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unilogo Universität Stuttgart
Institute of Hydraulic Engineering

Research: VEGAS - Research Facility for Subsurface Remediation

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Numerische Simulation der Dampfausbreitung für die Pilotsanierung eines DNAPL Schadensfalles
Project manager:Dr.-Ing. Hans-Peter Koschitzky, AD
Deputy:Dipl.-Ing.(FH) Oliver Trötschler
Research assistants:Dr.-Ing. Steffen Oliver Ochs
Duration:1.6.2005 - 30.12.2005
Project Partners:VEGAS
Comments:

This project is part of the research area:
In-Situ Remediation Technologies

Publications: Link

Abstract:

Im Zuge der industriellen Entwicklung ist es in den vergangenen Jahrzehnten zu teilweise beträchtlichen Grundwasser-und Bodenverunreinigungen mit Schadstoffen verschiedenster Art gekommen. Als besonders problematisch einzustufen sind dabei Schadensfälle mit chlorierten Kohlenwaserstoffen (CKW). Die im Allgemeinen geringe Wasserlöslichkeit, der moderate Dampfdruck und die meist ungenügende biologische Abbaubarkeit der CKW`s führen zu einer Langzeitkontamination und stellen konventionelle Sanierungsmethoden vor erhebliche Probleme. Aus diesem Grunde wurde in den letzten Jahren eine Reihe innovativer Methoden zur Sanierung solcher Schadensherde entwickelt. Eine vielversprechende Gruppe von Sanierungsmethoden stellen die thermischen / thermisch-unterstützten Verfahren dar, bei denen thermische Energie, in Form von Dampf oder durch feste Wärmequellen, in den Untergrund eingeleitet wird. Durch die Erhöhung der Temperatur und somit der Mobilität der Schadstoffe können relativ kurze Sanierungszeiträume im Vergleich zu konventionellen Verfahren realisiert werden.
Das Institut für Wasserbau wurde Ende 2004 mit der Pilotsanierung eines CKW Schadensfalls unterhalb einer ehemaligen chemischen Reinigung beauftragt. Durch die geologischen und baulichen Gegebenheiten sollte dabei die Anwendbarkeit einer thermische Sanierung mittels Dampf bzw. Dampf-Luft Injektion untersucht werden. Ziel der Pilotsanierung war dabei die Leistungsfähigkeit des Sanierungsverfahren am Standort zu demonstrieren und die standortspezifische thermische Reichweite des Verfahrens zu ermitteln. Im Vorfeld des Feldversuches wurde ein am Lehrstuhl für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung entwickeltes numerische Modell eingesetzt um die Ausbreitung der Dampffront im Untergrund zu simulieren. Der Vergleich der Simulationsergebnisse mit den gemessenen Temperaturen im Feld zeigte eine gute Übereinstimmung. Sowohl der zeitliche Verlauf der Dampffront Ausbreitung als auch die gemessene Temperaturverteilung im Untergrund wurden von dem Modell gut wiedergegeben. Die durchgeführten Simulationen demonstrieren die Prognosefähigkeit des entwickelten Modells und das Potential Pilotversuche durch numerische Untersuchungen zu ersetzen und somit Kosten einzusparen.