiation and removed in a targeted manner, the time duration of the action of the electromagnetic radiation on the contaminating material to be eliminated depending on the physical / chemical property and the required penetration depth of the substance or substances to be removed and the respective substance carrier, such as water, air, soil or the like.

2. The method according to claim 1, characterized in that chemical contamination evaporated and split electrophysically.

3. The method according to claim 2, characterized in that the pretreated chemical contamination in a further step redistilled in combustion chambers burned or sucked off through filters.

4. The method according to claim 1, characterized in that biological contamination heated to the required sterilization temperature and coked.

5. The method according to claim 1, characterized in that for the removal of Contaminants from ordnance after their determination by theoretical analysis or try the appropriate ones for the disposal of the respective weapon generates electromagnetic waves and with them the weapon and be ionized until spontaneous decomposition.

6. Device for performing the method according to claims 1 to 5, characterized by an electrical unit ( 6 ), the power output of which is connected to at least one transmitter ( 1 ) with an antenna ( 2 ) which is connected to a radiation energy distribution chamber ( 3 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that a protective shield ( 9 ) is arranged between the radiation energy distribution chamber ( 3 ) and the transmitter ( 1 ).

8. Apparatus according to claim 6 and 7, characterized in that the electric unit ( 6 ) with two transmitters ( 1 ), each having an antenna ( 2 ), which is connected to a respective radiation energy distribution chamber ( 3 ), of which between the one Radiation energy distribution chamber ( 3 ) and the associated transmitter ( 1 ) with antenna ( 2 ) the protective shield ( 9 ) is arranged.

9. The device according to claim 6 to 8, characterized in that the one radiation energy distribution chamber ( 3 ) by means of a connecting line ( 13 ) is connected to a blower ( 4 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that a filter ( 5 ) is arranged at the flow outlet of the blower ( 4 ).

11. The device according to claim 6 to 10, characterized in that the electrical unit ( 6 ) and possibly the blower ( 4 ) with filter ( 5 ) on a mobile device carrier ( 8 ) are arranged, the projecting in the direction of the boom ( 14 ) has, on the transmitter ( 1 ) with antennas ( 2 ) radiation energy distribution chambers ( 3 ) and the protective shield ( 9 ) are suspended.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the boom ( 14 ) is supported on a chassis ( 15 ) and is horizontally pivotable with respect to the chassis ( 16 ).

13. The apparatus of claim 11 and 12, characterized in that the at least one transmitter ( 1 ) on the boom ( 14 ) or protective shield ( 9 ) is arranged.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that on the boom ( 14 ) and protective shield ( 9 ) each have a transmitter carrier ( 7 ) for holding transmitters ( 1 ) with antennas ( 2 ) is formed.