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Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung: Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung (VEGAS)

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Feasibility Study of Co-Solvent Flushing for a DNAPL-Remediation of a Dump Site
Projektleiter:Dr.-Ing. Hans-Peter Koschitzky, AD
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dipl.-Ing.(FH) Oliver Trötschler
Dr. rer.nat. Karolin Weber, M.Sc.
Projektdauer:1.9.2003 - 31.3.2004
Finanzierung:Solvay (S.A.), Brüssel
Kommentar:

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt:
In-Situ Sanierungstechnologien

Publikationen: Link

Zusammenfassung:

Im Auftrag eines großen, international tätigen Chemieunternehmens wurde eine Machbarkeitsstudie zur Sanierung des Grundwassers unter einer Ablagerungshalde für Produktionsrückstände mit hochchlorierten Kohlenwasserstoffe unter Einsatz von co-solventen Lösemittelgemischen erstellt.

Co-solvente Mischungen werden primär zur Extraktion von Schadstoffen in freier Flüssigphase eingesetzt und bewirken eine Änderung der physikalischen Eigenschaften der Schadstoffe vom DNAPL (schwerer als Wasser) zu LNAPL (leichter als Wasser). Aufgrund der Art der Schadstoffzusammensetzung wurde zunächst auf Basis einer Literaturstudie eine Vorauswahl der einzusetzenden Lösemittel getroffen. Die untersuchten Stoffe waren 2-Propanol, bzw. Aceton als primäres Lösemittel (Lösungsvermittler zu Wasser) und Dietylether, bzw. Cyclohexan als Co-Solvent (Dichtereduzierung, Lösung der Kontaminanten).

Im Rahmen von Schüttelversuchen wurden das Ternäre Phasendiagramm für drei verschiedene Lösemittelgemische (CSF-Cocktail) und Wasser bestimmt. In erweiterten Schüttelversuchen wurde für die thermodynamisch stabilsten Gemische (größtmögliches 1-Phasen-Gebiet) das Lösungsverhalten für das Schadstoffgemisch bestimmt.

Da alle untersuchten CSF-Cocktails annähernd dasselbe Löseverhalten für die Schadstoffe aufwiesen (10-15% Lösungskapazität) wurde mit Hilfe einer gewichteten Matrix unter Berücksichtigung der Kosten, sicherheitsrelevanter Aspekte, biologischer Abbaubarkeit und möglicher Aufbereitungstechniken der Schadstoff-Lösemittel-Gemische als CSF-Cocktail 2-Propanol und Cyclohexan ausgewählt.

Die Aufbereitung der extrahierten Spüllösung erfordert eine mehrstufige physikalische und thermische Aufbereitung. Über Phasentrennung, Adsorption, Filtration und Vakuum-Verdampfung erfolgt das Recycling des CSF-Cocktails. Der Hauptteil der Kontaminanten sollte nach Flüssigphasenabtrennung, bzw. im Rahmen der Regeneration der Aktivkohle thermisch verwertet werden. Der Großteil des extrahierten Wassers wird nach Durchlaufen der Sorptionsstufe biologisch aerob aufbereitet.

Die spezifischen Recycling-Kosten für den CSF-Cocktail konnten auf 700 EUR/m³ geschätzt werden. Umgelegt auf die Sanierung bedeutet dies Kosten in Höhe von 800 - 900 EUR/m³ behandelten Bodens.