BIBKO® INFRATEC - Recycling von Bohrspülung
GRAALMANN GmbH in Leer investiert in eigenes Recyclingsystem
entleerung von Bohrspülung aus SilofahrzeugBohrspülungen sind Flüssigkeiten, die bei der Verfüllung und Verpressung von Hohlräumen, sowie bei Horizontal- und Geothermiebohrun-gen eingesetzt werden. Neben der Reinigung des Bohrlochs werden durch die Bohrspülung zusätzlich die Bohrwerkzeuge gekühlt, die Bohrlochwand stabilisiert und die Reibung zwischen Bohrstrang und Gestein reduziert.
Bohrspülungen sind zunächst ein Gemisch aus Wasser, Bentonit und Mineralien. Zur Steuerung der Eigenschaften werden diesem weitere Stoffe hinzugegeben.
Durch die vielseitigen Einsatzfälle entstehen große Mengen von gebrauchten Bohrspülungen, die ihre bautechnisch relevanten Eigenschaften verloren haben. Die weitere Verwendung ist nicht mehr möglich, sodass diese entsorgt werden müssen. Da diese jedoch stabil sind und sich nicht oder nur sehr langsam selbständig entmischen, ist die Entsorgung schwierig. Die Entsorgung auf Deponien ist aufgrund des hohen Flüssigkeitsanteils ohne vorhergehende Behandlung aus deponiebau-technischen Gründen nicht möglich.
| GRAALMANN GmbH - Ein Unternehmen mit Ideen
Umweltschutz, Rechtssicherheit und Nachhaltigkeit sind bei der GRAALMANN GmbH in Leer die Eckpfeiler einer verantwortungsvollen Entsorgung und Logistik. Gegründet 1999, ist die GRAALMANN GmbH heute Spezialist in der fachgerechten Verarbeitung von mineralischen Abfällen, wie beispielsweise Bohrspülungen. |
Entnahme von recycelten Mineralstoffen nach RecyclingprozessRecyclingsystem für Bohrspülung - Baustein zur Umsetzung der Firmenstrategie
Vor der Installation des BIBKO® INFRATEC-Recyclingsystems bestand die Aufbereitung von Bohrspülung im Wesentlichen darin, die angelieferte Bohrspülung in großen Poldern zu puffern. Die Entwässerung bzw. Volumenreduzierung erfolgte durch Wind und Sonne. Zur weiteren Entwässerung wurde das teilentwässerte Material zusätzlich mehrmals im Jahr mit Baggern umgesetzt.
Grenzen des ursprünglichen Systems
Die Nutzung von Wind und Sonne bei der Entwässerung bzw. Volumenreduzierung hatte prinzipiell zwar den Vorteil, dass nur erneuer-bare Energien zum Einsatz kamen.
Hieraus ergaben sich allerdings auch Abhängigkeiten, durch die der Durchsatz und damit die verarbeitbare Abfallmenge und -qualität beeinflusst wurde. Des Weiteren standen Entwässerungsflächen nur in begrenztem Umfang zur Verfügung. Eine kontinuierliche Verarbeitung sowie eine sichere Planung, insb. auch der Annahmemengen, war somit nur bedingt möglich.
Bei der Firma GRAALMANN wurde daher die Entscheidung getroffen, in eine Komplettlösung für das Recycling von Bohrspülung zu investieren. Hierzu wurde die Fa. BIBKO®, Geschäftsbereich INFRATEC beauftragt, ein entsprechendes Recyclingsystem zu konzipieren. Dieses Recyclingsystem ist inzwischen seit mehreren Monaten erfolgreich in Betrieb.
PolderAnlagenparameter
Für die Konzeptionierung des Recyclingsystems wurden folgende Parameter zugrunde gelegt.
- Abfalltyp: Abfälle aus Süßwasserbohrungen (Bohrspülung)
- Abfallschlüssel: AVV 01 05 04
- Zusammensetzung: variabel (abhängig von Region)
- Inputmenge: 10.000 t/Jahr
- Materialaufgabe: 2 Fahrzeuge gleichzeitig
Die integrierte, 4-stufige Recyclinglösung
Auf Basis der Anlagenparameter wurde das Recyclingsystem als 4-stufige Recyclinglösung vorgesehen:
Prozesstufe 1: Materialaufgabe
Prozesstufe 2: Materialrecycling
Prozesstufe 3: Feinteilabscheidung
Prozesstufe 4: Prozesswasserrecycling
Gleichzeitige Materialaufgabe durch zwei FahrzeugeZiel des Recyclingsystems sind insbesondere folgende Punkte:
- Volumenreduzierung durch Abscheidung des Wasseranteils
- Rückgewinnung der enthaltenen Mineralien (Sand) als Sekundärrohstoff
- Rückgewinnung des verbleibenden Feststoffs in stichfester Form
- Rückgewinnung des Wasseranteils
Prozessstufe 1: Materialaufgabe
Die Bohrspülung aus den Fahrzeugen wird zu-nächst über einen Aufgabetrichter dem Dosierpuffer zugeführt. Dort wird die Bohrspülung gepuffert und anschließend kontinuierlich in die Recyclinganlage (Prozessstufe 2) transportiert. Überschusswasser gelangt in freiem Gefälle direkt vom Dosierpuffer in die Recyclinganlage.
Der Dosierpuffer entkoppelt somit die Materialaufgabe und das Materialrecycling und gleicht dadurch Spitzen und schwankende Volumenströme bei der Materialaufgabe aus. Durch die kontinuierliche Materialzugabe in die Recyclinganlage ist ein konstanter Trenn-schnitt sichergestellt.
Dosierpuffer (rechts) mit Recyclinganlage (links)Prozessstufe 2: Materialrecycling
In der Recyclinganlage gelangt die Bohrspülung zunächst in die Vorwaschkammer. In dieser befindet sich ein Wasserbad. Eine rotier-ende Spirale fördert die Bohrspülung durch das Wasserbad und entmischt diese hierbei. Gleichzeitig wird die Kammer im Gegenstromprinzip mit Wasser durchströmt. Dabei wer-den die Mineralien ≤250 µm ausgewaschen und zusammen mit dem überschüssigen Prozesswasser aus der Anlage abgeleitet.
Die vorgewaschenen Mineralien >250 µm wer-den über ein Becherwerk aus der Vorwaschkammer entnommen und in die Hauptwaschkammer geführt. Dort findet, ähnlich wie in der Vorwaschkammer, der Hauptwaschprozess statt, bei dem die Mineralien erneut mechanisch durch ein Wasserbad gefördert werden. Um ein optimales Waschergebnis zu erzielen, wird auch hier die Kammer im Gegenstromprinzip mit Wasser durchströmt.
Ein zweites Becherwerk entnimmt die gewaschenen Mineralien aus der Hauptwaschkammer und führt diese dem Wendelförderer zu. Über diesen Förderer wird das Material teilentwässert und in die Materialbox gefördert.
Das abgeleitete Prozesswasser gelangt in einen Zwischenpuffer. In diesem befindet sich ein Rührwerk, um die Feststoffe in Schwebe zu halten und somit eine Sedimentation zu verhindern.
Mineralien >63 µm - eignungsgeprüfter Baustoff
Prozessstufe 3: Feinteilabscheidung
Um den Anteil an Mineralien ≤250 µm im Prozesswasser weiter zu reduzieren, wird das Prozesswasser im nächsten Schritt der Feinteilabscheidung zugeführt. Dort erfolgt die Abtrennung der enthaltenen Bestandteile >63 µm.
Durch die Reduzierung werden einerseits zusätzlich Mineralien zurückgewonnen, andererseits wird die erforderliche Zugabe von Fällungs- und Flockungsmittel für die Aufbereitung und Rückgewinnung des Wasseranteils reduziert.
Zusätzlich reduziert die geringere Mineralfracht im Prozesswasser den Verschleiß bei der Aufbereitung (Prozessstufe 4).
Aus der Feinteilabscheidung gelangt das verbleibende Prozesswasser mit Mineralien ≤63 µm in einen weiteren Zwischenpuffer mit Rührwerk.
Prozessstufe 4: Prozesswasserrecycling
Aus diesem zweiten Zwischenpuffer wird die Zentrifuge über eine Beschickungspumpe beschickt. Dabei wird das Prozesswasser durch die Zugabe von Fällungs- und Flockungsmittel konditioniert.
In der Zentrifuge werden die Feststoffe abgeschieden und in eine Materialbox ausgetragen. Dieser Feststoff wird entsorgt (stoffliche Verwertung).
Das entstehende Zentrat (recyceltes Wasser) gelangt in ein weiteres Becken und wird im Kreislauf für den Recyclingprozess in der Recyclinganlage sowie als Brauchwasser verwendet. Überschußwasser wird nach Analyse und Freigabe abgeleitet.
Bohrspülung (Input) I Zentrat (Output)
Materialströme und Verwertung
Aus dem oben beschriebenen Recyclingprozess ergeben sich insgesamt drei Material-ströme.
» Mineralien >63 µm aus Recyclinganlage
» Feststoff ≤63 µm aus Zentrifuge
» Zentrat aus Zentrifuge
Eignungsgeprüfter Baustoff
Aufgrund der guten Qualität der recycelten Mineralien >63 µm, können diese als eignungsgeprüfter Baustoff verkauft und als Sekundärrohstoff wiederverwendet werden. Auch das entstehende Zentrat wird für den Recyclingprozess wiederverwendet. Somit werden durch die Wiederverwendung natürliche Res-sourcen geschont und ein Beitrag zur Nachhaltigkeit geleistet.
Lediglich der Feststoff aus der Zentrifuge ≤63 µm wird noch entsorgt (stoffliche Verwertung). Mögliche weitere Verwendungsmöglichkeiten werden aktuell noch geprüft.
Rückgewinnung Mineralien - Sekundärrohstoff
Projektierte und tatsächliche Jahresmenge
Nachdem das BIBKO® INFRATEC-Recyclingsystem nun seit einiger Zeit in Betrieb ist, konnten die Einstellungen hinsichtlich Verarbeitungskapazität, Qualität der Materialströme und den Verbräuchen bei Fällungs- und Flockungsmittel kontinuierlich verbessert wer-den. Damit kann das Gesamtsystem in einem wirtschaftlich optimalen Bereich betrieben werden. Dies führt dazu, dass die projektierte Inputmenge von 10.000 t/Jahr voraussichtlich deutlich überschritten wird.
Komplettlösung – Teillösung
Bei dem oben beschriebenen Recyclingsystem handelt es sich um eine Komplettlösung, die neben Volumenreduzierung, Erzeugung von stichfestem Feststoff und Rückgewinnung des Wasseranteils, insbesondere auch die Rückgewinnung der enthaltenen Mineralien als eignungsgeprüfter Baustoff (Sekundärrohstoff) umfasst (Prozessstufe 1-4).
Geringe Mengen - Kostengünstigere Variante
Ist die Rückgewinnung der enthaltenen Mineralien nur von untergeordneter Bedeutung oder sind nur geringe Inputmengen vorhanden, kann das Recyclingsystem auch als Teillösung ausgeführt werden. In diesem Fall entfallen Prozessstufe 2: Materialrecycling und Prozessstufe 3: Feinteilabscheidung. Diese werden durch ein spezielles Sieb mit einem Trennschnitt von 250 µm ersetzt. Das zurück-gewonnene Material ist in diesem Fall nicht gewaschen und weißt daher nicht die gleichen Materialeigenschaften bzw. -qualitäten auf, als bei der Komplettlösung.
Durch den Entfall der Prozessstufe 2 und 3 sind die Investitionskosten bei dieser Lösung jedoch geringer, als bei der Komplettlösung.
| Zusammenfassung Mit dem gelieferten BIBKO® INFRATEC-Recyclingsystem, konnten die im Vorfeld festgelegten Ziele vollständig erreicht bzw. sogar übertroffen werden. Dies führt nun im täglichen Betrieb zu reduzierten Kosten und macht die Investition in das BIBKO® INFRATEC-Recyclingsystem zu einer nutzbringenden Investition in Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz bei der GRAALMANN GmbH. |