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Teil B: Solubilisierung und kontrollierte Mobilisierung von CKW

Das Projekt "Teil B: Solubilisierung und kontrollierte Mobilisierung von CKW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist es, eine innovative In-situ-Sanierungstechnologie zu entwickeln, um CKWs effizient aus der gesättigten Bodenzone zu entfernen. Durch gezielte Injektion mittels eines Grundwasserzirkulationsbrunnens (GZB) soll ein Alkoholcocktail in den Boden injiziert werden und den kontaminierten Bereich durchströmen, so dass der Schadstoff durch Solubilisierung und kontrollierte Mobilisierung anschließend aus dem Grundwasserleiter entfernt werden kann. Das Institut für Hydromechanik der Universität Karlsruhe (IfH) beschäftigt sich dabei mit der 'Hydraulischen Steuerung der gezielten Alkoholinjektionen' mittels eines Grundwasserzirkulationsbrunnens. Am Institut für Wasserbau der Universität Stuttgart wird die 'Solubilisierung und kontrollierte Mobilisierung von CKW' untersucht. Basierend auf verschiedenskaligen Versuchen und mit Unterstützung numerischer Simulationen soll eine effiziente Sanierungstechnologie entwickelt werden. In Batch- und Säulenversuchen wurde ein geeigneter Alkholcocktail ausgewählt und sein Verhalten im Boden und sowie in Bezug auf den Schadstoff untersucht. Rinnen- und großskalige Behälterversuche dienten dazu das hydraulische System während der Alkoholspülung weiter zu erforschen, um die Sanierungsdauer abzuschätzen zu können. Die verschiedenskaligen Versuche dieten zudem der Weiterentwicklung von Partitioning Tracer Tests (PTT) zur Detektion von DNAPL Schadensherden. Die aus den Versuchen gewonnen Daten wurden zur Weiterentwicklung des numerischen Modells MUFTE (Multiphase Flow, Transport and Energy Model - Unstructured Grid) verwendet. Dabei wurden Gleichungen für die relevanten Einflussparameter des 2-Phasen / 4- Komponenten-Gemisches abgeleitet (Dichte-, Viskositätsänderung, Phasenübergänge und Änderung der Grenzflächenspannung), die in das numerische Modell implementiert wurden. Ferner wurde einem Großversuch im VEGAS-Blockmodell (Länge: 9 m, Breite: 6 m, Höhe: 4,5 m) durchgeführt. Hierbei wurden in einem Bereich von ca. 1,5 m * 0,7 m* 0,9 m (L*B*H) 15,36 kg (= 9,5 l) PCE eingebracht. Bei einer Porosität von 0,33 ergab dies eine mittlere Schadstoffsättigung von 3% des Porenraums. Durch den Schadensherd wurde ein Grundwasserzirkulationsbrunnen (GZB) gerammt. Über diesen GZB wurde zunächst ein Alkoholcocktail, bestehend aus 54% 2-Propanol, 23% Wasser und 23% 1-Hexanol, mit einer Pumprate von 540 l/h über 8 Stunden zugegeben. Anschließend wurde eine Wasser / Propanol Mischung mit einer Pumprate von 330 l/h über 6 Stunden zugegeben, bevor 12 Stunden lang mit der selben Pumprate Wasser in das Blockmodell injiziert wurde. Die Versuchsdauer betrug insgesamt 26 Stunden. Durch diese Alkoholspülung konnte der Schadstoff PCE innerhalb kurzer Zeit sicher und effizient aus dem künstlichen Aquifer entfernt werden. Der nächste Schritt ist die Übertragung der gewonnen Kenntnisse auf einen realen Schadensfall (Pilotprojekt).

Teil A: Hydraulische Steuerung der gezielten Alkoholinjektion

Das Projekt "Teil A: Hydraulische Steuerung der gezielten Alkoholinjektion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Hydromechanik durchgeführt. Die Sanierung von mit CKW verunreinigtem Grundwassers ist bis heute ein nur unbefriedigend geloestes Problem, da bei Anwendung herkoemmlicher Sanierungsverfahren die CKWs als organische Phase unkontrolliert mobilisiert werden. In enger Zusammenarbeit mit dem Institut fuer Wasserbau (IWS), Universitaet Stuttgart, soll eine weitergehende Sanierungstechnologie entwickelt werden, die unter hydraulisch kontrollierbaren Bedingungen mittels Alkoholinjektion die CKWs im Grundwasser in befriedigendem Masse abreinigt. Neben der Entwicklung des spezifischen Alkoholcocktails zur Abreinigung einer PCE-Kontamination am IWS wird vom Antragsteller fuer das Stroemungsfeld eines Grundwasserzirkulationsbrunnens eine gezielte Zugabe- und Entnahmetechnik entwickelt, die eine hydraulische Steuerung der Alkoholspuelung ermoeglicht. Diese Technik dient in Form einer raeumlich gezielten Alkoholinjektion zur Minimierung des oekologischen Einflusses und des oekonomischen Aufwandes bei der Alkoholspuelung. In kleinskaligen (am lfH) und grosstechnischen (in VEGAS) Laborversuchen wird die Technologie entwickelt und im Hinblick auf eine geplante Pilotstudie getestet und optimiert.

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