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10 Jahre Praxiserfahrung mit ISCO-GrundwassersanierungenHans-Georg Edel

Anwendung chemischer In-situ-Verfahren –direkte Einbringung von Stoffen ins Grundwasser5. ÖVA – Technologie Workshop, 20. Nov. 2014 in Wien

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Inhalt

� Einleitung

� ISCO-Grundwassersanierungen (Übersicht)

� Grundlagen ISCO

� Erste großtechnische ISCO-Sanierung in Deutschland

� Aktuelles Praxisbeispiel – Ehemalige Silberwarenfabrik

� Zusammenfassung und Ausblick

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ISCO-Projekte der Züblin Umwelttechnik seit 2003

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ISCO - Grundlagen

� Prinzip- Oxidation von organ. Schadstoffen in-situ

d.h. an Ort und Stelle� Vollständige Oxidation von LCKW→ H2O, CO2, Cl-

� rasche Zerstörung der Schadstoffe� Sanierungsdauer wird beträchtlich verkürzt� geeignet für:

- Quellensanierung,- mittel/hoch belastete Bereiche

� nicht wirtschaftlich für:- ausgedehnte Schadstofffahnen- Böden mit hohem NOD (z.B. Torf)

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ISCO - Praxisrelevante Oxidationsmittel

* AnmerkungBei der Umsetzung von MnO4

- wird unlöslicher Braunstein (MnO2) gebildet. Ein Verblocken des Aquifers lässt sich durch eine angepasste Injektionstechnologie wirkungsvoll verhindern. MnO2 lässt sich mit Hilfe geeigneter Reduktionsmittel in lösliches Mn2+ umwandeln.

*

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ISCO - Oxidierbarkeit von Schadstoffen

verändert nach: HULING, S.G., PIEVITZ, B.E. (2006) In-Situ Chemical oxidation, 1-58, Engineering issue, EPA Inited States Environmental Protection Agency

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ISCO - Erste großtechnische Sanierung in Deutschland

� Standort: Automotive, Sindelfingen

� Gutachter: Büro für AngewandteGeowissenschaften, Tübingen

� Maßnahme:Grundwassersanierung im Gipskeuper

� Dauer: 2,5 Jahre

� Verfahren :ISCO mit NaMnO4

� Schadstoffe: LCKW, v.a. PCE

� Erster großtechnischer Einsatzin Deutschland, erfolgreich abgeschlossen

→ Akzeptanz und Verbreitung von ISCO

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ISCO - Erste großtechnische Sanierung in Deutschland

� Permanganatinjektion

Sept. 2005 – Mai 2008

30 to MnO4-

� Schadenszentrum

Abnahme 90-95 %

LCKW: 0,01-3,0 mg/L

� Abstrom

Abnahme ca. 80 %,

LCKW: 0,3 – 0,5 mg/L

� ca. 10.000 kg oxidierte LCKW

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Aktuelles Praxisbeispiel - Ehemalige Silberwarenfabrik

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Ehemalige Silberwarenfabrik - Hydrogeologie

Wesersande (Hauptgrundwasserleiter)Mächtigkeit: 14 mTeilgespannte GrundwasserverhältnisseGrundwasserflurabstand: ca. 2 mgenerelle Grundwasserfließrichtung: NordnordostWasserdurchlässigkeitsbeiwerte (kf): ca. 1 x 10-3 bis ca. 5 x 10-4 m/sMittlere Abstandsgeschwindigkeit (va): ca. 30 m/a

Lauenburger Schichten (grundwasserführend)Mächtigkeit: ca. 19 mWasserdurchlässigkeitsbeiwerte (kf): ca. 1 x 10-6 bis 5 x 10-5 m/smittlere Abstandsgeschwindigkeit (va) : < 10 m/a

Miozäne Tone und Schluffe (Grundwasserstauer)

hydraulisch nicht getrennt, aber unterschiedliche Fließdynamik des Grundwassers

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Ehemalige Silberwarenfabrik - Sanierungskonzept Züblin

� ISCO-Verfahren→ hohe LCKW-Gehalte

� ISBR-Verfahren→ mittlere, geringe LCKW-Gehalte

� GZB→ hydraulische Unterstützung- vertikale Durchströmung- Kapillarsaum (keine GW-Absenkung)- Mobilisierung von LCKW- Transport und Verteilung von

Permanganat bzw. Melasse→ spezifisches Redoxmilieu

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Ehemalige Silberwarenfabrik - Feldversuch

Zielsetzung� Überprüfung Sanierungskonzept

Machbarkeit und Effizienz� Reichweite GZB

Berechnung ↔ Bestimmung� Transport / Verteilung

Permanganat / Melasse� Etablierung Redoxzonen� Entwicklung

LHKW-Gehalte

Durchführung� GZB 4, hohe LCKW-Belastung� GZB 3, moderate LCKW-Belastung� Monitoringprogramm

tiefendifferenzierte Beprobung- pH, Lf, Eh, O2, T- LCKW- ISBR (GZB 3)

DOC, SO42-, Fe 2+

Methan, Ethan, Ethen

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Feldversuch - Ergebnisse ISBR

� Durchsatz: ca. 5 m3/h

� Radiale Reichweite: ca. 18-20 m bei 5 m3/h (Tracertest)

� DOC: Zunahme nach Melasseinjektion

� pH: ca. 6,0-7,0 (stabil)

� Eh: Redoxpotenzial korrigiert (H2-Elektrode)vor Melasseinjektion ca. +130 bis +250 mVnach Melasseinjektion ca. – 200 bis -250 mV

� Sulfat: Abnahme nach MelasseinjektionH2S-Geruch in GZS 3 und Monitoringpegeln→ sulfatreduzierende Bedingungen

� Methan, Ethan, Ethen: nachgewiesen

� Signifikante Abnahme der molaren LHKW-Gehalte

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Feldversuch - Ergebnisse ISCO

� Durchsatz: ca. 5 m3/h

� Radiale Reichweite: ca. 20 m bei 5 m3/h(Monitoring-Messungen)

� pH: ca. 6,5-7,5 (stabil)

� Eh: Redoxpotenzial korrigiert (H2-Elektrode)Anstieg um ca. 200-300 mV(nach Permanganatinjektion)

� Leitfähigkeit: Anstieg um 300-600 µS/cm(nach Permanganatinjektion)

� Signifikante Abnahmeder molaren LHKW-Gehalte

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Feldversuch - ISCO, Initialbeprobung April 2012

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Feldversuch - ISCO, April 2012 – Juni 2013

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� Ziele des Feldversuchs wurden erreicht

� Sanierungskonzept machbar und effizient

→ Optimierte Gesamtsanierung ISCO/ISBR läuft seit September 2014

Ehemalige Silberwarenfabrik - Gesamtsanierung

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ISCO-Dosierstation (NaMnO4) ISBR-Dosierstation (Melasse)

Ehemalige Silberwarenfabrik - Gesamtsanierung

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10 Jahre ISCO-GW-Sanierungen

� herausragende Marktposition unter innovativen In-situ Verfahren

� effiziente Technologierasche Schadstoffzerstörung

� geeignet für große Bandbreitean Schadstoffen

� aber: nicht generell anwendbar� erfolgreiche Anwendung:→ detaillierte Standortuntersuchung→ Feldversuche empfehlenswert → Erfahrung

ISCO - Zusammenfassung und Ausblick

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Dr. Hans-Georg Edel

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