Innovativ dimensionierter In-situ Bioabbau Von CKW und Chrom VI Axel Oppermann, Dr. Eugen Martac geo-log GmbH, Braunschweig / Nehren Andreas Romey, Herbert Horn Stadt Braunschweig, Fachbereich Stadtplanung und Umweltschutz In-Situ Bioabbau CKW und Chrom VI Innovatives Barrierenkonzept Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung DECHEMA Haus Frankfurt am Main 22. – 23.11.2010
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Innovativ dimensionierter
In-situ Bioabbau
Von CKW und Chrom VI
Axel Oppermann, Dr. Eugen Martac
geo-log GmbH, Braunschweig / Nehren
Andreas Romey, Herbert Horn
Stadt Braunschweig, Fachbereich Stadtplanung und Umweltschutz
In-Situ Bioabbau
CKW und Chrom VI
Innovatives Barrierenkonzept
Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung
DECHEMA Haus Frankfurt am Main
22. – 23.11.2010
Glie
der
un
g
Rahmenbedingungen und In-Situ Sanierungsmaßnahme
Rahmendaten zum Standort
Hochauflösende Erkundung - Messverfahren
Detaillierte Charakterisierung der Sanierungsebene
Hydraulische Parameter und Schadstoffverteilung
Prinzipmodell
Planung und Bemessung der Behandlungszone
Umsetzung der technischen Installationen
Ergebnisse / Ausblick
Gliederung
In-Situ Bioabbau
CKW und Chrom VI
Innovatives Barrierenkonzept
Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung
DECHEMA Haus Frankfurt am Main
22. – 23.11.2010
Rahmendaten zum Standort
CKW- und Chrom VI-Schaden mit saniertem Quellbereich (Großbohrungen)
Abgerissene Schadstofffahne im Bereich von Kleingärten und öffentlichen
Flächen (Grünflächen / Straßen)
Hohe Konzentrationen im GW (CKW bis 35 mg/l, Chrom VI bis 3 mg/l)
Räumlich differenzierte Verteilung der Kontaminanten
Oberer / unterer Aquifer mit unregelmäßigem Zwischenstauer
Relativ hohe Fließgeschwindigkeit im Aquifer (400 - 80 m/a)
Rahmendaten zum Standort
Konzept der Fahnensanierung:
In-Situ Behandlung und Beseitigung der Kontamination in einer vertikalen
Fläche = vertikale in-situ Reaktionszone (Biobarriere)
„Abschneiden“ der Fahne beim Durchlauf durch Reaktionszone
Sanierung der Kernfahne durch langjährigen Betrieb der Barriere(n)
Installation weiterer Barrieren in der Fahne
Anforderungen an die Maßnahme:
Differenzierte Behandlung der Schadstoffe (Frachten)
Sanierung in-situ
Langjährig notwendiger Betrieb = geringe Betriebskosten
Lösungsansatz:
In-Situ Biobarriere mit weitestgehend passivem Betrieb
Kostengünstiges (lokales) Substrat (Melasse) zur Behandlung der Schadstoffe
Optimierung der Behandlungsstrategie durch differenzierte Erfassung der Schadstoffbelastung und
der hydraulischen Eigenschaften
Räumliche Begrenzung der Maßnahme - Frachtenorientiert
Weitestgehend passive Herangehensweise aber aktive Unterstützung wenn sinnvoll
Prinzip ähnlich einer „reaktiven“ Bio-Wand aber nicht integrativ sondern räumlich differenziert auf die
örtliche Situation abgestimmt.
Rahmenbedingungen / In-Situ Maßnahme
Glie
der
un
g
Rahmenbedingungen und In-Situ Sanierungsmaßnahme
Rahmendaten zum Standort
Hochauflösende Erkundung - Messverfahren
Detaillierte Charakterisierung der Sanierungsebene
Hydraulische Parameter und Schadstoffverteilung
Prinzipmodell
Planung und Bemessung der Behandlungszone
Umsetzung der technischen Installationen
Ergebnisse / Ausblick
Gliederung
In-Situ Bioabbau
CKW und Chrom VI
Innovatives Barrierenkonzept
Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung
DECHEMA Haus Frankfurt am Main
22. – 23.11.2010
Rahmendaten zum Standort
Testfeld West
Testfeld Ost
Ehem. Schadenszentrum
Ehemalige Galvanik – Quellbereich saniert
Pilotversuche zum anaeroben Schadstoffabbau
Pilotversuche in Testfeldern(Betrieb ca. 1 Jahr)
Grundlagen zur Verfahrensauswahl
Ergebnisse Pilotversuche in Testfeldern:
- Chrom-VI ist bereits kurz nach Beginn der Melasse-Infiltration nicht mehr nachweisbar.
- Chromgesamt-Konzentration zum Ende der Infiltrations-kampagnen von anfänglich 230 µg/l auf 14 µg/l verringert.
- Kompletter Abbau des CKW-AusgangproduktesTCE nach 100 Tagen.
- Lag - Phase (cis-DCE) von 200 – 300 Tagen.
- Vollständige Umsetzung der reduktiven Dechlorierungder CKW zum chlorfreien Endprodukt Ethen.
Abstand zwischen Entnahmebrunnen und Infiltrationspegel ca. 4 m.Die Entnahmebrunnen werden gleichzeitig als Monitoringmessstellen genutzt.
3 x 4 Zoll Pumpbrunnen
Gru
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5 x 1 Zoll Infiltrationspegel7 x 2 Zoll Infiltrationspegel
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
HPT3 HPT6 HPT9 HPT11HPT7
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Prinzipmodell in-situ Biobarriere
Prinzipmodell
In-Situ Bioabbau
CKW und Chrom VI
Innovatives Barrierenkonzept
Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung
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22. – 23.11.2010
Liefersystem und Zudosierung der Hilfsstoffe entsprechend der ermittelten Frachten und der Ergebnisse der Prinzipmodellierung.
Iterative Bemessung der Liefersysteme mit Hilfe der Prinzipmodellierung ergibt optimale Auslegung:
• Breite des Behandlungsraums
• Anzahl und Ausbaudurchmesser von Entnahmebrunnen
• Anzahl und Ausbaudurchmesser der Infiltrationsbrunnen
• Tiefenlage der Filterstrecken
• Aktives System im Zentralbereich der Fahne mit sehr hohen Frachten
Die Zudosierung des Hilfssubstrates Melasse und von Pufferlösung erfolgt entsprechend der für die Teilbehandlungsbereiche ermittelten Frachten und der Prinzipmodellierung:
• Angestrebte Zielkonzentration des DOC in Abhängigkeit passiv / aktiv
• Dauer der Zirkulation bei aktiv unterstützter Infiltration
• Festlegung der Melassemengen und der Verdünnungsfaktoren
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CKW und Chrom VI
Innovatives Barrierenkonzept
Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung
DECHEMA Haus Frankfurt am Main
22. – 23.11.2010
Prinzipmodell
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
7 x 2 Zoll Infiltrationspegel
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
HPT3 HPT6 HPT9 HPT11HPT7
Verweilzeit 4 Stunden
Prinzipmodell
Gru
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3 x 4 Zoll Pumpbrunnen
Prinzipmodell in-situ Biobarriere
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
7 x 2 Zoll Infiltrationspegel
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
HPT3 HPT6 HPT9 HPT11HPT7
Verweilzeit 8 Stunden
Prinzipmodell
Gru
ndw
asse
rflie
ßric
htun
g
2 1 3
3 x 4 Zoll Pumpbrunnen
Prinzipmodell in-situ Biobarriere
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
7 x 2 Zoll Infiltrationspegel
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
HPT3 HPT6 HPT9 HPT11HPT7
Verweilzeit 12 Stunden
Prinzipmodell
Gru
ndw
asse
rflie
ßric
htun
g
2 1 3
3 x 4 Zoll Pumpbrunnen
Prinzipmodell in-situ Biobarriere
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
7 x 2 Zoll Infiltrationspegel
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
HPT3 HPT6 HPT9 HPT11HPT7
Verweilzeit 16 Stunden
Prinzipmodell
Gru
ndw
asse
rflie
ßric
htun
g
2 1 3
3 x 4 Zoll Pumpbrunnen
Prinzipmodell in-situ Biobarriere
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
7 x 2 Zoll Infiltrationspegel
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
HPT3 HPT6 HPT9 HPT11HPT7
Verweilzeit 20 Stunden
Prinzipmodell
Gru
ndw
asse
rflie
ßric
htun
g
2 1 3
3 x 4 Zoll Pumpbrunnen
Prinzipmodell in-situ Biobarriere
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
7 x 2 Zoll Infiltrationspegel
5 x 1 Zoll Infiltrationspegel
HPT3 HPT6 HPT9 HPT11HPT7
3 x 4 Zoll Pumpbrunnen
Gru
ndw
asse
rflie
ßric
htun
g
2 1 3
Verweilzeit 24 Stunden
Prinzipmodell
Prinzipmodell in-situ Biobarriere
Glie
der
un
g
Rahmenbedingungen und In-Situ Sanierungsmaßnahme
Daten zum Standort
Hochauflösende Charakterisierung / Messverfahren
Hydraulische Parameter und Schadstoffverteilung
Prinzipmodell
Planung und Bemessung der Behandlungszone
Umsetzung der technischen Installationen
Ergebnisse / Ausblick
Gliederung
In-Situ Bioabbau
CKW und Chrom VI
Innovatives Barrierenkonzept
Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung
DECHEMA Haus Frankfurt am Main
22. – 23.11.2010
Infiltrationspegel Zirkulationswalze:Infiltrationspegel und Pumpbrunnen
Infiltrationspegel
15 m 25 m 15 m
Infiltrationspegel
IP1-6 IP13-19 IP7-12
IP20-22
B1 B2 B3
9 m
3 x 4“ Brunnen7 x 2“ InfiltrationspegelOberer Grundwasserleiter
Unterer Grundwasserleiter 3 x 1“ Infiltrationspegel
Abdeckung
25 m
30 m
9 m
10 x 1“ Infiltrationspegel
Prinzipskizze
in-situ Biobarriere
Planung und Bemessung
Glie
der
un
g
Rahmenbedingungen und In-Situ Sanierungsmaßnahme
Daten zum Standort
Hochauflösende Charakterisierung / Messverfahren
Hydraulische Parameter und Schadstoffverteilung
Prinzipmodell
Planung und Bemessung der Behandlungszone
Umsetzung der technischen Installationen
Ergebnisse / Ausblick
Gliederung
In-Situ Bioabbau
CKW und Chrom VI
Innovatives Barrierenkonzept
Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung
DECHEMA Haus Frankfurt am Main
22. – 23.11.2010
P23 (WI-166)
P24/2 (WI-200)
P24/1 (WI-199)
GWS A1/10
GWS A2/10
GWS A3/10
GWS A4/10
GWS A5/10
GWS A6/10
GWS A8/10
GWS A7/10
GWS A9/10
HPT 1
HPT 2
HPT 3
HPT 4
HPT 5
HPT 6
HPT 7
HPT 8
HPT 9
HPT 10
HPT 11
B 1
B 2
B 3
IP 1
IP 2
IP 3
IP 4
IP 5
IP 6
IP 7
IP 8
IP 9
IP 10
IP 11
IP 12
IP 13
IP 14
IP 15
IP 16
IP 17
IP 18
IP 19
IP 20
Bereich
Nord
Bereich
Mitte
Bereich
Süd
Hauptgeschäftsstelle:Volkmaroder Straße 8c38104 BraunschweigTel. 0531/213609-0
CKW / Cr VI - Schaden ArndtstraßeKonzeption Abstrombarriere Klosterkamp