Innovative In-situ-Sanierungsverfahren

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1 Innvative In-situ-Sanierungsverfahren - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe - Hans-Peter Kschitzky, Versuchseinrichtung zur Grundwasserund Altlastensanierung, Universität Stuttgart ITVA Fachausschuss H1: Technlgien und Verfahren Arbeitskreis : Bden und Grundwasser 24. Juni 2009, Hattingen Anlass und Mtivatin In-situ-Sanierung Im Bden (ungesättigte Zne ZU) Organische Schadstffe LNAPL und DNAPL LNAPL Ungesättigte Zne Gesättigte Zne DNAPL Im Grundwasser (gesättigte Zne, GZ) Schadensherdsanierung Quellensanierung Fahnensanierung (Grundwasserabstrm) - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 2

2 LNAPL DNAPL Sanierungsprblem Beispiel: Schadstffvrkmmen im Untergrund LNAPL leichter als Wasser DNAPL schwerer als Wasser NAPL = Nn aqueus phase liquid (nicht mischbar mit Wasser) - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 3 In-situ-Sanierungsverfahren Ungesättigte Bdenzne Thermisch unterstützt Dampf-Luft Injektin (TUBA) Feste Wärmequellen (THERIS) Quelle Fahne Physikalisch / chemische Verfahren Flushing Technlgien gesättigte Zne (Grundwasser) Dampf-Luft Injektin Feste Wärmequellen Alkhl-Flding Mikremulsin- Spülung Tensid-Spülung ISCO / NanFe (in der Entwicklung) Dichtwand-Heber-Reaktr (DHR) Enhanced Natural Attenuatin (ENA) NanFe (in der Entwicklung) - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 4

3 Wzu eine ITVA Arbeitshilfe zu In-situ-Sanierungsverfahren? Identifikatin Erflg versprechender und bereits erflgreich angewandter innvativer In-situ-Sanierungsverfahren Analyse und Bewertung ihrer Einsatzmöglichkeiten Darstellung in Frm vn systematischen Datenblättern Verfahren mit mindestens einer dkumentierten Piltanwendung Arbeitshilfe = unabhängige und wertfreie Darstellung der Verfahren Anwendung und Akzeptanz der Verfahren verbessern Auswahl eines geeigneten In-situ-Sanierungsverfahrens erleichtern Zielgruppe: Fachleute und Sachverständige aus dem Umweltbereich, Behördenvertreter swie Sanierungspflichtige Antwrt auf Frage: Was können innvative Sanierungsverfahren leisten? Beitrag zur Lösung vn Altlastenprbleme - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 5 Was ist innvativ? Ein innvatives Sanierungsverfahren ist ein Verfahren, das einen Entwicklungsstand erreicht hat, der seine praktische Eignung im Sinne einer umweltverträglichen, effizienten Anwendung gesichert erscheinen lässt, aber das nch nicht dem Stand der Technik und/der den allgemein anerkannten Regeln der Technik entspricht Innvativ kann auch eine Kmbinatin mehrerer Verfahren sein Innvative Verfahren sllten zum Stand der Technik bzw. zu allgemein anerkannten Regeln geführt werden Sanierungsverfahren die Schadstffe bilgisch, chemisch der physikalisch aus dem Bden der Grundwasser entfernen, in unschädliche Stffe umwandeln der ggf. deren Ausbreitung langfristig verhindern Objektive Bekanntmachung der Verfahren - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 6

4 Arbeitshilfe: Innvativen In-situ-Sanierungsverfahren 1 Veranlassung und Zielsetzung 2. Einleitung bzw. Entwicklung der Verfahren 3. Begriffe und Definitinen 4. Rechtliche Rahmenbedingungen 5. Anwendungsvraussetzungen 6. Verfahrensbeschreibungen 6.1 Physikalische Verfahren (für die ungesättigte Bdenzne und die gesättigte Bdenzne) 6.2 Bilgische Verfahren 6.3 Chemische Verfahren 6.4 Durchströmte Reinigungswände 7. Fazit und Ausblick (Empfehlungen) 8. Literatur 9. Glsar Anhang: Rechtliche Rahmenbedingungen und erfrderliche Genehmigungen, Zusammenfassung der Verfahrensbewertungen, Adresslisten - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 7 Physikalische Verfahren Physikalische Vrgänge führen zu einer Änderung der Lage und der äußeren Frm eines Stffes Änderung des Aggregatzustandes (flüssig gasförmig) Mbilisierung der die Slubilisierung (in Lösung gehen vn Stffen) Physikalische Verfahren für die ungesättigte Bdenzne Thermisch unterstützten Bden-Luft-Absaugung TUBA (Dampf-Luft- Injektin), Feste Wärmequellen (THERIS), Multi-Phase- & Dual Phase Extractin und Elektrkinetik Physikalische Verfahren für die gesättigte Bdenzne Airsparging, Dampf-Luft-Injektin (DLI) insbesndere zur Sanierung vn CKW-Schadstffquellen, Alkhlspülung (Alkhl-ccktail), Tensidspülung, Huminstffe als Bi-Srptinssperre und das Geschckund Hydrschck-Verfahren - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 8

5 Bilgische Verfahren Schadstffe werden durch die Mikrrganismen im Grundwasser direkt abgebaut Keine Extraktin (Förderung) vn Schadstffen mit anschließender Onsite-Reinigung (Wasseraufbereitung etc.) Zugabe (Injektin) vn Nährstffe der speziellen Mikrrganismen Aerbe und anaerbe Verfahren Stimulierung des Abbaus vn KW durch Zugabe vn Elektrnenakzeptren: Bisparging, Wasserstffperxid (H 2 O 2 )-Zugabe, ORC, isoc, Oxytec, Oxywall (aerber Abbau), Nitratzugabe zum anaerben Abbau Stimulierung des Abbaus vn CKW durch Zugabe vn Elektrnendnatren: Zugabe vn Melasse, rganischen Säuren, Alkhle und HRC für den anaerber LCKW-Abbau (reduktive Dechlrierung) - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 9 Chemische Verfahren Schadstffe werden durch Zugabe eines chemischen Oxidatinsmittels durch kalten Verbrennung abitisch zerstört Ziel ist die vllständige Umsetzung zu umweltneutralen Stffen Oxidatins-Reaktin erflgt im Grundwasserleiter sehr schnell, sbald/sfern wirksamer Kntakt Oxidatinsmittel und rganischer Schadstff hergestellt In-situ-chemische-Oxidatin ISCO technische Machbarkeit und Realisierbarkeit unterscheidet sich je nach Oxidatinsmittel: Kalium-/Natriumpermanganat, Fentns Reagenz, Persulfat und Ozn In-situ-chemische-Reduktin Metallisches Eisen als wirksames Reduktinsmittel, In-situ-Einsatz über Nan- und Mikreisen-Injektin - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 10

6 Durchströmte Reinigungswände Schaffung definierter reaktiver Znen (Reaktr) im Untergrund zur In-situ- Dekntaminatin des durchströmenden Grundwassers Passives Verfahren, natürlicher Grundwasserfluss durchströmt Reaktr Alternative zu aktiven hydraulischen Sicherungsmaßnahmen (Pump&Treat) Langzeitsicherung bei Schadstffquellen, bei denen Dekntaminatin innerhalb eines überschaubaren Zeitrahmens nicht möglich ist Prinzipiell auch zur Sanierung vn abgerissenen Fahnen der als Vrsrge-Maßnahme zum Schutz vn sensiblen Grundwassernutzungen - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 11 Verfahrensblatt der Arbeitshilfe Verfahrensname Prinzip (ggf. Bild, Skizze.ä.) Beschreibung der wirksamen Przesse Aufbau und Beschreibung - Verbale technische Beschreibung des Verfahrens und - ggf. Verfahrensschema mit vllständiger Quellenangabe - Verfahrenskmpnenten, besndere Verfahrenscharakteristik - Begleitende, erfrderliche Kmpnenten wie Grundwassersicherung, BLA, etc. Verfahrensspezifischen Planungsgrundlagen Untersuchungsergebnisse (z.b. Erkundung, Vruntersuchungen), die über die im Kap. 5 genannten (OU, DU, etc.) zwingend erfrderlich sind - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 12

7 Verfahrensblatt der Arbeitshilfe Anwendungsbereich Quelle der Fahne Bdenzne (ungesättigte Bdenzne, GW-Schwankungsbereich, gesättigte Bdenzne) Gelgie und Hydrgelgie des Standrtes Gechemische und hydrchemische Standrtbedingungen Art und Umfang der Kntaminatin - Schadstffe (gut, bedingt, ungeeignet) Art des Aquifers Pren-GWL, Kluftaquifer Anwendungsgrenzen Grenzen mit Bezug auf den Anwendungsbereich, Einschränkungen des Anwendungsbereichs z.b. Leichtphasen, Schwerphasen, Einzelsubstanzen aus Stffgruppe des Anwendungsbereichs, Kf-Werte, Grundwasserchemismus, Schluffschichten, starke Inhmgenitäten, etc. - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 13 Verfahrensblatt der Arbeitshilfe Besnderheiten, Hinweise, Risiken Unkntrllierte Schadstffmbilisierung Explsinsfähige Gemische Methablitenbildung Besnderer Arbeitsschutz etc. Entwicklungsstand Piltphase, Entwicklungsphase Stand der Technik etc. in Deutschland / Eurpa (?) / USA (??) Rechtliche Hinweise Besnderheiten die über Kap. 4 hinaus gehen Hinweis: Die Genehmigungsvraussetzungen und die Art der erfrderlichen Genehmigungen sind im Einzelfall mit den zuständigen Behörden abzustimmen. - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 14

8 Verfahrensblatt der Arbeitshilfe Referenzprjekte / zuständige Behörde Knkrete Referenzbeispiele ggf. Kntaktpersnen (Sanierungspflichtiger der zuständige Behörde) Ausgewählte Literatur bis max. 5 aktuelle Stellen der letzten 3 Jahre knkrete, vllständige Literaturzitate, nicht nur Hinweis auf Internet Literaturverzeichnis am Ende der Arbeitshilfe keine Firmenwerbung Bewertung durch den Arbeitskreis Aspekte u.a. Wirtschaftlichkeit, Genehmigungsfähigkeit, Sanierungsdauer, Risiken, Entwicklungsstand - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 15 Beispiel Verfahrensblatt Entwurf - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 16

9 Beispiel Verfahrensblatt Entwurf - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 17 Anhang: Erfrderliche Genehmigungen - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 18

10 Anhang: Erfrderliche Genehmigungen - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 19 Fazit ITVA Arbeitshilfe ITVA-Arbeitshilfe sll helfen das Ptential der In-situ-Verfahren aufzuzeigen und zu deren breiteren Anwendung beitragen ITVA-Arbeitshilfe sll einen Beitrag leisten zur Lösung einiger Altlastenprbleme Implementierung innvativer Sanierungsverfahren bedarf enger Zusammenarbeit zwischen Standrteignern, Verwaltung und Ingenieurbürs Arbeitshilfe weitgehend fertig gestellt, Überarbeitung und final draft in den nächsten Wchen Ziel Gelbdruck im Herbst Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 20

11 Dank an die Mitglieder des AK für die Ausarbeitung der verschiedenen Verfahrensblätter und Textbausteine für die knstruktiven und kritischen Diskussinen in den bisher 11 Sitzungen des AK Ein ganz besnderer Dank gilt Frau Sabine Gier, die maßgeblich die Struktur der Arbeitshilfe mit geprägt hat und viele Details recherchiert, zusammengetragen und textlich ausgearbeitet hat und die zahlreichen Überarbeitungen immer wieder umsetzte und auch nch weiter umsetzen wird. - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 21 Zum guten Schluss hans-peter.kschitzky@iws.uni-stuttgart.de - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 22

12 Beispiel Verfahrensblatt Entwurf - Aufbau und Zielsetzung der neuen ITVA Arbeitshilfe , Hattingen 23