Sie übernehmen mehrere Funktionen im Bohrprozess, darunter die Reinigung des Bohrlochs, die Kühlung der Werkzeuge, die Stabilisierung der Bohrlochwand sowie die Reduzierung der Reibung zwischen Bohrstrang und Gestein. In der Regel bestehen sie aus Wasser, Bentonit und mineralischen Bestandteilen. Zur Einstellung spezifischer Eigenschaften werden weitere Additive zugesetzt.
Nach Abschluss der Bohrarbeiten fallen erhebliche Mengen gebrauchter Bohrspülungen an. Aufgrund veränderter physikalischer Eigenschaften ist eine direkte Wiederverwendung in der Regel nicht möglich. Gleichzeitig erschwert die stabile Suspension eine natürliche Entmischung. Eine Deponierung ohne Vorbehandlung scheidet wegen des hohen Flüssigkeitsanteils aus deponietechnischen Gründen aus. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Aufbereitung von Bohrspülungen als Beitrag zur Kreislaufwirtschaft an Bedeutung.
Die GRAALMANN GmbH mit Sitz in Leer ist auf die Verarbeitung mineralischer Abfälle spezialisiert. Dazu zählen auch Bohrspülungen aus Süßwasserbohrungen mit dem Abfallschlüssel AVV 01 05 04. Das Unternehmen hat ein Recyclingsystem des Geschäftsbereichs INFRATEC der BIBKOR GmbH implementiert, das auf eine jährliche Inputmenge von 10.000 Tonnen ausgelegt ist und die gleichzeitige Anlieferung durch zwei Fahrzeuge ermöglicht.
Vor der Inbetriebnahme der Anlage erfolgte die Behandlung der Bohrspülungen überwiegend durch natürliche Entwässerung in Poldern. Die Volumenreduzierung war dabei von Witterungseinflüssen abhängig. Begrenzte Flächenkapazitäten und schwankende Durchsätze erschwerten eine kontinuierliche Annahmeplanung und eine konstante Behandlungsqualität.
Das installierte Recyclingsystem ist als vierstufiges Verfahren ausgelegt und umfasst Materialaufgabe, mechanisches Materialrecycling, Feinteilabscheidung sowie Prozesswasserrecycling. Ziel ist die Volumenreduzierung durch Wasserabtrennung, die Rückgewinnung mineralischer Bestandteile als Sekundärrohstoffe, die Erzeugung stichfester Feststoffe sowie die Kreislaufführung des Prozesswassers.
In der ersten Prozessstufe wird die angelieferte Bohrspülung über einen Aufgabetrichter in einen Dosierpuffer eingebracht. Dieser dient der Entkopplung von Anlieferung und Aufbereitung und sorgt für eine gleichmäßige Beschickung der Recyclinganlage. Überschüssiges Wasser wird im freien Gefälle weitergeleitet.
Die zweite Prozessstufe umfasst das mechanische Materialrecycling. In einer Vorwaschkammer wird die Suspension in einem Wasserbad durch eine rotierende Spirale bewegt und entmischt. Mineralische Bestandteile mit einer Korngröße größer als 250 Mikrometer werden über ein Becherwerk in eine Hauptwaschkammer überführt und dort erneut im Gegenstromprinzip gewaschen. Anschließend erfolgt eine Teilentwässerung über einen Wendelförderer. Das abgeleitete Prozesswasser wird in einem Zwischenpuffer mit Rührwerk homogenisiert, um Sedimentation zu vermeiden.
In der dritten Stufe wird das Prozesswasser einer Feinteilabscheidung unterzogen. Ziel ist die Abtrennung von Partikeln größer als 63 Mikrometer. Durch diese Vorentlastung werden zusätzliche mineralische Fraktionen zurückgewonnen und der Bedarf an Fällungs- und Flockungsmitteln in der nachgeschalteten Wasseraufbereitung reduziert. Gleichzeitig verringert sich der Verschleiß in der Zentrifuge.
Die vierte Prozessstufe dient dem Prozesswasserrecycling. Das konditionierte Wasser wird einer Zentrifuge zugeführt, in der verbleibende Feststoffe abgeschieden werden. Der entwässerte Feststoff wird stofflich verwertet. Das anfallende Zentrat wird in den Anlagenkreislauf zurückgeführt und als Brauchwasser eingesetzt. Überschüssiges Wasser wird nach Analytik und Freigabe abgeleitet.
Aus dem Recyclingprozess resultieren drei Materialströme. Die mineralische Fraktion größer als 63 Mikrometer wird als eignungsgeprüfter Baustoff vermarktet und steht als Sekundärrohstoff zur Verfügung. Das aufbereitete Wasser verbleibt im Kreislauf. Der Feinanteil kleiner oder gleich 63 Mikrometer wird derzeit stofflich verwertet, weitere Nutzungsmöglichkeiten werden geprüft.
Seit der Inbetriebnahme wurden Anlagenparameter und Betriebsmittelverbräuche optimiert. Nach Angaben des Betreibers zeichnet sich ab, dass die ursprünglich projektierte Jahreskapazität überschritten wird.
Neben der dargestellten Komplettlösung ist das System auch als Teillösung realisierbar. In diesem Fall entfallen die Wasch- und Feinteilabscheidungsstufen. Stattdessen erfolgt eine Siebung mit einem Trennschnitt von 250 Mikrometern. Das zurückgewonnene Material weist dabei eine geringere Qualität auf, da eine Waschstufe fehlt. Die reduzierte Anlagenausführung geht mit geringeren Investitionskosten einher und eignet sich für geringere Inputmengen oder Anwendungen mit geringeren Anforderungen an die Mineralqualität.
