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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Pilotversuch Dampf-Luft-Injektion in die gesättigte Zone zur Auslegung der thermischen In-situ-Sanierung eines CKW-Schadensfalls Stand Juni 2012"

Zur Absicherung der Anwendbarkeit und optimalen Auslegung einer thermischen In-situ-Sanierung eines CKW-Schadensfalls unter einem Gebäude unter schwierigen geologischen Verhältnissen führt VEGAS mit der Sanierungsfirma Züblin Umwelttechnik GmbH (ZUT) eine Pilotanwendung des In-situ-Sanierungsverfahrens „Dampf-Luft-Injektion“ (DLI) durch. VEGAS wurde von ZUT mit der wissenschaftliche Betreuung beauftragt. Diese umfasst die messtechnische Ausstattung und die Datenerfassung zur Bestimmung der Temperaturausbreitung im Pilotfeld, die Bestimmung der Energiemengen und Energiebilanzen sowie die Schadstoffausträge über die verschiedenen Austragspfade. Die wissenschaftliche Betreuung durch VEGAS dient der Bewertung der Anwendbarkeit von DLI im schlecht durchlässigen Untergrund, der technischen Beurteilung der Maßnahme und führt im Fall einer erfolgreichen Pilotierung zur Dimensionierung der Gesamtsanierung.

Unter dem bebauten und als Parkhaus genutzten Standort liegt eine Kontamination der ungesättigten Bodenzone, des Grundwasserwechselbereichs und primär der gesättigten Zone mit chlorierten Kohlenwasserstoffen (CKW), hauptsächlich Perchlorethen (PCE) vor. Die Pilotanwendung basiert auf der Injektion eines Dampf-Luft Gemischs unterhalb des Grundwasserwechselbereichs (7 – 9 m u. GOK, 70 kW Injektionsleistung) und an der Basis des oberen Grundwasserleiters (12 – 14 m u.GOK, 50 KW Injektionsleistung). In radialem Abstand zum Injektionsbrunnen von 2 – 6 m sind insgesamt vier Extraktionsbrunnen als Kombinationsbrunnen (für Bodenluft und Grundwasser) ausgebaut. Im Pilotfeld sind 82 Temperaturfühler auf Tiefen zwischen 1 – 14 m abgeteuft, um die radiale Dampf- und Wärmeausbreitung in zwei unterschiedlichen Höhenlagen bestimmen zu können.

Die generelle Anwendbarkeit von DLI in schlecht durchlässigen Böden konnte bereits im Technikum von VEGAS gezeigt werden (Kleinknecht, 2010). Unter den besonderen Bedingungen am Standort ist jedoch einerseits die Frage der effektiven (wirtschaftlichen) Anwendbarkeit des Verfahrens hinsichtlich der erzielbaren Dampfausbreitung und des Schadstoffaustrags zu klären. Ein weiterer Aspekt ist die Klärung möglicher Setzungen des Untergrunds in Folge der Erwärmung einer zwischen 3,5 – 5,5 m u. GOK vorliegenden Torfschicht mit einer maximalen Mächtigkeit von 1,5 m. Untersuchungen im Technikum bei VEGAS im Rahmen eines anderen Projekts „Machbarkeitsstudie zur Anwendung von Dampf-Luft-Injektion (DLI) an einem Standort in der Schweiz“ haben gezeigt, dass es zur Zersetzung des Torfgerüstes kommen kann (siehe VEG51), woraus zwangsläufig Setzungen resultieren können. Die Dauer der Dampf-Luft-Injektion soll 3 Monaten betragen, um das Pilotfeld mit einem Durchmesser von 8 m und einer Mächtigk eit von 12 m mit 50 – 120 kW Injektionsleistung auf zwei Injektionsebenen zu sanieren.