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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Thermische In-situ-Sanierungsverfahren - Verfahrensprinzipien und Anwendungsbeispiele"

Thermische In-situ-Sanierungsverfahren zählen zu den physikalischen Sanierungsverfahren und basieren im Wesentlichen alle darauf, dass durch den gezielten Eintrag von Energie (Wärme) in den Untergrund die Schadstoffe vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergehen. Der Dampfdruck und damit die Verflüchtigung von Flüssigkeiten nehmen mit steigender Temperatur exponentiell zu. Der entscheidende Effekt ist die sogenannte Wasserdampfdestillation. In einem Gemisch aus Wasser und Schadstoff(en) beginnen die Schadstoffe bereits bei Erreichen der Gemischsiedetemperatur, die unterhalb der Siedetemperatur für Wasser (100ºC bei Atmosphärendruck) liegt, vollständig zu verdampfen. Zum Beispiel liegt die Gemischsiedetemperatur (auch eutektische Temperatur genannt) des Schadstoffs PCE in Wasser (d.h. auch Bodenwasser in der UZ) bei ca. 87ºC. Dies bedeutet, dass bei Erreichen dieser Temperatur im Boden (Grundwasser) PCE vollständig verdampft, obwohl sein Siedepunkt als Einzelsubstanz bei 121ºC liegt. Im Gegensatz zu allen anderen In-situ-Sanierungsverfahren, seien es physikalische, chemische oder biologische Verfahren, beeinflussen die Heterogenitäten des Untergrundes (Wechsellagen mit unterschiedlichen Durchlässigkeiten etc.) die Wirkungsweise der thermischen Verfahren nicht. Im Gegenteil sie führen in manchen Fällen sogar zu einer Verbesserung. Die Wärmausbreitung ist nahezu unabhängig von der hydraulischen Durchlässigkeit und erfolgt "integral" und nahezu homogen über Schichtgrenzen hinweg. Zur Erwärmung des Untergrunds können verschieden thermische Verfahren eingesetzt werden. (Satt-)Dampf-Luft-Injektion (DLI), Feste Wärmequellen, elektrisch betrieben (z.B.: THERIS) oder mit heißer Luft, elektrisches Widerstandsheizen (z.B. Six Phase Heating) oder HF-Heizen (Hochfrequenz, Radiofrequenz). Je nach Verfahren erfolgt der Energieeintrag entweder konvek-tiv und/oder konduktiv oder die Wärme wird direkt im Boden z.B. durch ohmsche oder di-elektrische Erwärmung erzeugt. Bestandteil aller thermischen In-situ-Sanierungsverfahren ist immer eine Boden-Luft(Gas)absaugung (BLA) und eine entsprechende Aufbereitungs/Reinigungs-Technik on site für die abgesaugte Luft. In vielen Fällen ist eine begleitende Grundwassersicherung erforderlich.