LCKW-Schadensfall Sanierung mittels

Hot-Water-Flushing

Zusammenfassung des Hot-Water-Flushing-Pilotversuches

90°

LCKW-Schaden „Waschanstalt“

2

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“

3

Un

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San

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sfir

men

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

se

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

5

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

6

Hot-Water-Flushing-Testfeld

Temperatursensor

Heißwasser-Infiltrationsbrunnen

Ausbaumaterial des Entnahmebrunnens

Modelvorstellung derBodenbelastungen

im Bereich des Testfeldes

7

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

9

LCKW-Bilanz für den Bereich desHot-Water-Flushing-Testfeldes

>>> Bilanzzeitraum 6 Monate <<<

10

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) <<<

11

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

150

200

250

300

350

400

450

500

Jan 1

4

Feb

14

Mrz

14

Apr

14

Ma

i 1

4

Jun 1

4

Jul 14

Aug 1

4

Sep 1

4

Okt 14

No

v 1

4

De

z 1

4

Jan 1

5

Feb

15

Mrz

15

Apr

15

Ma

i 1

5

Jun 1

5

Jul 15

Aug 1

5

Sep 1

5

Okt 15

No

v 1

5

Gehalte im

Gru

ndw

asser

[µg/L

]

SB 02/07 im Abstrom des Testfeldes

Tetrachlorethen Trichlorethen cis-Dichlorethen Vinylchlorid

Err

ich

tun

g d

er

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nsla

nzen

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

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60,0

70,0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

23.0

9.1

5

28.0

9.1

5

03.1

0.1

5

08.1

0.1

5

13.1

0.1

5

18.1

0.1

5

23.1

0.1

5

28.1

0.1

5

02.1

1.1

5

07.1

1.1

5

12.1

1.1

5

17.1

1.1

5

22.1

1.1

5

27.1

1.1

5

02.1

2.1

5

07.1

2.1

5

12.1

2.1

5

17.1

2.1

5

22.1

2.1

5

27.1

2.1

5

01.0

1.1

6

06.0

1.1

6

11.0

1.1

6

16.0

1.1

6

21.0

1.1

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

13

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!

14

Vergleich Hot-water-flushing / „kaltes“ Pump & Treat

15

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