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DURCHSTRÖMTE REINIGUNGSWÄNDE: Der BMBF-Förderschwerpunkt RUBIN 2000-2006

Nationaler und internationaler Kenntnisstandsowie Perspektiven der Anwendung

Prof. Harald Burmeier

Dr. Volker Birke

Koordinierung RUBIN Universität Lüneburg

Suderburg/Gehrden

Aufgaben von

Grundsätzliche Fragestellungen Unter welchen Randbedingungen sind Reinigungswände für

die Altlastensanierung geeignet? Wo liegen Verfahrensvorteile und -grenzen?

Schwerpunkte Gewinnung zuverlässiger Aussagen für Auslegung,

Konstruktion, Bau, Betrieb und Effektivität Erprobung von technologischen Ansätzen zur Installation Detaillierte Analyse und Bilanzierung des Schadstoffabbaus Nachweis der Umweltverträglichkeit Wissenschaftlich begründete Ableitung von Qualitätskriterien Zusammenfassung der Ergebnisse in einem Handbuch

2. Funnel and Gate „F&G“„Dichtwand-

Durchlasskammer“, klassisch:

ohne irgendwelche Eingriffsmöglichkeiten

Prinzip

3. EC-PRB „EFFICIENTLY CONTROLLABLE PRB“ Drain and Gate, In-situ-Reaktoren

1. vollflächig durchströmte Wand, „CRB“

Bernau

Elevation of the system0 10 20 30 40 50 m

Top view of the EC-PRB system

Bernau – Performance

TCE-Decay in the PRB c(o)= 96,5 mg/L

0

25

50

75

100

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

[mg

/L]

Decay of cis-DCE and VC in the PRB; c(o)= 96,5 mg/L

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

[mg

/L]

c-DCE VC

Konzentrationsverlauf Einzelstoffe- halblogarithmische Darstellung -

0

1

100

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

[µm

ol/

L]

TCE c-DCE VC PCE

Concentration profiles of single components

- semi-logarithmic display -Field results (appr. after one

pore volume has been

exchanged)

West East South North

Aquitard

app. 90 m app. 60 m

Cohesive material

Filter gravel

Drainage tube (DN100)

Water table

Palladium on zeolite

3 m

Activated carbon

Outlet tube (DN150) Receiving water (Körsch)

Pump Water table

6 m

Leistung gut

In-situ-Reaktoren mit Drainage/A-Kohle

Denkendorf

R e a k t o rs c h a c h t d : 2 , 5 m (G a t e )

E in s t ie g s lu k e

S c h a c h t d e c k e l

R o h rle it u n gz u m V o rf lu t e r

k o n t a m in ie rte sG ru n d w a s s e r

g e re in ig t e sG ru n d w a s s e r

Kie

sdra

inag

e L:

85

m

Brunn am Gebirge

10

www.geol.at technische geologie niederbacher

In-situadsorptiver Reaktor

hydraulischeBarriere

Meß-/ SammelschachtSickerschacht

T, U PANNON Stauer

Landschaftsteich

Ehem. Geländeoberfläche

+214,5 m SH

G,s,uQUARTÄR

AblaufReinwasser

FilterfensterGW-Eintritt

AC-FILTER

kontaminierter GW-Bereich

AR&B System Brunn a. G.

München Jan 2004 – Bau EC-PRB

Externe nationale Projekte übernehmen bereits RUBIN-Erkenntnisse

Verwertung

Klassisches F&G-System: Nischenanwendung?

Wesentliche generelle Erkenntnis hinsichtlich der ggw. Zukunftsfähigkeit verschiedener

PRB-Konstruktionsformen/Materialien:

1. EC-PRBs = „Efficiently Controllable PRBs“, In-situ-Reaktoren plus Drainage

(= sehr hohe GW-Kontrolle, z.B. Bernau, Denkendorf, Brunn ) = befüllt mit Aktivkohle (oder Eisen),

dürfte die Zukunft gehören!

2. CRBs (= keine GW-Kontrolle, z. B. Rheine)

Fazit

CRBs, Voraussetzungen:• Sehr einfache, sehr „gutartige“ Untergrundverhältnisse und „auskömmliche“ GW-Chemie - eher die Ausnahme!• Nicht zu lang (zu tief) = hohe Materialmengen = relativ hoher Anfangsinvest allein für das reaktive Material (evtl. abschreckendes Moment)! Ggf. Sicherheitsfaktoren bei der Auslegung der Wanddicke minimieren!

EC-PRBs, Voraussetzungen (wann günstiger als P&T?)• Hohe Volumenströme, z.B. > 15-20 m3 pro Stunde (= langfristig relativ hohe Energiekosten bei P&T, entfallen bei PRB)• Gleichzeitig hohe Wiedereinleitkosten bei P&T (entfallen bei PRB)

Offene Fragen

• 2002: Mehrere deutsche PRB (F&G) mit Problemen bis hin zu Funktionsstörungen; Karlsruhe mittlerweile völlig gelöst, Tübingen weiterhin problematisch, Oberursel, Edenkoben keine Informationen!

(Stattdessen: Rheine = Erfolgsstory, Erkenntnis, dass CRB und EC-PRBs wegen der intrinsischen Merkmale zuverlässiger funktionieren!)

• RUBIN: Organisation von übergreifenden „Lessons Learned“, national-international, seit 2002: Jedoch noch weiterhin erforderlich!

• Noch keine Pilotversuchsanlagen als „gläserne Wände“

• Gasclogging in Eisenwänden

• Unterschiedliche Reaktivitäten/Abbauraten bei technischen Eisensorten und -chargen

• FAZIT 2006: Technologie muss noch Marktreife hierzulande erreichen, RUBIN I hat gute Grundlagen f. RUBIN II gelegt!

Weg z. Marktreife: Leitfaden/Handbuch

BAND 1: Kap. I und II: Einführung, Kurzabriß Kap. III: Planung, Leitfaden, rechtliche EinordnungBAND 2: Kap. IV: Erfahrungsstand, „Lessons Learned“ Kap. V: Weiterführende Grundlagen Kap. VI: Ausblick Kap. VII/VIII/IX: Bibliographie, Verzeichnisse Anhang: RUBIN-Projekt-Berichte, interna-

tionale Standorte

Ausblick

„RUBIN II“ 2006-2009: ggw. 8 neue Projekte! Vorbereitung 2004-2006; Gutachtersitzung Mai 05: 21 Projektvorschläge, 9 angenommen „Gläserne“ Aktivkohle-Wand (EC-PRB, full-scale), Lünen (Harpen AG), + FuE „Aktivkohle“ (Uni Lüneburg) EC-PRB Senftenberger See (Pilot) (NLBV) Biowand Offenbach (mod. Pilot-F&G) (HIM GmbH) Reparatur-/Ertüchtigungsarb. am F&G in Tübingen Palladium, Denkendorf, Upscaling Gasclogging, FuE-Arbeiten „GaFeR“ (4 Projekte, Uni Kiel, TU Berlin, TZW Karlsruhe, DGFZ Dresden) Reaktivität technischer Eisensorten, FuE (2 Projekte, Uni Lüneburg, VKTA e.V. Rossendorf) Koordinierung (Fortsetzung), Handbuch 2. Auflage: Ergebnisse aus RUBIN II dienen zur Validierung

1. BMBF, Dr. Heidborn, Bonn2. PT WT+E, Dr. Knobel, Karlsruhe3. Dipl.-Ing. Wittmann, vorm. PT AWAS4. Prof. Teutsch5. Prof. Dahmke6. Allen RUBIN-Projekten7. RUBIN-Beirat8. Dr. Niederbacher, Österreich9. U.S.A. • Dr. Gavaskar, Dr. Sass (Battelle)• Chuck Reeter (DoD) • Scott Warner (Geomatrix) • Dr. Puls (US-EPA)

Danksagung