LCKW-Schadensfall Sanierung mittels Hot-Water-Flushing hot water... · · 2017-11-14• 2014...
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LCKW-Schadensfall Sanierung mittels
Hot-Water-Flushing
Zusammenfassung des Hot-Water-Flushing-Pilotversuches
90°
LCKW-Schaden „Waschanstalt“
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Untergrundverhältnisse:
Rund 12 – 14 m mächtige
Sande und Kiese über verwittertem
Emschermergel
Chronologie der bisherigen Sanierungsmaßnahmen
• Anfang 1989 Feststellung eines unfallartigen LCKW-Eintrags
• 1989 – heute „Pump & Treat“
• Anfang der 1990er Jahre zusätzlich über mehrere Jahre Bodenluftsanierung, kurzzeitig kombiniert mit „In-Situ-Strippen“
• 2005ff. Überlegungen zur Optimierung der Sanierung
• 2007 Errichtung neuer Brunnen
• 2009 / 2010 Durchführung einer ISCO-Sanierung in 2 Schritten (1. Schritt 4.350 kg, 2. Schritt 1.350 kg Natriumpermanganat)
• 2011 Nacherkundung zur Erfolgskontrolle (MIP / DP)
• 2011 Injektion von Fetten und Melasse zur Initiierung eines anaeroben mikrobiellen CKW-Abbaus
• 2012/2013 „Sanierungsaudit“
• 2014 Ergänzende Standorterkundung / Ermittlung Status Quo
• 2015 Pilotversuch „Hot water flushing“
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4
Innenhof
Grundwasserfließrichtung
B
Vorfluter
Abwassertechnische AnlageWaschanstalt
Geringe LCKW-Restbelastungen in der ungesättigten Zone
Im Grundwasser gelöste LCKW
LCKW – Phase in Depressionen der Aquifersohle
Auffüllung
Sa
nd
e /
Kie
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Emschermergel (Grundwassergering – bis –nichtleiter)
LCKW-“imprägnierte“ Verwitterungsschicht des Emschermergels
Status Quo 2014 nach erneuter Standorterkundung (2)
• Nachweis von LCKW-Phase in Depressionen der Aquifersohle
• LCKW-Belastung im Grundwasser vorrangig im Grenzbereich zum Emschermergel.
• LCKW-Phasenreste auf (pools) und in (blobs) der Verwitterungsschicht des Emschermergels auf einer Fläche von ca. 1.100 m2 (mehrere 10er bis einige 100 kg LCKW)
Abstromsicherung im Rahmen Hot-Water-Flushing-Sanierung
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Innenhof der
chemischen
Reinigung
EB
SB02/07
SB03/07 LCKW seit Februar 2013 unter 20 µg/L
LCKW bei einigen wenigen 100 µg/L
Gutachterlicher Vorschlag der Sanierung der Restbelastungen: Hot-Water-Flushing -
Testfeld
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Hot-Water-Flushing-Testfeld
Temperatursensor
Heißwasser-Infiltrationsbrunnen
Ausbaumaterial des Entnahmebrunnens
Modelvorstellung derBodenbelastungen
im Bereich des Testfeldes
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Heißwasser-Infiltration
Entnahmebrunnen
LCKW-Phasenpool„Imprägnierter“ Emschermergel
Übersicht
Detail
Testfeld
Hot-Water-Flushing - Anlagentechnik
8
Anlagencontainer
DurchlauferhitzerAnlagensteuerung
Online-Zugriff
I n f i l t r a t i o n
E n t n a h m e
Hot-water-flushing-Testfeld
Hot-water-Infiltrationsbrunnen
Entnahmebrunnen
Temperatur-Messpunkte
Grundwassermessstellen
Anlagen-
Container
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LCKW-Bilanz für den Bereich desHot-Water-Flushing-Testfeldes
>>> Bilanzzeitraum 6 Monate <<<
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LCKW-
Schadstoffinventar
im Bereich des
Testfeldes
ca. 25 - 30 kg (davon ca. 5 kg
„sorbiert“)
Im Rahmen des Hot-
Water-Flushing-
Pilotversuches bis
zum Stichtag
18.02.16
„zurückgewonnene“
LCKW
ca. 18 - 20 kg
Vergleich „kaltes“ vs. „warmes“Pump & Treat „LCKW-Extraktion“
>>> Betrachtungszeitraum 6 Monate (Stichtag 18.02.2016) <<<
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ca. 20 kg ca. 3,3 kgca. 100 g/d ca. 18 g/d
Pump & Treat mit Heißwasser „Kaltes“ Pump & Treat
Rahmenbedingungen der Berechnung:
„Kaltes“ P&T
• Entnahmemenge 3.000 Liter pro Stunde
• LCKW-Konz. im Wasser 250 µg/L
• Brunnen SB02/07
„Warmes“ P&T
• Entnahmemenge 2.000 (1.000) Liter pro Stunde
• LCKW-Konz. im Wasser 2.100 µg/L
• Brunnen EB
Das „warme“ P & T ist gegenüber dem in der
Vergangenheit durchgeführten „kalten“ P & T rund 6-
fach effektiver !!!
Mobilisierungseffekt durch Errichtung der Infiltrationslanzen
12
0
50
100
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No
v 1
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Gehalte im
Gru
ndw
asser
[µg/L
]
SB 02/07 im Abstrom des Testfeldes
Tetrachlorethen Trichlorethen cis-Dichlorethen Vinylchlorid
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0,0
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0
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5
28.0
9.1
5
03.1
0.1
5
08.1
0.1
5
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0.1
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0.1
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0.1
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5
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5
27.1
2.1
5
01.0
1.1
6
06.0
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11.0
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1.1
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21.0
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6
26.0
1.1
6
31.0
1.1
6
Te
mp
era
tur
in E
B [
°C]
Su
mm
e L
CK
W in
EB
[µ
g/L
]
LCKW-Konz. im EB ohne Heißwasser-Infiltration
LCKW-Konz. im EB nach Beginn der Heißwasser-Infiltration
Temperatur-Entwicklung im EB
Temperaturentwicklung im Boden an T1.2
LCKW-Konzentration vs. Temperatur im Entnahmebrunnen
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Reaktion auf die Umstellung
der Heißwasser-Infiltration am
29.10. (I2.2 & 3.2 raus)
Verlauf nicht
vollständig
verstanden
Δ Zeit = 7 d
Ergebnisse des Hot-water-flushing-Pilotversuchs
• Sowohl durch mechanische Einwirkung (Bohrarbeiten) als auch durch die Einwirkung von heißem Wasser lassen sich LCKW in erheblichen Mengen mobilisieren.
• Ohne Maßnahmen zu Mobilisierung können mittels „kaltem“ Pump & Treat im Abstrom der rund 1.100 m2 großen, stark belasteten Fläche nur 18 g LCKW pro Tag (= 6,5 kg/Jahr) aus dem Untergrund entfernt werden.
• Aus dem rund 100 m2 großen Testfeld können aktuell dagegen rund 100 g LCKW pro Tag (rechnerisch = 37 kg/Jahr) entfernt werden.
• Das Hot-water-flushing ist folglich um einen Faktor von mindestens 6 effektiver als das „kalte“ Pump & Treat!
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Vergleich Hot-water-flushing / „kaltes“ Pump & Treat
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Hot-water-flushing „kaltes“ Pump & Treat
Zeitdauer bis zum
Sanierungsabschluss
2 Jahre (bei
sukzessivem Bearbeiten
des hoch belasteten
Bereichs)
> 10 Jahre
Personalaufwand bei
Betreiber, Gutachter,
Behörde
3 Personenjahre > 5 Personenjahre
Energieaufwand 1.000 – 1.500 MW (unter
Annahme von ca. 1 Jahr
netto Betrieb sowie tlw.
Wärmerückgewinnung)
> 900 MW (bei 10 kWh
für Pumpen /
Strippanlage)
Veräußerbarkeit als „saniert“ mit
(behördlich) tolerierten
Restbelastungen
als „in Sanierung
befindlich“ mit
unbekanntem Enddatum