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7.12 Pilothafte In-situ-Sanierung eines BTEX-Schadens … · 7.12 Pilothafte In-situ-Sanierung...

Date post:14-Aug-2018
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  • 7.12 Pilothafte In-situ-Sanierung eines BTEX-Schadens mit dem TUBA-Verfahren beim Heiz- und ehemaligen Gaswerk PlauenThermally enhanced in situ remediation of a BTEX contamination at a formergas works site

    Beteiligte Mitarbeiter: R. Schmidt, H.-P. Koschitzky, C. Betz, A. FrberZeitrahmen: 1999 - 2000Auftraggeber / Finanzierung: Auftraggeber: Zblin Umwelttechnik GmbH, Stuttgart

    Abstract: The unsatured zone below the tanking area of a former gas works was contaminated withBTEX. This contamination was remediated with the innovative thermally enhanced soil vapourextraction technology TUBA by injecting steam into the subsurface and vaporizing the contaminants.

    Problemstellung: Am Standort Plauen wurde von 1910 bis 1976 ein Gaswerk betrieben, auf dessenGelnde infolge von Betankungsverlusten whrend der gesamten Betriebszeit der Untergrund bis zumGrundwasserstauer mit BTEX-Aromaten verunreinigt wurde, so dass eine akute Gefhrdung fr dendirekt angrenzenden Vorfluter bestand. Der extrem heterogene Untergrund besteht aus einer ca. 2,4 mmchtigen anthropogenen Auffllung (Schotter und Grobkies mit schluffigen Anteilen), die von einerSchluffschicht mit sandigen und tonigen Einlagerungen mit einer Mchtigkeit von 2 m unterlagertwird. Darunter schlieen sich kiesige Ablagerungen (Grundwasserleiter) an. Das Gelnde war miteiner Asphaltschicht abgedeckt.

    Der Grundwasserstauer liegtbei einer Tiefe von ca. 6 m, derGrundwasserspiegel ca. 2,85 munter GOK. Die Hauptkontami-nation mit maximalen BTEX-Konzentrationen von bis zu 2,9g/kg liegt in Tiefenlagen von2 , 4 b i s 4 , 4 m i n d e rSchluffschicht. Der schemati-sche geologische und techni-sche Aufbau ist in Abb. 1 dar-gestellt. Auf Grundlage des erkundetenkontaminierten Bodenvolumensund der mittleren BTEX-Bo-denkonzentrationen wurde diesich im Untergrund befindlicheSchadstoffmasse auf ca. 130 kggeschtzt.

    Abb. 1: Vertikaler Schnitt durch das Sanierungsfeld und prinzi-pielle Anlagenkomponenten des TUBA-Verfahrens

    Sanierungsdurchfhrung: Um den stark kontaminierten Bereich wurden insgesamt acht Dampfin-jektionsbrunnen (I1bis I8) angeordnet, die in der stark belasteten Schluffschicht verfiltert sind und indie Dampf vom naheliegenden Heizkraftwerk injiziert wurde. ber zwei Extraktionsbrunnen (Ex1 undEx2) wurde die Bodenluft und verdampfter Schadstoff abgesaugt, durch einen Kondensator und berAktivkohle geleitet. Mit einem speziell entwickelten Flssigphasenextraktionssystem konnte eventuellin den Extraktionsbrunnen anfallende heie Schadstoffphase abgepumpt werden. Die Anlage war mitden erforderlichen Sicherheitseinrichtungen ausgestattet und konnte vollautomatisch betriebenwerden. ber Temperaturlanzen wurden die Temperaturen im Boden an 96 Stellen tiefenorientiertgemessen. Messtechnisch erfat wurden auerdem alle fr den Betrieb wichtigen Temperaturen,Drcke und Durchflsse. Zur Bilanzierung der extrahierten Schadstoffmasse wurden in den ver-schiedenen Austragspfaden Gas- und wssrige Proben entnommen und analysiert.

  • Universitt Stuttgart - Institut fr Wasserbau - Lehrstuhl fr Hydraulik und Grundwasser - Prof. Dr. h.c. H. Kobus PhD

    Ergebnisse: Whrend der zeitlich vorgeschalteten kalten Bodenluftabsaugung (BLA) wurden inder abgesaugten Bodenluft geringe BTEX Konzentrationen zwischen 0,07 mg/m3 und 50 mg/m3gemessen (Abb. 2). Vor Inbetriebnahme der Dampfinjektion wurden durch den 31 Tage dauerndenkalten Bodenluftabsaugung nur ca. 250 g BTEX ausgetragen.

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    BTEX GesamtmasseBTEX Masse flssigBTEX Konzentration

    9 19 290

    Zeit [Tage Dampfinjektion]

    26.1

    0.98

    26.1

    1.98

    22.1

    2.98

    26.0

    1.99

    Kalte Bodenluftab-saugung (Phase I)

    Dampfinjektion(Phase II)

    Bodenluftabsaugung ausEx1 und Ex2 (Phase III)

    Bodenluftabsaugungaus Inj.-pegeln (Phase III)

    Abb. 2: BTEX-Konzentrationen und Massenaustrag whrend der verschiedenen Betriebsphasen

    Der Wrmeeintrag fhrte hingegen zu einerraschen und starken Erhhung der BTEXKonzentrationen von anfangs 10 mg/m3 aufden Spitzenwert von 1950 mg/m3 in der ab-gesaugten Bodenluft. Aus den Bodenluftkon-zentrationen und dem abgesaugten Volumen-strom konnte der zeitliche Massenaustragberechnet werden (Abb. 2).Die Kosten der thermisch untersttzten Bo-denluftabsaugung durch Dampfinjektion(TUBA) beliefen sich auf insgesamt 264.000DM. Die spezifischen Kosten pro Tonne ge-reinigten Bodens sind mit 242 DM in diesemFall im Vergleich zur kalten Bodenluftabsau-gung deutlich geringer (Abb. 3). Abb. 3: Kostenvergleich Dampfinjektion - kalte BLA

    Verffentlichungen: Bretschneider, T., Frber, A., Koschitzky, H.P., Schmidt, R., 2000: Innovative Technologien zur In-situ-Sanierung:

    Thermisch untersttzte Bodenluftabsaugung durch Dampfinjektion,Fachkongre Energie und Umwelt 2000, 29. -30. Mrz 2000, Freiberg, BRD.

    Schmidt, R., Koschitzky, H.-P., 1999: Pilothafte Sanierung eines BTEX-Schadens an einem ehemaligen Gaswerksstandortmit der thermisch untersttzten Bodenluftabsaugung (TUBA) durch Dampfinjektion, Wiss. Bericht WB 99/5 (HG262), Institut fr Wasserbau, Universitt Stuttgart.

    Schmidt, R., Koschitzky, H.-P., 2000: Pilot-scale study of steam enhanced soil vapour extraction at a BTEX site. Lecturegroup Environmental Technology, Achema 2000, Frankfurt am Main, 22.-27.05.2000.

    Koschitzky, H.-P.; Schmidt, R.; Theurer, T.; Winkler, A.; Frber, A.: In-situ remediation of the unsaturated zone by steaminjection: results of pilot studies, International congress Implementation of In-Situ Remediation Techniques, Utrecht,October 9-10, 2000, p. 111-114

    Winkler, A., Koschitzky, H.-P., Weiske, A., Gropper, H., 2001: Statusbericht "Thermische In-situ-Sanierungs-technolo-gien", Arbeitskreis Innovative Erkundungs-, Sanierungs- und berwachungsmethoden, Schriftenreihe desaltlastenforums Baden-Wrttemberg e.V., Heft 4, Schweizerbartsche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart

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