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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung: Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung (VEGAS)

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Machbarkeitsstudie zur Anwendung von Dampf-Luft-Injektion (DLI) an einem Standort in der Schweiz
Projektleiter:Dr.-Ing. Hans-Peter Koschitzky, AD
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dipl.-Ing.(FH) Oliver Trötschler
Dipl.-Ing. Tim Feuring
Projektdauer:1.8.2011 - 31.12.2011
Finanzierung:Kellerhals + Haefeli AG,
Amt für Wasser und Abfall, Bern, Schweiz
Kommentar:

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt:
In-Situ Sanierungstechnologien

Publikationen: Link

Zusammenfassung:

Nachdem in einer Machbarkeitsstudie die prinzipielle Eignung eines mit CKW verunreinigten Standortes in der Schweiz für die thermische In-situ Sanierungstechnik „Dampf-Luft-Injektion“ (DLI) in der gesättigten und ungesättigten Zone aufgezeigt wurde, sollten ergänzende Untersuchungen hinsichtlich der schwierigen geologischen Verhältnisse durchgeführt werden. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Beurteilung der Auswirkungen der eingelagerten bindigen Schichten und flächig eingelagerten Torfschichten auf das hydraulische und pneumatische Strömungsregime und insbesondere auf das mögliche Setzungsverhalten während einer mehrwöchigen Durchströmung mit Sattdampf. Zur Beurteilung der genannten Fragestellungen wurden im Technikum Setzungsversuche an ungestörten Bodenproben (DN150, Längen bis 2 m) vom Standort durchgeführt. Dabei wurden die in Stahlrohren gewonnenen Bodenproben in eine Versuchsperipherie integriert, die eine Dampf-Luft-Injektion im Technikumsmaßstab darstellt. Über speziell für die Hüllrohre angefertigte Säulendeckel mit integrierter Feder wurde die jeweils im Feld anzutreffende Auflast simuliert, während die Bodenprobe mit Dampf durchströmt wurde. Während der Versuche konnten zum Teil erhebliche Setzungen innerhalb weniger Tage beobachtet werden. Die Setzungen lagen im Bereich von 5 cm/m Bodenmächtigkeit in der gesättigten Zone (schluffige Schotter mit hohem organischen Anteil) und bis zu 20 cm/m in der ungesättigten Zone (Torf- und Seekreide-Lagen). Als Ursache der Setzungen konnten neben der Verfrachtung von Feinanteilen (Suffosion) aus dem Boden in die Filterkieslagen am Ausgang der Versuchssäulen primär die Lösung und der Austrag organischer Masse mit Anstieg des TOC im Kondensataustrag der Säulen in Folge der Dampfdurchströmung festgestellt werden. Durch die thermisch induzierte Zerstörung des strukturellen Aufbaus der Torfanteile konnte ein Fließen der organischen Masse mit Komprimierung des Bodenmaterials unter der Auflast und D ruckinjektion festgestellt werden. Als Fazit kann festgehalten werden, dass die Bodenmatrix torfhaltiger Böden unter Druck und Dampfdurchströmung beschädigt und teilweise vollkommen aufgelöst werden kann und dadurch ein hohes Risiko für mögliche Setzungen besteht.