RUBIN-Statusseminar, Kiel - 28./29.06.2004 Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR) Patent Nr. 19859862 Ein kostengünstiges, umweltschonendes Verfahren zur Sanierung von Schadstofffahnen PD Dr.-Ing. B. Barczewski, Dipl.-Ing. B. Memminger Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau, VEGAS VEGAS Versuchseinrichtung zurG rundw asser-und Altlastensanierung
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RUBIN-Statusseminar, Kiel - 28./29.06.2004 Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR) Patent Nr. 19859862 Ein kostengünstiges, umweltschonendes Verfahren.
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RUBIN-Statusseminar, Kiel - 28./29.06.2004
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Patent Nr. 19859862
Ein kostengünstiges, umweltschonendes Verfahren
zur Sanierung von Schadstofffahnen
PD Dr.-Ing. B. Barczewski, Dipl.-Ing. B. Memminger
Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau, VEGASVEGAS
Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Verfahrensprinzip
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
DHR-Verfahren
kein ausreichendes natürliches Grundwassergefälle
ausreichendes Potentialgefälle durch Dichtwand
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
DHR-Verfahren (natürliches Grundwassergefälle)
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Verfahrensprinzip
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Verfahrensprinzip
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
VORAUSSETZUNGEN
Ausreichendes Gefälle (> 0,5-1 %)
Grundwasserflurabstand 8 m
Vermeidung von Kavitation
Funktionsfähigkeit der Reaktoren
VORTEILE
kaum Energiekosten
sehr hohe Funktionssicherheit
geringe Wartungskosten
Sanierungserfolg einfach kontrollierbar
Anwendung über mehrere GW-Stockwerke möglich
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
1. Randbedingungen für den Einsatz eines Hebers prüfen
- Flurabstand max. 8 m (praktisch)
- ausreichendes Gefälle zum Vorfluter / Grundwasserleiter
2. Funktionsfähige Reaktoren im Unterdruck schaffen
3. Rohrleitungsdimensionierung
4. Pumpe im Bypass Automatischer Anlauf
5. Entlüftungseinrichtung am Hochpunkt der Anlage
6. Mess- und Kontrolleinrichtungen
7. Zudosierung von Hilfsstoffen
Aufgabenstellung / Untersuchungsprogramm
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR) VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Prinzipieller Aufbau einer (D)HR-Anlage
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR) VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Einleitung
F 2F 1 F n
h
- p
+ p
Entnahme
P 1
PN
PN
P 2B 1
Q
Versuchsstand in der VEGAS-
Versuchshalle
Funktionsfähige Reaktoren im Unterdruck /1/
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Funktionsfähige Reaktoren im Unterdruck /2/
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Automatische Entlüftung
Druck- und Durchflussmessung
Entlüftung, Mess- und Kontrolleinrichtungen
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Eliminierung von Schadstoffen
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Batch- und Säulenversuche mit Standortwasser zur
Sorption von Vinylchlorid auf Aktivkohle
Vergleich verschiedener Aktivkohlen
Inhibierung des mikrobiellen Abbaus mit Natriumazid
Entfernung von VC bis unter die Nachweisgrenze
bei konkurrierender Sorption anderer CKW
CKW-Gesamtbeladungen betrugen in Säulenver-
suchen bis zu 1 %, bevor ein Durchbruch von VC
festgestellt wurde.
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Sonderfall: Vinylchlorid – Sorption
PAK CKW BTEX MKW
Sonderfall: Vinylchlorid – Sorption
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Vergleich der Adsorption von VC auf Silcarbon K300, BK 835 und BS 835
VC-BK 835y = 0,0225Ln(x) - 0,097
R2 = 0,8599
VC-BS 835y = 0,0208Ln(x) - 0,0775
R2 = 0,7472
VC-Silcarbon K300y = 0,0021Ln(x) - 0,0039
R2 = 0,9672
1,00E-04
1,00E-03
1,00E-02
1,00E-01
1,00E+00
1 10 100 1000 10000
Konzentration [µg/l]
Bel
adun
g [%
]
VC-BK 835
VC-BS 835
VC-Silcarbon K300
Logarithmisch (VC-BK 835)
Logarithmisch (VC-BS 835)
Logarithmisch (VC-Silcarbon K300)
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Sonderfall: Vinylchlorid – Mikrobieller Abbau
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Zudosierung eines Sauerstoffträgers und evtl. einer
Nährstofflösung über eine Kapillare
Isolierung von VC-Abbauern von der Aktivkohle einer
P+T-Anlage (Öl-Epple-Areal) und Reproduzierung
des VC-Abbaus in Batch-Versuchen
VC-Abbau bis unter die Nachweisgrenze bei
Ausgangskonzentrationen bis zu 15 mg/l
Keine Zugabe von Sauerstoff, Nährstoffen oder
Cosubstraten zum Standortwasser erforderlich
Phosphatzugabe beschleunigt z. T. den VC-Abbau
Kein konkurrierender Schadstoffabbau
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Sonderfall: Chrom(VI)
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung
Schritt 1: Reduktion zu Chrom(III)
- Chemisch:
mit Sulfit, Eisen(II) oder Wasserstoffperoxid
- Biologisch:
Oxidation organischer Verbindungen,
Chrom(VI) als Elektronenakzeptor
Schritt 2: Hydroxidische Fällung
Oder: Kationenaustausch (Zeolithe)
Das Dichtwand-Heber-Reaktor-Verfahren (DHR)
Heber-Reaktor-Verfahren - Messdatenerfassung / Beispiel 1
VEGASVersuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung