DE3818398A1

DE3818398A1 - Verfahren und anlage zur rekultivierungsbehandlung von xenobiotisch-kontaminiertem erdreich mittels mikroorganismen

Info

Publication number: DE3818398A1
Application number: DE3818398A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Med Bisa; Siegfried Paroth
Original assignee: XENEX GES ZUR BIOTECHNISCHEN S
Current assignee: LOBBE XENEX GMBH & CO, 58642 ISERLOHN, DE
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-14
Also published as: DE3818398C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Rekultivierungsbehandlung von xenobiotisch kontaminiertem Erdreich durch Einbringen von die jeweiligen Verunreinigungen bzw. das jeweilige Xenobioticum abbauenden Mikroorganismen ggf. zusammen mit Nährstoffen für diese Mikroorganismen in das zu behandelnde Erdreich und Erzeugen günstiger Lebens- und Vermehrungsbedingungen für die eingebrachten Mikroorganis men in dem zu behandelnden Erdreich, wobei das zu behandelnde Erdreich von der kontaminierten Stelle abgehoben und auf einer bezüglich Übertritt von Flüssigkeit und Gasen zumindest gegenüber dem Untergrund abgetrennten Unterlage mit Wasser und mit entsprechenden, den jeweiligen kontaminierenden Verunreinigungen und/oder Xenobiotica ausgewählten Mikroorga nismen und entsprechend Erfordernis auch zusätzlich mit Nähr stoffen für diese Mikroorganismen beschickt wird.

Die Entsorgung von xenobiotisch kontaminiertem Erdreich durch Mikroorganismen gewinnt zunehmend Bedeutung, weil keine zu sätzliche Belastung der Umwelt durch die Entsorgung entstehen soll und eine endgültige Lagerung ohne weitere Einschränkung möglich wird. Es ist bereits eine aerobe Biodegradation zur Entsorgung von xenobiotisch kontaminiertem Erdreich vorge schlagen worden, wofür etwa 90 geeignete Spezies von Mikro organismen zur Verfügung stehen, deren enzymatische Systeme - zumeist in Kooperation von Consortien - eine gezielte Fähig keit besitzen, die abzubauenden Xenobiotica in ihre Nahrungs kette zu übernehmen. Als Energiequelle nutzen sie dazu mole kularen Sauerstoff. Der mikrobielle Angriff der aeroben Verfahrenstechnik richtet sich vorwiegend auf Kohlenwasserstoff- Verbindungen, die einer speziellen Dekontimination bedürfen, weil sie ein potentielles Umweltrisiko darstellen.

Für die Entsorgung von Abwässern ist es bekannt, Abwasserschlämme, die in erster Linie Verunreinigungen organischer Herkunft enthalten, in anaeroben Verfahren - wie Faulschlammverfahren - einer Biodegradation ihrer Verunreinigungen zu unterziehen. Hierzu werden in erster Linie methanogene Bakterien eingesetzt, von welchen bisher etwa 20 Spezies identifiziert worden sind. Diese methanogenen Bakterien sind geeignet, organische Sub stanzen vieler Art zu Methan und Kohlendioxid umzusetzen.

Ausgehend von diesem Bekannten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Entsorgung von xenobiotisch kontaminiertem Erdreich mittels Mikroorganismen wesentlich zu verbessern und die Spanne bzw. Anzahl der biologisch abbaubaren Schad stoffe wesentlich zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination von mindestens zwei in zeitlicher Aufeinanderfolge ausgeführten Behandlungsabschnitten unterschiedlicher Art, nämlich Biodegra dation anaerober Art und unter aeroben Bedingungen gelöst.

Es hat bisher zwar die Meinung vorgeherrscht, daß solche Fremdstoffe, insbesondere Fremdstoffe organischer Herkunft, in dem Erdreich weniger schädlich seien, weil sie ohnehin im Laufe der Zeit durch Fäulnis und Humusbildung im Erdreich untergehen. Tatsächlich hat sich aber herausgestellt, daß eine Vielzahl von Verunreinigungsstoffen im kontaminierten Erdreich vorhanden sein kann, die nicht auf natürliche Weise im Erdreich durch Fäulnis oder Humusbildung untergehen. Vor allem wird aber durch die Erfindung eine Anzahl funktioneller Zusammenwirkungen von aerober und anaerober Biodegradation ermöglicht, die in vielen Fällen erst dann zum völligen Ablauf von Biodegradationszyklen führen, während die früher vorge schlagene rein aerobische Biodegradationsbehandlung vielfach zum Verbleiben einer Anzahl von Zwischenprodukten in dem behandelten Erdreich führte, die durch aerobische Biodegrada tion nicht mehr weiter abgebaut werden können, aber trotzdem eine noch ernstzunehmende xenobiotische Rest-Kontamination des behandelten Erdreichs darstellen. Ähnlich verhält es sich bei den nach den bekannten anaerobischen Verfahren behan delten Faulschlämmen.

Die das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnende Kombination von zeitlich aufeinanderfolgender anaerober Biodegradations behandlung und aerober Biodegradationsbehandlung läßt sich an durch Art und Umfang der xenobiotischen Kontamination des zu behandelnden Erdreichs optimal anpassen. Dabei kann nach Wahl der erste Biodegradations-Behandlungsabschnitt anaerober Art sein, wenn die in dem zu behandelnden Erdreich festgestellten Verunreinigungen in hohem Maße organischer Herkunft sind oder überhaupt bevorzugt durch anaerobe Biodegradation angreifbar sind. Die Wahl des ersten Biodegradations-Behandlungsabschnittes als anaerobe Behandlung wird insbesondere dann zu treffen sein, wenn die in dem zu behandelnden Erdreich enthaltenen, in anaerober Biodegradation angreifbaren Verunreinigungen die Biodegradation aerober Art an allen oder einer Anzahl von in aerobem Verfahren anzugreifenden Verunreinigungen be hindern würden.

Umgekehrt kann im Rahmen der Erfindung auch der erste Biode gradations-Behandlungsabschnitt als aerobe Biodegradation vorgesehen werden, wenn das zu behandelnde Erdreich Verun reinigungen solcher Art enthält, die durch aerobe Biodegradation abbaubar sind und den Abbau von anderen Verunreinigungen in anaerober Biodegradation behindern würden. Beispielsweise kommt in solchem Zusammenhang die Behandlung von Erdreich in Betracht, das in starkem Maße mit Mineralöl-Kohlenwasser stoffen und deren Derivate kontaminiert ist. Falls die Art der Kontamination des zu behandelnden Erdreiches nicht aus schlaggebend für die Wahl des ersten Biodegradations-Behand lungsabschnittes ist, kann im Rahmen der Erfindung auch für die Wahl des ersten Biodegradations-Behandlungsschrittes von der jeweils gegebenen Konsistenz des zu behandelnden Erd reiches ausgegangen werden. Ist der Ausgangszustand des zu behandelnden Erdreichs mehr oder weniger schlammartig, so kann als erster Biodegradations-Behandlungsabschnitt eine anaerobe Biodegradations-Behandlung gewählt werden. Während es bei zu behandelndem Erdreich, das sich bei Beginn der Behand lung in relativ trockenem Zustand befindet, eine aerobe Biode gradationsbehandlung als erster Behandlungsabschnitt in Betracht gezogen werden sollte.

Die Anzahl der aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Biodegra dations-Behandlungsabschnitte ist im Rahmen der Erfindung von Fall zu Fall wählbar und den Erfordernissen anpaßbar. Insbesondere wird man einen dritten oder vierten Biodegrada tions-Behandlungsabschnitt vorsehen, wenn im zweiten oder dritten Biodegradationsabschnitt Zwischenprodukte entstehen, die für weiteren Abbau eine Biodegradationsbehandlung anderer Art erfordern. Ein denkbares Beispiel ist, wenn ein erster Biodegradations-Behandlungsabschnitt aerober Art gewählt und an diesen ein Biodegradations-Behandlungsabschnitt anaerober Art angeschlossen wird, und in diesem zweiten Behandlungsabschnitt Zwischenprodukte entstehen oder zurückbleiben, die nochmals eine aerobe Biodegradationsbehandlung erforderlich machen. Ähnliche Beispiele sind auch für die Aufeinanderfolge von anaerober Biodegradation - aerober Biodegradation und anaerobe Biodegradation als Nachbehandlung denkbar. Es sind auch analoge Beispiele denkbar, bei denen an die beiden ersten unterschied lichen Biodegradations-Behandlungsabschnitte nochmals alternierend zwei Biodegradationsbehandlungen unterschiedlicher Art anzuschließen sind.

Die Aufeinanderfolge der Biodegradations-Behandlungsabschnitte unterschiedlicher Art ist erfindungsgemäß begleitet mit der zwischen den aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Behandlungs abschnitten vorzunehmenden Umstellung der Konsistenz des zu behandelnden Erdreichs. Auch bei dieser Konsistenzumstellung können Entsorgungsmaßnahmen einbezogen werden, beispielsweise das Herauslaugen von beispielsweise während der vorhergehenden Biodegradation entstandenen wasserlöslichen Verunreinigungs stoffen aus dem Erdreich.

Der Wasserhaushalt kann im erfindungsgemäßen Verfahren optimal eingestellt werden. Beim Übergang von schlammartiger zu krümelig feuchter Konsistenz des Erdreiches ist naturgemäß Wasser abzuziehen. Am Ende von aeroben Biodegradations- Behandlungsabschnitten kann ein Durchspülen des behandelten Erdreiches mit Wasser als Endbehandlung oder auch als Vorbehandlung zum Übergang in die Überführung in schlamm artiger Konsistenz für eine nachfolgende anaerobe Biodegrada tionsbehandlung in Betracht gezogen werden. Alles Wasser, daß bei dieser oder jener Behandlungsweise von dem in Behandlung befindlichen Erdreich abgezogen wird, soll im Rahmen der Erfindung aufgefangen und auf Verunreinigungen untersucht sowie je nach Untersuchungsergebnis von Verunreinigungen befreit werden. Gleiches gilt auch für auf dem zu behandelnden Erdreich oder auf der Behandlungsanlage oder dieser direkt benachbarter Flächenbereiche niedergegangenes Regenwasser. Durch das Auffangen, Untersuchen und evtl. Reinigen des Regenwassers wird sichergestellt, daß kein verunreinigtes Wasser in den Untergrund gelangt. Außerdem ist das aufgefangene, untersuchte und evtl. gereinigte Wasser wertvoll, um bei einem anderen Biodegradations-Behandlungsabschnitt wieder in das Verfahren zurückgeführt zu werden. Außerdem können dem im einen oder anderen Biodegradations-Behandlungsabschnitt zugeführten Wasser Behandlungsstoffe und/oder Mikroorganismen zugegeben werden, die auch in dem Wasser verbleiben können, wenn dieses bei einem gleichen oder ähnlichen Biodegradations- Behandlungsabschnitt ins Verfahren zurückgeführt wird.

Bevorzugt wird man bei Beginn jedes einzelnen Biodegradations- Behandlungsabschnittes Mikroorganismen der dafür vorgesehenen Art in das in Behandlung befindliche Erdreich einführen. Aber auch während des Ablaufs des jeweiligen Biodegradations- Behandlungsabschnitts können solche Mikroorganismen nachdo siert und/oder durch Zugabe von Mikroorganismen anderer Art und/oder anderer Spezies ergänzt werden.

Der biologische Abbau im anaeroben und aeroben Milieu kann bevorzugt mittels selektiver und speziell adaptierter Mikro organismen durchgeführt werden, die dem jeweiligen Habitat entstammen und mittels bekannter mikrobiologischer Methoden an steigende Konzentrationen von abzubauenden Substanzen gewöhnt werden. Die Mikroorganismen können somit enzymatische Fähigkeiten erlernen, um die Schadstoffe in ihre Nahrungskette einzubauen. Bevorzugt wird man sowohl für anaerobe Biodegra dation als auch für aerobe Biodegradation Consortien von Mikroorganismen einsetzen, die nicht allein an die abzubauenden Substanzen sondern auch aneinandergewöhnt werden können, um synergetische Wirkungen hervorzurufen. So können beispiels weise Consortien von Methan erzeugenden anaeroben Bakterien folgender Art gebildet werden:

Generic Name
Spezies
Methanobakterium
M. Soehngenil
	M. Ruminantium
Methanosarcina	M. Mobile
	M. Methanica
Methanococcus	M. Mazel
Vorkommen:	Anaerober Abfall, Klärschlamm.

Es bestehen auch ökologische Interaktionen von chemo-autotrophen Bakterien mit anderen Organismen, die Schwefel-, Stickstoff- und Eisenzyklen in Gang setzen.

Desulfovibrio
D. Desulfuforicans
Nitrobakter	N. Winogradskyi
Peptokoccen	P. Niger

(Die Peptococcen können Proteinhydrolysate als einzige Energie quelle verwenden).

Bei solchen ökologischen Interaktionen von chemo-autotrophen Bakterien mit anderen Organismen erfolgt die Reduzierung von CO₂ vorwiegend über den Calvinzyklus.

Die anaeroben Mikroorganismen sind weit verbreitet in Habitaten, in denen ein Abbau von Materie organischen Herkommens vor sich geht.

Die methanogenen Bakterien besetzen die terminale Nische im Elektronentransport, der durch anaeroben Abbau organischer Materie entsteht.

Bei der Fermentation der organischen Materie entstehen vor wiegend Wasserstoff und CO₂ sowie flüchtige Fettsäuren. Die methanogenen Bakterien beeinflussen den gesamten anaeroben Stoffwechsel organischer Verbindungen bei vollständiger Dissimilation zu Methan und CO₂. In anaeroben Bereichen befinden sich demnach zahlreiche Organismen, die eine bedeutende ökologische Rolle übernehmen, in dem sie unlös liches organisches Material in lösliche Verbindungen und Gase überführen, die dann in dem aeroben Bereich weiter abgebaut werden können.

In entsprechender Weise können auch in den aeroben Biodegra dations-Behandlungsabschnitten Consortien gebildet werden, die beispielsweise aus folgenden Mikroorganismen ausgewählt werden können:

Candida sp.
Aureobasisdium pullulans
Myrothecium verrucaria
Cladosporium cladosporiodes
Saccaromyces sp.
Aspergillus sp.
Rhodotorula sp.
Candida lipolytica
Micrococcus sp.
Nocardia sp.
Pseudomonas
Flavobacterium sp.
Corynebactenium sp.
Arthrobacter sp.
Hefen
Acrochomobacter sp.
Sarcina sp.
Bacillus sp.
Streptomyces sp.

Für diese Mikroorganismen bzw. aus solchen Mikroorganismen zusammengestellte Consortien kommen Nährbodenmaterialien in Betracht, wie sie für diese Mikroorganismen bereits als geeignet bekannt sind. Beispiele hierfür sind:

Nährlösung I
Zitronensäure
0,5
Mannit	1,0
K₂HPO₄	1,0
Asparaginsäure	0,2
Mg So₄ × 7 H₂O	0,2
Superphosphat	1,0
Harnstoff	3,0
Lezithin	6,0
Wasser	1000,0

Nährlösung II
Handelsübliches Nährbodenmaterial angepaßt auf die jeweilige Bakterienart ("Difco")\|23,0 g
Hefeextrakt	3,0 g
Ethylenglycol	5,0 ml
Glycose	5,0 g
Agar-agar	15,0 g
Destilliertes Wasser	1000 ml

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine Vielzahl von Verfahrensbesonderheiten und durch eine Vielzahl weiterer Verfahrensbesonderheiten und eine Vielzahl weiterer erreichter Vorteile aus, wie dies die folgenden Gesichtspunkte zeigen:

A. das anaerobe Abbauverfahren eignet sich besonders für kontaminierten Schlamm, weil hierin die Bedingungen für eine weitgehende Verarmung an Sauerstoff mit zunehmender Tiefe gegeben wird. Die optimalen Prozeßbedingungen mit Einhaltung von Temperatur und Feuchtigkeit sind leicht zu steuern. Ein vorwiegend trockenes Erdreich kann zweck mäßig durch Anfeuchtung in einen Schlammzustand überführt werden.
B. Die Abbaustufe und die Umsatzrate sind von der Größe der mikrobiellen Population und deren Aktivitätspotential abhängig. Da die Abbaugeschwindigkeit bei anaeroben Verfahren relativ langsam vor sich geht, muß eine Anreiche rung des Habitats erfolgen. Hierfür eignen sich die koope rativ und synergistisch wirksamen, speziell adaptierten Gruppen von Mikroorganismen.
C. Die Inokulation des Behandlungsmilieus erfolgt durch Einschuß von Glasampullen, die unter konservierenden Bedingungen anaerobe Mikroorganismen enthalten. Die Ampullen werden in einer hohlen Lanze geladen und mittels einem komprimierten Schutzgas in den Schlamm getrieben. Dabei werden die anaeroben Mikroorganismen aus der zerbrochenen Ampulle freigesetzt und durch die Antriebsenergie in der Umgebung verteilt.
Durch beliebig viele Inokulationen an statistisch günstigen Punkten des Verteilungsbereichs entstehen Zonen erhöhter Aktivität zur mikrobiellen Umsetzung von organischen Rückblenden zu Methan und Kohlendioxid.
D. Eine biotechnisch verbesserte Prozeßführung ergibt sich mit einer weitgehenden Automatisierung der Inokulation. Während die anaeroben Mikroorganismen mit zusätzlichen Nährstoffen in den Glasampullen verfügbar gemacht werden, sind diese auf einer Lochscheibe derart anzuordnen, daß sie durch einen Kolben, der mit Schutzgas angetrieben wird, in die Sonde vorgeschoben werden kann und in den Schlamm eingeschossen wird. Mit dem gedrehten Magazin steht eine neue Ampulle mit dem Inokulat für den Einschuß zur Verfügung.
Die gesamte Apparatur ist auf einen Schlitten montiert, der mittels einer geeigneten Vorrichtung über den Schlamm gezogen wird. Mit einem entsprechenden Steuersystem können die Zeitintervalle und die Häufigkeit der Inokulationen an gewählten Punkten automatisiert werden.
E. Unter normalen Bedingungen geht die anaerobe Behandlungs stufe der aeroben Biodegradation voraus. Bei Anwesenheit von Kohlenwasserstoff-Verbindungen in hoher Konzentration kann jedoch der anaerobe Abbau gestört werden. In solchen Fällen wird die anaerobe Biodegradation nachgeschaltet, so daß eine weitgehende Sanierung nicht nur der Kohlen wasserstoffe, sondern auch der organischen Verbindungen erreicht wird.
F. Die räumlich getrennten Maßnahmen anaerober und aerober biologischer Prozesse lassen sich raumsparend und zeitlich synchronisiert durchführen, wenn das Behandlungstarget, der Rekultivierungsbereich entsprechend angelegt ist. Die Anlagebesteht aus zwei rechteckigen Becken mit undurchlässigem Untergrund. Ein Becken wird im oberen Anteil mit kontaminiertem Erdreich beschickt, während der untere Teil als Abklingbecken dient. Hier wird die anaerobe biologische Behandlung durchgeführt. Nach Beendi gung der Maßnahme kann das behandelte Erdreich in das Areal der aeroben Biodegradationsmaßnahme zugeführt werden.
G. Ein kombiniertes Umsetzgerät ermöglicht die wechselnde Beschickung der aeroben und anaeroben Behandlungsbereiche.
H. Bei der anaeroben Umsetzung ist der Energiebedarf relativ gering, da keine Belüftung oder durch Mischung des Materials erfolgen muß. Das entstehende Biogas kann mit geeigneten Vorrichtungen genutzt werden. Hierfür bietet sich die Prozeßoptimierung durch notwendige Erwärmung des aeroben Biodegradationsprozesses an.
I. Der Wasserhaushalt der Rekultivierungsanlage wird derart betrieben, daß anfallendes Regenwasser, oder bei Über schreiten der Feldkapazität perkolierendes Wasser dem System bei Bedarf wieder zugeführt oder bevorratet wird. Damit wird eine übergreifende Kontamination durch Sicker wasser vermieden.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich besonders eine Anlage zur kombinierten Biodegradations behandlung von kontaminiertem Erdreich, die sich dadurch kennzeichnet, daß ein Schlammbehandlungsbecken und ein mit mindestens einer Bodenplatte belegter Behandlungstrakt für aerobe Biodegradationsbehandlung des Erdreichs nebeneinander angeordnet sind, wobei das Schlammbehandlungsbecken an seinem Boden und seiner Umfangswand flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, während in der im übrigen flüssigkeitsdichten Bodenplatte mit im Platteninneren vorgesehenen Kanälen in Verbindung stehende poröse Plattenbereiche vorgesehen und die im Platten inneren vorgesehenen Kanäle an Einrichtungen zum Abführen von Flüssigkeit und/oder Zuführen von gasförmigen Medien verbunden sind. Ferner kennzeichnet sich eine solche Anlage dadurch, daß Einrichtungen zum Überführen des zu behandelnden Erdreichs vom Schlammbehandlungsbecken zum Behandlungstrakt und/oder umgekehrt sowie am Schlammbehandlungsbecken und/oder dem Behandlungstrakt bewegliche Behandlungseinrichtungen für das Erdreich angeordnet sind. Bei einer solchen Anlage wird das zu behandelnde kontaminierte Erdreich zumindest gegenüber dem Untergrund sicher abgetrennt, so daß keinerlei kontaminierende Stoffe aus dem zu behandelnden Erdreich in den Untergrund übertreten können, und zwar auch nicht durch Flüssigkeitsübertritt aus dem zu behandelnden Erdreich in den Untergrund verschleppt werden können. Innerhalb dieser Anlage kann das zu behandelnde Erdreich je nach der gewählten Behandlungsart einmal oder mehrmals zwischen dem Schlammbe handlungsbecken und dem Behandlungstrakt oder umgekehrt hin und her gefördert werden.

Um den Übergang zwischen anaerober Biodegradationsbehandlung und aerober Biodegradationsbehandlung einfach und ohne erheb lichen Zeitaufwand zu ermöglichen, empfiehlt es sich, das Schlammbehandlungsbecken und den Behandlungstrakt zu beiden Seiten einer Führungsbahn für eine oder mehrere Überführungs vorrichtungen für das Erdreich anzuordnen. Besonders vorteil haft ist dabei eine Anordnung, bei der das Schlammbehandlungs becken und der Behandlungstrakt in ihrer Längsrichtung neben einander liegen und im wesentlichen gleiche Länge aufweisen, die dazwischen vorgesehene Führungsbahn sich über diese Länge erstreckt und die porösen Plattenbereiche des Behandlungs traktes als sich über die Länge des Behandlungstraktes er streckende, zur Führungsbahn und zueinander parallele Streifen ausgebildet sind. Auf diese Weise kann das aus dem Schlamm behandlungsbecken abgezogene Erdreich von der sich auf der Führungsbahn bewegenden Überführungsvorrichtung direkt auf einen solchen streifenförmigen porösen Plattenbereich aufge bracht werden, um dort sehr schnell das Wasser aus dem schlamm förmigen Material abzuziehen, so daß das Erdreich sehr schnell in die für die aerobe Biodegradationsbehandlung geeignete krümelig-feuchte Konsistenz übergeführt werden kann.

Oberhalb des Schlammbehandlungsbeckens und des Behandlungs traktes können zur Bildung getrennter verschließbarer Räume anbringbare oder angebrachte Abdeckungen vorgesehen sein. Mit diesen Abdeckungen können die optimalen Biodegradations bedingungen besser sichergestellt werden. Die Abdeckung über dem Schlammbehandlungsbecken kann zugleich Teil einer Auffang- und Gewinnungseinrichtung für brennbare Gase, insbe sondere Methan sein.

Um das Überführen des zu behandelnden Erdreichs wahlweise von dem Schlammbehandlungsbecken zum Behandlungstrakt oder vom Behandlungstrakt zum Schlammbehandlungsbecken zu ermög lichen, empfiehlt es sich, mindestens eine entlang der Führungs bahn bewegbare, mit sich quer zum Schlammbehandlungsbecken und zum Behandlungstrakt erstreckenden Fördereinrichtungen für Schlamm und/oder körniges Erdreich ausgestattete Förder vorrichtung vorzusehen, deren Förderrichtung wählbar ist. Dabei kann die Länge der Quererstreckung über den Behandlungs trakt einstellbar bzw. verstellbar sein, um auf diese Weise mehrere parallel verlaufende Streifen des Behandlungstraktes mit dem aus dem Schlammbehandlungsbecken abgezogenen Material zu beschicken. Ferner empfiehlt es sich, bei einer solchen Fördereinrichtung Schlammaufnahmeeinrichtungen vorzusehen, die an das über dem Schlammbehandlungsbecken liegende Ende der Fördereinrichtungen ansetzbar ist. Stattdessen oder zusätzlich empfiehlt es sich, auch Erdreich-Aufnahmeeinrich tungen vorzusehen, die an das über dem Behandlungstrakt liegende Ende der Fördereinrichtungen ansetzbar sind.

Während bei der aeroben Biodegradationsbehandlung Mikroorga nismen durch Aufregnen auf das Erdreich zugeführt oder nach geführt werden können, empfiehlt es sich, bei der erfindungs gemäßen Vorrichtung, über dem Schlammbehandlungsbecken einstell bare oder eingestellte Inokulationseinrichtungen für Mikro organismen in den Schlamm vorzusehen. Diese Inokulation sollte nämlich möglichst ohne Einführen von Luft bzw. Luft sauerstoff in den Schlamm durchgeführt werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer solchen Inokulationseinrichtung enthält beispielsweise ein lanzenartig in den Schlamm einführbares Rohr und eine an dieses Rohr angesetzte oder ansetzbare, mit komprimiertem Inertgas arbeitende Einschießvorrichtung für die Mikroorganismen enthaltende zerstörbare Ampullen. Für mehr oder weniger automatischen Betrieb empfiehlt es sich, diese Einschieß vorrichtung mit einer wahlweise vor dem Rohr einstellbaren Lochscheibe zum Einsetzen der mit Mikroorganismen und ggf. zusätzlichen Nährmaterial für die Mikroorganismen gefüllten Ampullen und mit einer Einstoßvorrichtung für die durch Einstellen der Lochscheibe jeweils gewählte Ampulle in das Rohr auszustatten. Eine solche Inokulationseinrichtung für Mikroorganismen kann bei der erfindungsgemäßen Anlage vorzugs weise auf einem über die Oberfläche des Schlammbehandlungs beckens verstellbaren Schlitten angebracht sein, der selbst wiederum mittels einer Schleppvorrichtung von den Becken rändern her an die gewünschten Stellen einstellbar sein kann.

Für den Behandlungstrakt zur aeroben Biodegradationsbehandlung kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein über die Bodenplatte verfahrbares Erdreich-Durchwirbe lungsgerät vorgesehen sein, das unterhalb einer eine Bear beitungskammer überdeckenden Gehäusewand mindestens ein rotierendes und das Erdreich aufwirbelndes Bodenfräserwerkzeug und in der Gehäusewand angebrachte, in die Bearbeitungskammer gerichtete Düsen zum Einspritzen von Wasser, Nährlösung oder Nährdispersion und Mikroorganismen enthält. Ein solches Bodendurchwirbelungsgerät kann in solcher Weise ausgebildet sein, daß es eine durchgehend gleichdicke Erdreichlage bearbeitet und dabei in hohem Maße mit Luft aufwirbelt. Hierbei werden Erdreich-Klumpen zerkleinert, und es wird die Durchlässigkeit des Erdreichs für Luft wesentlich verbessert. Zugleich bietet ein solches Erdreich-Durchwirbelungsgerät wesentlich verbesserte Verteilung von Feuchtigkeit und Nähr bodenmaterial sowie Mikroorganismen innerhalb des zu behan delnden Erdreiches. Das Erdreich-Durchwirbelungsgerät kann dabei in Art eines Mieten-Umsetzgerätes ausgebildet sein und dazu eine Gehäusewand aufweisen, die am Einlaß zur Behandlungskammer in Art eines Einlaßtrichters und am Auslaß von der Behandlungskammer als Mieten-Formwand ausgebildet ist. Das Erdreich-Durchwirbelungsgerät kann vor der Behand lungskammer oder in deren Einlaßbereich eine in das zu behan delnde Erdreich greifende Feuchtigkeits-Meßsonde aufweisen, die mit einer Mengen-Steuerungsvorrichtung für die Wasser zufuhr verbunden ist. Eine solche Flüssigkeits-Meßsonde ist bevorzugt scheibenartig, beispielsweise als rotierende Scheibe, auszubilden.

Das Erdreich-Durchwirbelungsgerät kann als ein einheitliches Gerät aufgebaut sein. Bevorzugt wird man aber ein aus getrenn ten Aggregaten aufgebautes Gerät vorsehen, nämlich ein Erdreich-Durchwirbelungsgerät, das ein mit Zapfwelle ausgestattetes Zuggerät und ein an das Zuggerät anhängbares und mit dem Antrieb für das Bodenfräswerkzeug an die Zapf welle anschließbares Bearbeitungsgerät sowie Reservoirs für Wasser, Nährlösung bzw. Nährdispersion und Mikroorganismen und Zuführungsleitungen und Steuerventile zum Zuführen des Wassers, der Nährlösung bzw. Nährdispersion und der Mikro organismen von den Reservoirs zu den in der Gehäusewand des Bearbeitungsgerätes angebrachten Düsen enthält. Die Reservoirs für Wasser, Nährlösung oder Nährdispersion und Mikroorganismen können dabei auf dem Zuggerät angebracht sein. Auf dem Bearbeitungsgerät kann dabei eine Mischpumpe für Wasser, Nährlösung bzw. Nährdispersion und Mikroorganismen vorgesehen sein, deren Saugstutzen mit den Zuführungsleitungen für Wasser, Nährlösung bzw. Nährdispersion und Mikroorganismen und deren Druckstutzen mit einer zu den Düsen führenden Verteiler-Druckleitungen verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch zwei nebeneinander angeordnete Rekultivierungsfelder für anaerobe und aerobe Behandlung;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine etwas abgewandelte Ausführung der Rekulti vierungsfelder nach Fig. 1 und 2, schematisch im Schnitt und perspektivischer Darstellung;

Fig. 4 schematisch eine Lanze zum Inokulieren von Mikroorganismen bei anaerober Behandlung;

Fig. 5 eine Revolveranordnung zum Laden der Lanze nach Fig. 4;

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Inovulations vorganges mittels einer Lanze nach Fig. 4;

Fig. 7 ein im Rahmen der aeroben Behandlung einzu setzendes Erdreich-Durchwirbelungsgerät, schematisch im vertikalen Schnitt;

Fig. 8 einen Teilschnitt durch den eigentlichen aeroben Behandlungstrakt gemäß 2-2 in Fig. 1 in abge wandelter Ausführung;

Fig. 9 eine teilweise schematische Draufsicht auf den geöffneten Behandlungstrakt gemäß Fig. 8 und

Fig. 10 ein im Beispiel nach den Fig. 8 und 9 einzu setzendes Mieten-Umsetzgerät, schematisch im Schnitt 10-10 der Fig. 9.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage 10 zur kombinierten Biodegradationsbehandlung von mit organischen Verunreinigungen und/oder anderen xenobiotika-kontaminiertem Erdreich sind ein Schlammbehandlungsbecken 11 und ein mit mindestens einer Boden platte 13 belegter Behandlungstrakt 12 für aerobe Biodegradations behandlung des Erdreiches nebeneinander angeordnet. Das Schlamm behandlungsbecken 11 ist an seinem Boden und an seiner Umfangs wand flüssigkeitsdicht ausgebildet. Die Bodenplatte 13 des Behandlungstraktes 12 ist im wesentlichen flüssigkeitsdicht ausgebildet, aber mit im Platteninneren vorgesehenen Kanälen 18 versehen, die über poröse Plattenbereiche 16 mit streifen förmigen Teilen der Plattenoberfläche in Verbindung stehen, um auf diese Weise den über den porösen Plattenbereichen 16 aufgeschütteten Mieten 131 von zu behandelndem Erdreich Flüssigkeit abziehen und gasförmige Medien von unten her zuführen zu können. Ferner enthält die Anlage 10 Einrich tungen 14, mit welchen das zu behandelnde Erdreich vom Schlamm behandlungsbecken 11 zum Behandlungstrakt 12 und/oder umge kehrt überführt werden kann. Diese Einrichtungen 14 sind im dargestellten Beispiel in Längsrichtung über eine zwischen dem Schlammbehandlungsbecken 11 und dem Behandlungstrakt 12 gebildete Trennwand 15 verfahrbar. Die Einrichtungen 14 ent halten ein Fördergerät 16, mit dem krümeliges Material und auch schlammförmiges Material in der einen oder anderen ge wählten Richtung gefördert werden kann. Ferner enthalten die Einrichtungen 14 Förderleitungen 19, 20 die sich über das Schlammbehandlungsbecken 11 und den Behandlungstrakt 12 er strecken, wobei die sich über den Behandlungstrakt 12 er streckenden Förderleitungen 20 in ihrer Länge einstellbar sind, um beim Verfahren der Einrichtung 14 entlang der Trenn wand 15 auf dem Behandlungstrakt 12 sich parallel erstrecken de Mieten 131 von zu behandelndem Erdreich aufbauen zu können.

Wie Fig. 1 zeigt, ist außerdem über dem Schlammbehandlungs becken ein in seiner Lage einstellbarer Schlitten 21 für eine Inokulationslanze 22 vorgesehen, während auf dem Behandlungs trakt 12 fahrbare Behandlungseinrichtungen 110 in Form eines Erdreichaufwirbelungsgerätes oder eines Mietenumsetzgerätes vorgesehen sind.

Oberhalb des Schlammbehandlungsbeckens 11 sind - wie Fig. 1 zeigt - Einstelleinrichtungen, beispielsweise Seilzüge 21 angebracht, mit welchen ein die Inokulationslanze 14 tragender Einstellschlitten 22 an jede gewünschte Stelle oberhalb des Schlammbehandlungsbeckens einstellbar ist.

In der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Bodenfläche des Schlammbehandlungsbeckens mit seitlicher Neigung ausgebildet, um bei entleerten Beckenoberflächen wasser abziehen zu können. Auch die Oberfläche des Behand lungstraktes 12 ist von beiden Seiten her nach der Mitte hin geneigt, so daß Oberflächenwasser in der Mitte des Behandlungstraktes zusammenläuft und über einen in der Boden platte 13 angebrachten Kanal 23 abgezogen werden kann.

Das über dem Schlammbehandlungsbecken 11 liegende Ende der Förderleitung 19 ist dazu ausgebildet, daß dort Schlammauf nahmeeinrichtungen 24 angesetzt werden können, wie dies in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Ebenso kann an das über dem Behandlungstrakt 12 für aerobe Biodegradationsbehandlung liegende Ende der Förderleitungen 20 mit ansetzbaren Erd reich-Aufnahmeeinrichtungen ausgestattet werden, wie dies gestrichelt bei 25 in Fig. 1 angedeutet ist.

Sowohl das Schlammbehandlungsbecken 11 als auch der Be handlungstrakt 12 für aerobe Biodegradationsbehandlung können mit einer Abdeckung 45 versehen sein, wie sie in Fig. 8 angedeutet ist. Die über dem Schlammbehandlungsbecken 11 vorzusehende Abdeckung kann dazu ausgebildet sein, daß sie das bei der Schlammbehandlung anfallende Methan auffangen läßt. Zugleich dient die Abdeckung 14 am Schlammbehandlungs becken 11 zur Einstellung vorteilhafter Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen oberhalb des Schlammbehandlungs beckens 11. Die über den Behandlungstrakt 12 anbringbare Abdeckung 45 dient in erster Linie zur Abschirmung gegenüber der Umgebung und läßt ebenfalls die sichere Einstellung eines vorteilhaften Behandlungsregimes hinsichtlich Temperatur und Feuchtigkeit sowie Gaszusammensetzung an den Mieten von zu behandelndem Erdreich zu.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der Inokulations lanze 14 ist ein Lanzenrohr 31 vorgesehen, das auf dem Ein stellschlitten vertikal verstellbar und damit aus dem Schlamm heraushebbar und in den Schlamm einsteckbar ist. Zum besseren Einstecken in den Schlamm ist das Lanzenrohr 31 mit einer Spitze 32 versehen. Oberhalb der Spitze 32 ist ein Ring von Auslaßöffnungen 33 gebildet. An seiner Oberseite trägt das Lanzenrohr 31 eine Revolveranordnung 34 und eine Einschieb vorrichtung 35, um jeweils eine mit Mikroorganismen gefüllte Ampulle 36 aus der Revolveranordnung 34 in das obere Ende des Lanzenrohres 31 zu schieben. Wie Fig. 5 zeigt, kann die Revolveranordnung beispielsweise eine Revolverplatte 37 mit sechs Ampullenaufnahmen 38 enthalten. Die Ampullenauf nahmen 38 sind in einem Winkelabstand von 60° angeordnet. Zwischen den Ampullenaufnahmen 38 weist die Revolverplatte 37 Plattenteile 39 auf. Durch Drehen der Revolverscheibe 37 um Winkel von jeweils 30° kann abwechselnd eine Ampullen aufnahme 38 oder ein abschließender Wandteil 39 über die Oberseite des Lanzenrohres 31 eingestellt werden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist in der Ausgangsposition 1 eine solche Stellung vorgesehen, bei der ein Zwischenplatten teil 39 über dem oberen Ende des Landesrohres 31 liegt. Durch Verdrehen der Revolverscheibe 37 kann dann eine gewählte Ampulle über das obere Ende des Lanzenrohres 31 eingestellt werden. Diese Ampulle wird dann mit der Einschiebevorrichtung 35 in das Lanzenrohr 31 eingeschoben. Die Revolverscheibe 37 wird dann um 30° verdreht, so daß der nächste Zwischenplatten teil 39 einen oberen Verschluß für das Lanzenrohr 31 bildet. In das obere Ende des Lanzenrohres 31 oberhalb der einge schobenen Ampulle 36 wird dann über eine Leitung 40 Inertgas, beispielsweise Stickstoff, eingepreßt. Der Stickstoff drückt die Ampulle 36 im inneren des Lanzenrohres 31 nach unten bis in den Bereich der Spitze 32. Am unteren Ende des Lanzenrohres 31 im Bereich der Spitze 32 zerschellt dann die Ampulle 36.

Die Mikroorganismen werden aufgrund des vom Inertgas ausge übten Druckes durch den Kranz von Öffnungen 33 aus dem Lanzen rohr 31 in den umgebenden Schlamm gepreßt.

Durch Einstellung des Schlittens 22 und durch Einstellung der Revolverscheibe 37 können somit an jeder gewünschten Stelle des Schlammbehandlungsbeckens 11 gewünschte Mikro organismen bzw. Consortien von Mikroorganismen in den Schlamm inokuliert werden.

Für die Bearbeitung des in aerober Biodegradationsbehandlung befindlichen Erdreichs 61 eignen sich besonders fahrbare Bearbeitungsgeräte, wie sie im folgenden anhand der Fig. 7 bis 10 erläutert werden.

In Fig. 7 ist ein Erdreich-Aufwirbelungsgerät 110 schematisch dargestellt. Das Erdreich-Aufwirbelungsgerät 110 enthält eine auf eine sich quer zur Vorschubrichtung erstreckenden Achse 111 aufgesetzte Reihe von Bodenfräserscheiben 112, die im Sinne des Pfeiles 113 zu rascher Umdrehung angetrieben sind. Die Reihe von Bodenfräserscheiben 112 ist unterhalb einer Gehäusewand 114 angebracht. Das ganze Gerät kann mittels eines Rahmens 115 auf seitlich angebrachten, nicht darge stellten Rädern getragen sein. Oberhalb der Reihe von Boden fräserscheiben 112 ist auf dem Rahmen 115 eine Zuführvorrich tung 116 für Wasser (H₂O), Nährlösung oder Nährdispersion (NUTR) und Mikroorganismen (Mo) angebracht. Diese Zuführvor richtung enthält eine Mischpumpe (P) 117 für diese Stoffe. An den Saugstutzen dieser Mischpumpe 117 ist über ein Ventil 118 die Zuführleitung für diese Stoffe angeschlossen, während an den Druckstutzen der Mischpumpe über eine Verteilerlei tung 119 Sprühdüsen 120 angeschlossen sind. Diese Sprühdüsen sind in das Innere einer unterhalb der Gehäusewand 114 ge bildeten Behandlungskammer 121 auf das von den Bodenfräser scheiben 112 aufgewirbelte Erdreich gerichtet.

In Vorschubrichtung vor der Reihe von Bodenfräserscheiben 112 ist eine scheibenförmige Feuchtigkeits-Meßsonde 122 angebracht, die mit einem Steuergerät 123 elektrisch ver bunden ist, um die gemessenen Feuchtigkeitswerte in dieses Steuergerät 123 einzugeben. An dem Steuergerät können in diesem Beispiel die für die Behandlung des Erdreiches ge wünschte Feuchtigkeit, die gewünschte Nachfuhr von Nährlösung oder Nährdispersion und die gewünschte Nachbeschickung mit Mikroorganismen eingestellt werden. Das Steuergerät 123 kann dementsprechend im dargestellten Beispiel einen Mikroprozessor enthalten, der aus den vorgenommenen Einstellungen und aus dem gemessenen Feuchtigkeitswert die erforderlichen Steuerungen an dem Antrieb 124 der Mischpumpe 117, dem der Mischpumpe 117 vorgeschalteten Ventil 118 und an den Ventilen 125, 126 und 127 vornimmt, die an die Auslässe der Reservoire 128, 129 und 130 für Wasser, Nährlösung bzw. Nährdispersion und Mikroorganismen angesetzt sind. Das Erdreich-Durchwirbelungs gerät 110 ist von Zeit zu Zeit, beispielsweise alle 3 bis 4 Tage oder auch je nach Erfordernis nur alle 3 bis 4 Wochen einmal, durch die auf der Bodenplatte 13 aufgebrachte Schicht von zu behandelndem Erdreich zu fahren. Wie in Fig. 7 ange deutet, wird mit den Bodenfräsplatten 112 das zu behandelnde Erdreich aufgewirbelt und durch die innerhalb der Gehäusewand 114 gebildete Behandlungskammer 121 geschleudert. In diesem Zustand wird das aufgewirbelte Erdreich mit einem Gemisch von Wasser, Nährlösung bzw. Nährdispersion und Mikroorganis men besprüht und mit der in der Behandlungskammer 121 vor handenen Luft intensiv vermischt. Das Gemisch von besprühtem Erdreich und Luft wird dann hinter der Reihe von Bodenfräser scheiben 112 zu einer neuen intensiv aufgelockerten und mit Luft durchsetzten Schicht 61′ abgelegt.

Durch diese intensive Durchwirbelung und Durchlüftung kann unter Benutzung eines Erdreich-Durchwirbelungsgerätes 110 eine Schicht 61 auf die Bodenplatte 13 gelegt werden, die wesentlich höher als die üblicherweise mit 30 cm Höhe anzu setzende Behandlungsschicht ausgebildet ist, beispielsweise mit doppelter Höhe.

Das Erdreich-Durchwirbelungsgerät 110 kann sich über die gesamte Breite der Bodenplatte 13 erstrecken. Es ist aber auch im Rahmen der Erfindung möglich, das Erdreich-Durch wirbelungsgerät als ein auf Rädern fahrbares Behandlungs gerät an ein Zuggerät, beispielsweise einen Traktor (vergl. Fig. 9 und 10) anzuhängen und von einer Zapfwelle des Zuggerätes her die Reihe von Bodenfrässcheiben anzutreiben. Aufgrund der hohen Behandlungsintensität, die mit dem Erd reich-Aufwirbelungsgerät gemäß Fig. 7 erreichbar ist, kann ein solches Zuggerät auf einer Spur neben der Laufspur des Bodenaufwirbelungsgerätes 110 laufen, allerdings auf der noch anschließend zu behandelnden Seite.

Wenn ein solches Zuggerät vorgesehen ist, können die Reser voire 128, 129 und 130 auf dem Zuggerät angebracht sein und über eine Schlauchleitung mit der auf dem Erdreich-Aufwirbelungs gerät 110 angebrachten Beschickungsvorrichtung 116 verbunden sein.

Im Beispiel der Fig. 8 bis 10 werden auf einer Boden platte 13 anstelle einer Schicht Mieten 131 aus dem von der kontaminierten Stelle abgehobenen Erdreich gebildet. Bei der Bildung dieser Mieten 131 kann das Erdreich bereits erstmals intensiv mit Luft und aufgesprühtem Wasser, sowie aufgesprühtem Nährbodenmaterial und aufgegebenen Mikroorga nismen vermischt werden. Die Mieten 131 erstrecken sich dabei über die Länge der Bodenplatte 13, und es ist eine Mehrzahl solcher Mieten 131 nebeneinander angebracht. Im Beispiel nach Fig. 13 sind immer zwei solcher Mieten mit geringem gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordnet und dann ein Zwischenraum 132 gelassen, in welchem ein Zuggerät, beispielsweise ein Traktor 133 oder ein geländegängiges Fahrzeug (Unimog) fahren kann. Gemäß Fig. 12 können die Mieten 131 mit einer Schicht 60 aus biologischer Streu unterlegt sein. Die im Beispiel gemäß Fig. 2 und 3 vorge sehenen Längskanäle 16 mit porösem Körper 17 und Längsdurch lässen 18 können auch in diesem Beispiel zum Zuführen von Luft von unten her im Sinne der Pfeile 67 und zum Abführen von Wasser nach unten im Sinne der Pfeile 62 benutzt werden. Die Bildung von Mieten 131 hat jedoch den besonderen Vor teil, daß das zu behandelnde Erdreich in der Miete 131 auch von dem oberhalb der Grundplatte 13 gebildeten Luftraum 46 her belüftet wird, wie dies durch die Pfeile 134 angedeutet ist. Außerdem wird durch die Mieten 131 die an dem zu be handelnden Erdreich gebildete Oberfläche wesentlich ver größert, so daß auch die von den Leuchten 50 ausgehende Strahlung verstärkten Einfluß auf das zu behandelnde Erd reich und die in ihm aufgenommenen Mikroorganismen ausübt.

Um die Mieten oftmalig von oben her zu befeuchten, können an einem sich quer über die Grundplatte 13 erstreckenden balkenartigen Gerüst Sprühdüsen 30 angebracht sein, mit welchen Wasser über die Mieten 131 gesprüht wird. Im Hin blick auf die Höhe der Mieten 131 und die erhöhte Luftzufuhr aus dem Luftraum 46 zu den Mieten 131 und nicht zuletzt im Hinblick auf die bessere Verteilung des aufgesprühten Wassers auf die Mieten 131 wird man in diesem Beispiel das balkenartige Gerüst und die Abdeckung 45 höher ausbilden als im Beispiel der Fig. 3.

Wie aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich, wird man in diesem Beispiel des Erdreich-Aufwirbelungsgerätes 110 in Art eines Mieten-Umsetzgerätes ausbilden. Hierzu ist ein eigentliches Umsetz- oder Behandlungsgerät 135 vorgesehen, das von einem Zuggerät, beispielsweise einem Traktor 133, gezogen und über die Zapfwelle 136 des Traktors 133 angetrieben wird. Das Umsetz- und Behandlungsgerät 135 trägt auf seinem Rahmen 115 die Reservoire für Wasser, Nährlösung bzw. Nährdispersion und Mikroorganismen sowie die Zuführungsvorrichtung als eine Zuführungseinheit 116, die von der Stromquelle des Traktors her elektrisch angetrieben sein kann.

Das Umsetz- und Behandlungsgerät 135 enthält, ähnlich wie das Erdreich-Durchwirbelungsgerät 110 nach Fig. 7, eine Reihe von Bodenfrässcheiben 112, aber zusätzlich noch in Transportrichtung vor der Reihe von Bodenfrässcheiben 112 zwei Förderschnecken oder Förderfräsen 137, die das zu be handelnde Erdreich von den Seitenbereichen der Miete 131 her in den Arbeitsbereich der Bodenfrässcheiben 112 fördern. Ferner ist eine Sprühdüse 120 in entsprechender Weise wie im Beispiel der Fig. 7 oberhalb der Reihe von Bodenfräs scheiben 112 angebracht. Auch bei diesem Mieten-Umsetzgerät wird eine intensive Durchmischung des zu behandelnden Erd reiches mit Luft und aufgesprühtem Wasser, aufgesprühter Nährlösung bzw. Nährdispersion und aufgegebenen Mikroorganismen vorgenommen. Im Unterschied zu dem Erdreich-Durchwirbelungs gerät 110 nach Fig. 7 ist das Mieten-Umsetzgerät an seinem vorderen Gehäuseteil 138 in Art eines Einlaßtrichters für die Miete und an seinem rückwärtigen Gehäuseteil als Mieten- Formwand 139 ausgebildet. Zwischen beiden Gehäuseteilen ist die in Fig. 14 geschnitten dargestellte Behandlungskammer 121 gebildet.

Mittels des Erdreich-Umwirbelungsgerätes 110 bzw. Mieten- Umsetzgerätes wird die Biodekradationsstufe wesentlich ver bessert und die Zeit für den biologischen Abbau wesentlich verkürzt. Mit dem Erdreich-Umwirbelungsgerät 110 bzw. Mieten- Umsetzgerät wird eine erhebliche Anreicherung von Sauerstoff in dem zu behandelnden Erdreich erzielt und gleichzeitig Zerkleinerung des Erdreiches bewirkt, so daß eine erheblich bessere Sorption und Zugänglichkeit des Sauerstoffs eintritt. Im Arbeitsgang dieses Gerätes wird das Erdreich zugleich in gewünschtem Ausmaß befeuchtet, wobei durch die An bringung der Düsen oberhalb des Fräswerkzeuges das Ein düsen der flüssigen Bestandteile während des Verwirbelungs vorganges erfolgt und damit eine intensive und gleich mäßige Verteilung der Feuchtigkeit, des Nährbodenmaterials und der Mikroorganismen in dem zu behandelnden Erdreich hervorruft.

Anstelle der oben beschriebenen Anlage läßt sich das Ver fahren zur kombinierten anaeroben und aeroben Behandlung von kontaminiertem Erdreich auch beispielsweise mit kombi nierten Anlagen ausführen, bei welchen die anaerobe Be handlung in Großbehältern in Art von Faultürmen durchgeführt wird, während die aerobe Behandlung, beispielsweise in Drehrohr-Behandlungsanlagen erfolgt, wie dies beispiels weise in der älteren Patentanmeldung P 37 20 833.0 ange geben wird.

Claims

1. Verfahren zur Rekultivierungsbehandlung von xenobiotisch- kontaminiertem Erdreich durch Einbringen von die jeweilige Verunreinigung bzw. das jeweilige Xenobio tikum abbauende Mikroorganismen ggf. zusammen mit Nährstoffen für diese Mikroorganismen in das zu be handelnde Erdreich und Erzeugen günstiger Lebens- und Vermehrungsbedingungen für die eingebrachten Mikroorganismen in dem zu behandelnden Erdreich, wobei das zu behandelnde Erdreich von der kontaminierten Stelle abgehoben und auf einer bezüglich Übertritt von Flüssigkeit und Gasen zumindest gegenüber dem Untergrund abgetrennten Unterlagen mit Wasser und mit entsprechenden, den jeweiligen kontaminierenden Verunreinigungen und/oder Xenobiotica ausgewählten Mikroorganismen und entsprechend Erfordernis auch mit Nährstoffen für diese Mikroorganismen beschickt wird, gekennzeichnet durch die Kombination von mindestens zwei in zeitlicher Aufeinanderfolge ausgeführten Behandlungsabschnitten unterschiedlicher Art, nämlich Biodegradation anaerober Art und Biodegradation aerober Art.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Erdreich entsprechend dem Ergebnis von an ihm ausgeführten Voruntersuchungen hinsichtlich der Art seiner Kontaminierung und hinsichtlich seiner Konsistenz und die für die gemäß der Art der Kontaminierung zu wählenden Art des zuerst auszuführenden Biodegradations-Behandlungsabschnittes eingestellt und nach Durchführung dieses gewählten ersten Biodegradations-Behandlungsabschnittes vor jedem danach auszuführenden weiteren Biodegradations- Behandlungsabschnitt in eine für die Art des jeweils folgenden Biodegradations-Behandlungsabschnittes erforderliche Konsistenz übergeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Erdreich für anaerobe Biode gradations-Behandlung in schlammartige Konsistenz und für aerobe Biodegradations-Behandlung in für gasförmige Medien durchgängige, krümelig feuchte Konsistenz eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Einstellen der Konsistenz durch Zugabe von im wesentlichen Wasser zu dem Erdreich bzw. durch Abziehen von Flüssigkeit von dem Erdreich vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des einen oder anderen Biodegradations-Behandlungsabschnittes und bei Konsistenz-Einstellung von dem zu behandelnden Erdreich abgezogenes Wasser nach Beseitigung von eventuell mitgeführten Kontaminierungen in Behandlungsabschnitten mit Wasserbedarf dem zu behandelnden Erdreich mit oder ohne Zugabe von Behandlungsstoffen und/oder Mikroorganis men wieder zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Biodegradationsanlage, ins besondere auf dem zu behandelnden Erdreich niedergegan genes Regenwasser aufgefangen bzw. von dem zu behandelnden Erdreich abgezogen und nach Beseitigung von eventuell mitgeführten Kontaminierungen in Behandlungsabschnitten mit Wasserbedarf dem zu behandelnden Erdreich mit oder ohne Zugabe von Behandlungsstoffen und/oder Mikroorga nismen zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Beginn jedes einzelnen Biode gradations-Behandlungsabschnittes in das Erdreich einge führten Mikroorganismen der dafür vorgesehenen Art während des Ablaufs des jeweiligen Biodegradations-Behandlungs abschnittes nachdosiert und/oder durch Zugabe von Mikro organismen anderer Art und/oder anderer Spezies ergänzt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Consortien von in anaerober Biodegradation synergistisch zusammenwirkenden Mikroorganismen vor und ggf. auch ergänzend während der anaeroben Behandlung unter Luftab schluß in das Erdreich eingeführt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroorganismen für anaerobe Behandlung unter Anwendung von Inertgas in das Erdreich eingebracht und in diesem verteilt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch den Einsatz von Methan erzeugenden Bakterien in Abschnitten anaerober Biodegradations-Behandlung.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch den Einsatz von chemoautotrophen Bakterien in Zusammenwirken mit anderen Organismen zum Ingangsetzen von Schwefel-, Stickstoff- und Eisenzyklen in Abschnitten anaerober Biogradations-Behandlung.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während der Biodegradation entstehende brennbare Gase aufgefangen und zur Erzeugung von während der Biodegradations-Behandlung dem zu behandelnden Erd reich zuzuführender Energie benutzt werden.

13. Anlage zur kombinierten Biodegradationsbehandlung von mit organischen Verunreinigungen und/oder anderen Xenobiotica kontaminiertem Erdreich im Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlammbehandlungsbecken (11) und ein mit mindestens einer Bodenplatte belegter Behandlungstrakt (12) für aerobe Biodegradationsbehandlung des Erdreichs nebeneinander angeordnet sind, wobei das Schlammbehandlungs becken (. . .) an seinem Boden und an seiner Umfangswand flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, während in der im übrigen flüssigkeitsdichten Bodenplatte (13) mit im Platteninneren vorgesehenen Kanälen (. . .) in Ver bindung stehende poröse Plattenbereiche (16) vorgesehen und die im Platteninneren vorgesehenen Kanäle an Ein richtungen zum Abführen von Flüssigkeit und/oder Zuführen von gasförmigen Medien verbunden sind, und daß Einrich tungen (14) zum Überführen des zu behandelnden Erdreichs vom Schlammbehandlungsbecken (11) zum Behandlungstrakt (11) und/oder umgekehrt sowie am Schlammbehandlungsbecken (11) und/oder dem Behandlungstrakt (12) beweglichen Behandlungseinrichtungen (22, 110) für das Erdreich angeord net sind.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlammbehandlungsbecken (11) und der Behandlungs trakt (12) für aerobe Biodegradationsbehandlung zu beiden Seiten einer Führungsbahn einer oder mehrerer Überführungsvorrichtungen (14) für das Erdreich an geordnet sind.

15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlammbehandlungsbecken (11) und der Behandlungs trakt für aerobe Biodegradationsbehandlung in ihrer Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind und im wesent lichen gleiche Länge aufweisen, die dazwischen vorge sehene Führungsbahn (15) sich über diese Länge erstreckt und die porösen Plattenbereiche (16) als sich über die Länge des Behandlungstraktes (12) erstreckende, zur Führungsbahn und zueinander parallele Streifen ausge bildet sind.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, daß oberhalb des Schlammbehandlungsbeckens (11) und des Behandlungstraktes (12) für aerobe Bio degradationsbehandlung zur Bildung getrennter verschließ barer Räume (. . .) anbringbare oder angebrachte Abdeckungen (45) vorgesehen sind.

17. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens eine entlang der Führungsbahn (15) bewegbare, mit sich quer zum Schlammbehandlungsbecken (11) und zum Behandlungstrakt (12) erstreckenden Fördereinrichtungen für Schlamm und/oder körniges Erdreich ausgestattete Fördervorrichtung (14) vorgesehen ist, deren Förderrichtung wählbar ist.

18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtungen bezüglich der Länge ihrer Quererstreckung über den Behandlungstrakt (12) für aerobe Biodegradations behandlung einstellbar bzw. verstellbar sind.

19. Anlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß an das über dem Schlammbehandlungsbecken (11) liegende Ende der Fördereinrichtungen (14) ansetzbare Schlammauf nahmeeinrichtungen (24) und/oder an das über dem Behandlungs trakt (12) für aerobe Biodegradationsbehandlung liegende Ende der Fördereinrichtungen (14) ansetzbare Erdreich- Aufnahmeeinrichtungen (25) vorgesehen sind.

20. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekenn zeichnet, daß über dem Schlammbehandlungsbecken (11) ein stellbare oder eingestellte Inokulationseinrichtungen für Mikroorganismen in den Schlamm vorgesehen sind.

21. Anlage nach Anspruch 20, gekennzeichnet, durch eine Inokulationseinrichtung (14) für Mikroorganismen in den Schlamm, die ein lanzenartig in den Schlamm einführbares Rohr und eine an dieses Rohr angesetzte oder ansetzbare, mit kompri miertem Inertgas arbeitende Einschießvorrichtung (34) für die Mikroorganismen enthaltende, zerstörbare Ampullen (36) enthält.

22. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschießvorrichtung (34) eine vor dem Rohr einstellbare Lochscheibe (37) zum Einsetzen der mit Mikroorganismen und ggf. zusätzlichem Nährmaterial für die Mikroorganismen gefüllten Ampullen und eine Einstoßvorrichtung (35) für die durch Einstellen der Lochscheibe (37) jeweils gewählte Ampulle (36) in das Rohr enthält.

23. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die Inokulationseinrichtung (14) für Mikroorganismen auf einem über die Oberfläche des Schlamm behandlungsbeckens (11) verstellbaren Schlitten (22) angebracht ist.

24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (22) mittels einer Schleppvorrichtung (21) von den Beckenrändern (. . .) her an die gewünschten Stellen einstellbar ist.

25. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine an ihrer Unterseite mit einer festen, gegen Wasser und Gas dichten Schicht ausgestattete Bodenplatte (13) an ihrer Oberseite mit Längskanälen (17) versehen ist, in welchen poröse Körper (16) unter Bildung von je mindestens einem freien kanalartigen Längsdurchlauf (18) pro Längskanal (17) angebracht sind, wobei diese Längs kanäle zur Bildung eines Gefälles nach einem Seitenrand (. . .) der Bodenplatte (13) hin ausgebildet sind oder die Bodenplatte (13) zur Bildung eines solchen Gefälles verlegbar ist.

26. Anlage nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch über die und längs der Bodenplatte (13) verfahrbaren Behand lungswagen (110) mit Einrichtungen (115-120) zum Zuführen von Wasser, Mikroorganismen und Nährstoffen für die Mikroorganismen.

27. Anlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungswagen (110) sich brückenartig über die Breite der Bodenplatte (13) erstreckt und an jeder Seite ein Fahrwerk (. . .) aufweist, das auf an den seitlichen Rändern der Bodenplatte (13) vorge sehenen Führungen (. . .) läuft.

28. Anlage nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungswagen (110) mit Vorschubeinrichtungen (133) ausgestattet ist, die auf gewünschte Vorschubrate des Behandlungswagens (110) längs der Bodenplatte (13) eingestellt oder einstellbar sind.

29. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtungen (. . .) in den Behandlungswagen (. . .) selbst eingebaut sind.

30. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtungen (. . .) ortsfest zur Bodenplatte (. . .) angebracht und über Zugelemente, beispielsweise Seile, mit den Behandlungswagen (. . .) verbunden sind.

31. Anlage nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungswagen (110) mit Vorrichtungen (112) zur mechanischen Bearbeitung der auf der Bodenplatte (13) ausgebreiteten Erdreich- Lage (131) versehen ist, die ständig an den Behandlungs wagen (110) angebaut oder zeitweilig anbaubar sind.

32. Anlage nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (13) mit erhöhten Seitenrand-Streifen (15) ausgebildet ist, die an der Oberseite als Führungsbahnen für die Fahrwerke des Behandlungswagens ausgebildet sind oder solche Führungsbahnen, beispielsweise Führungsschienen tragen.

33. Anlage nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungswagen (110) in Art eines sich über die Breite der Bodenplatte (13) erstreckenden, längs der Bodenplatte (13) fahrbaren, leichten Gerüstes, vorzugsweise Rohrgerüstes ausgebildet ist.

34. Anlage nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch ge kennzeichnet, daß dem Behandlungswagen (. . .) stationäre Reservoirs (. . .) für Wasser, Nährlösung und Flüssigkeit mit Mikroorganismen sowie stationäre Pumpen (. . .) und von diesen zum Behandlungswagen (. . .) führende Schlauchleitungen (. . .) zugeordnet sind.

35. Anlage nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch ein über die Bodenplatte (13) verfahrbares Erdreich-Durchwirbe lungsgerät (110), das unterhalb einer eine Bearbeitungs kammer (121) überdeckenden Gehäusewand (114) mindestens ein rotierendes und das Erdreich aufwirbelndes Bodenfräs werkzeug (112) und in der Gehäusewand angebrachte, in die Bearbeitungskammer (121) gerichtete Düsen (120) zum Einspritzen von Wasser, Nährlösung oder Nährdispersion und Mikroorganismen enthält.

36. Anlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdreich-Durchwirbelungsgerät in Art eines Mieten- Umsetzgerätes eine Gehäusewand aufweist, die am Einlaß zur Behandlungskammer (121) in Art eines Einlaßtrichters (138) und am Auslaß von der Behandlungskammer (121) als Mieten-Formwand (139) ausgebildet ist.

37. Anlage nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlungskammer (121) oder in deren Einlaß bereich eine in das zu behandelnde Erdreich (61) greifende Feuchtigkeits-Meßsonde (122) angebracht ist, die mit einer Mengen-Steuerungsvorrichtung (123) für die Wasserquelle verbunden ist.

38. Anlage nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeits-Meßsonde (122) scheibenartig, vorzugs weise als rotierende Scheibe, ausgebildet ist.

39. Anlage nach einem der Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekenn zeichnet, daß das Erdreich-Durchwirbelungsgerät (110) ein mit Zapfwelle (136) ausgestattetes Zuggerät (133) und ein an das Zuggerät anhängbares und mit dem Antrieb für das Bodenfräswerkzeug (112) an die Zapfwelle (136) anschließbares Bearbeitungsgerät sowie Reservoire für Wasser, Nährlösung oder Nährdispersion und Mikro organismen und Zuführungsleistungen und Steuerventile (125 bis 127) zum Zuführen des Wassers, der Nährlösung bzw. Nährdispersion der Mikroorganismen von den Reservoiren (128 bis 130) zu den in der Gehäusewand des Bearbeitungsgerätes (110) angebrachten Düsen (120) enthält.

40. Anlage nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Reservoire (128 bis 130) für Wasser, Nährlösung oder Nährdispersion und Mikroorganismen auf dem Zuggerät angebracht sind.

41. Anlage nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf dem Bearbeitungsgerät (110) angebrachte Mischpumpe (117) für Wasser, Nährlösung oder Nähr dispersion und Mikroorganismen vorgesehen ist, deren Saug stutzen mit den Zuführleitungen für Wasser, Nährlösung oder Nährdispersion und Mikroorganismen und deren Druck stutzen mit einer zu den Druckdüsen (120) führenden Verteiler-Druckleitung verbunden ist.