Das Projekt "Mikrobielle Reinigung kontaminierter Boeden in Perkolationssystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle, Sektion Sanierungsforschung durchgeführt. Ziel des praxisorientierten Forschungsprojektes war es, eine ehemalige landwirtschaftliche Silageanlage zu einer nach dem Perkolationsprinzip arbeitenden biologischen Bodensanierungsanlage umzuruesten und fuer die Reinigung kontaminierter Boeden nutzbar zu machen. Grundidee war die Kombination eines Feststoffreaktors (Silagebecken) mit einem Fluessigreaktor (Sickerwasserbehaelter). Die wissenschaftliche Aufgabe bestand in der effektiven Nutzung des Leistungspotentials der Bodenmikroorganismen durch die Schaffung optimaler Milieubedingungen im Perkolationssystem. Der wissenschaftliche Vorlauf wurde im UFZ Labor- und Technikumsmassstab erarbeitet. Es wurde eine Technikumsanlage mit steuerbarem Luft- und Wasserkreislauf aufgebaut, welche die gleiche Grundstruktur wie die full scale-Anlage besitzt. Ausgangspunkt der Untersuchungen war die Hypothese, dass durch periodische aerob-anaerob-Wechsel im Boden der Abbau von Schadstoffen (Kohlenwasserstoffen) beschleunigt wird. In waessriger Phase konnte ein stimulierender Effekt von zeitweiliger Sauerstofflimitation auf die mikrobielle Aktivitaet und den Substratumsatz nachgewiesen werden. In Systemen mit Boden fuehrte der aerob-anaerob-Wechsel zwar zu einer verstaerkten Mineralisierung der Kohlenwasserstoffe aber zu keinem beschleunigten Abbau. Weitere Untersuchungen konzentrierten sich auf das Problem der Bioverfuegbarkeit der Schadstoffe im Boden und auf deren Verbesserung durch den gezielten Einsatz von Tensiden. Der Einsatz nichtionogener Tenside zu Beginn des biologischen Abbauprozesses war unwirksam, weil die Kohlenwasserstoffe anfaenglich noch ausreichend bioverfuegbar waren und das Tensid bei beginnender Stagnation des Schadstoffabbaus bereits mikrobiell abgebaut war. Der Tensidzusatz in der Stagnationsphase fuehrte zu einer kurzzeitigen Beschleunigung des Abbaus. Parallel zu den Grundlagenuntersuchungen wurde durch den Praxispartner, die Bauer und Mourik Umwelttechnik GmbH und Co. eine ehemalige Silageanlage in Hirschfeld bei Freiberg (Sachsen) zu einer modernen nach dem Perkolationsprinzip arbeitenden Bodenreinigungsanlage umgebaut. Die Milieubedingungen fuer die Bodenmikroorganismen koennen ueber die Steuerung des Prozesswasserkreislaufs und der Belueftung beeinflusst werden. Die im UFZ gesammelten Erfahrungen wurden bei Praxisversuchen in der full scale-Anlage zur Anwendung gebracht. Eine dominierende Rolle auf die Behandlungsdauer kam der Temperaturoptimierung zu. Durch die Kombination von Massnahmen zur Waermezufuehrung (extern ueber das Prozesswasser bzw. intern durch Kompostbeimischung) und zur Vermeidung von Waermeverlusten (Abdeckung des Bodens mit Holzschnitzeln oder speziellen Folien) konnte die Abbaugeschwindigkeit von Kohlenwasserstoffen um bis zu den Faktor 3 erhoeht werden. Nach einer laengeren Testphase hat die Anlage im Sommer 1997 den Routinebetrieb aufgenommen.
Das Projekt "Begleitende Untersuchungen zur biologischen Behandlung eines Tanklager-Bodens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt 04, Arbeitsbereich Abfallwirtschaft und Stadttechnik durchgeführt. Die biologische Reinigung kontaminierter Boeden ist das in der Altlastensanierung am haeufigsten angewandte Bodenbehandlungsverfahren. Besonders Mietenverfahren finden aufgrund ihrer einfachen Handhabung und ihres geringen verfahrenstechnischen Aufwandes eine breite Anwendung. Bisherige Untersuchungen im Rahmen des SFB 188 Reinigung kontaminierter Boeden haben die Moeglichkeiten und Grenzen der biologischen Bodenbehandlung aufgezeigt. Deutlich wurde aber auch, dass durch die Optimierung verfahrenstechnischer Rahmenbedingungen eine Steigerung der Effektivitaet biologischer Sanierungsverfahren erreicht werden kann. Ziel der Untersuchungen war neben der Bestimmung der Umsetzungsprozesse in den Mietenkoerpern, die Ueberpruefung der vorhandenen Messeinrichtungen und Testsysteme. Zu diesem Zweck wurden in der Bodenbehandlungsanlage Hamburg - Finkenwerder der Fa. Umweltschutz-Nord sechs Sanierungsmieten errichtet und in regelmaessigen Abschnitten beprobt. Parallel durchgefuehrte Reaktorversuche im Labormassstab ermoeglichten bilanzierende Betrachtungen der Schadstoffumsetzungen. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen moegliche Ansaetze zur Optimierung der Mietenbehandlung auf und unterstreichen die Eignung der Laborreaktoren als Testsysteme fuer die biologische Bodenbehandlung. Bei der biologischen Behandlung kontaminierter Boeden ist es notwendig, eine ausreichende Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen zu gewaehrleisten. Obwohl die Sanierungsmieten waehrend der Versuchsdurchfuehrung in weiten Bereichen nur sehr geringe Sauerstoffkonzentrationen aufwiesen, konnte im Vergleich zu den aktiv beluefteten Reaktoransaetzen keine hemmende Wirkung auf den Schadstoffabbau beobachtet werden. Der Einsatz von Kompost hat sich einerseits als Strukturmaterial, aber auch als umsatzfoerdernder Zuschlagstoff bewaehrt. Der positive Einfluss der Kompostaddition auf die biochemische Schadstoffumsetzung im Bodenmaterial wird aufgrund durchgefuehrter Versuchsserien in statischen und dynamischen Testsystemen auf verschiedene Wirkungsmechanismen des Kompostes zurueckgefuehrt. Die durchgefuehrten Untersuchungen bestaetigen die umsatzfoerdernde Wirkung des Kompostes sowohl im Mietenversuch als auch in den parallel betriebenen Reatoransaetzen.