Stenert - Dechema ev
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Erfahrungsbericht zum Einsatz der<br />
OXYTEC-Membran anhand der in situ - Sanierung<br />
einer BTEX-Kontamination mittels blasenfreiem<br />
Sauerstoffeintrag<br />
Dr. Verena <strong>Stenert</strong>, Dr. Stephan Maraun<br />
DECHEMA 2010<br />
© Fabricius Pro Terra GmbH www.fabricius.de
Vorstellung des OXYTEC-Verfahrens<br />
Grundwassersanierung am Beispiel eines begrenzten<br />
BTEX-Schadens an einer Tankstelle in Belgien<br />
Beschreibung des Sanierungsverlaufs<br />
Kostenvergleich mit der klassischen Methode<br />
Einsatz des OXYTEC-Verfahrens bei großflächiger hoher<br />
Kontamination an einer Tankstelle in Belgien<br />
Beschreibung des Sanierungsverlaufs<br />
Gliederung<br />
© Fabricius Pro Terra GmbH www.fabricius.de
Das OXYTEC-Verfahren<br />
Voraussetzung:<br />
Schadstoffabbau durch<br />
Mikroorganismen in aerobem<br />
Milieu möglich<br />
Verfahren:<br />
Optimierung durch Sauerstoffinjektion<br />
mit hochpermeablen<br />
OXYTEC-Membranen<br />
Vorteil:<br />
Weitgehend blasenfreier<br />
Sauerstoffeingetrag vermeidet<br />
Schadstoffstrippung und<br />
Gasverlust<br />
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• Weitgehend blasenfreier Sauerstoffeintrag<br />
• Zusätzliche Bodenluftabsaugung entfällt<br />
• Direkte Injektion in die kontaminierte Zone<br />
• Zentrale oder dezentrale<br />
Sauerstoffversorgung möglich<br />
• Keine Verblockung der Membran<br />
• Kein Wassereinbruch bei Ausfall der<br />
Gasversorgung<br />
• Geringer Wartungsaufwand<br />
Vorteile des Oxytec-Verfahrens<br />
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Grundwassersanierung am Beispiel eines begrenzten<br />
BTEX-Schadens an einer Tankstelle in Belgien<br />
• Verunreinigung durch BTEX und MKW nach Tankhavarie<br />
(210 µg/l Benzol); Erkundung 2004<br />
• Begrenzter Schaden, sowohl in horizontaler als auch in<br />
vertikaler Richtung<br />
• Oberfläche des Sanierungsgeländes: 94 m²<br />
• Hydrologie durch die Nähe des Flusses Schelde im<br />
Norden beeinflusst<br />
• Grundwasserfließrichtung Nord<br />
• Wasserstand 1,5 - 2,0 m u. GOK<br />
• Sandiger Boden mit Lehmschicht in ca. 5,5 m u. GOK<br />
1. Sanierungsbeispiel: begrenzte BTEX- Kontamination<br />
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Machbarkeitsstudie:<br />
Pump-and-treat ist auf Grund der geringen Sanierungsfläche und<br />
Konzentration unverhältnismäßig<br />
Pump-and-treat ist unpraktisch, da das Sanierungsgelände als<br />
Verkehrsfläche genutzt wird<br />
Air sparging ist auf Grund der anhängigen Bodenluftabsaugung<br />
zu aufwendig<br />
Entscheidung für das OXYTEC-Verfahren:<br />
Es stellt eine verfahrenstechnisch einfache und kostengünstige<br />
Alternative dar.<br />
Ausführung als Einzelinjektion mit 2 OXYTEC-Membranen.<br />
1. Sanierungsbeispiel: Machbarkeitsstudie<br />
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GW<br />
Rote Zonen:<br />
Kontaminierte Fläche<br />
Schadstoffverteilung 2007<br />
Blaue Kreise:<br />
Angenommene Radien der<br />
Sauerstoffausbreitung um die<br />
Injektionsbrunnen 201, 202,<br />
203 und 204<br />
Die Peilbohrungen (105, 106<br />
und 107) in der Umgebung der<br />
Schadenszone zeigen keine<br />
erhöhten Schadstoffwerte<br />
Die tiefe Peilbohrung 104 zeigt<br />
keine Schadstoffbelastung in<br />
tieferen Grundwasserschichten<br />
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Benzol in µg/l<br />
500<br />
450<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Beginn<br />
der<br />
Sanierung<br />
Okt. 2007<br />
Apr. 07 Aug. 07 Nov. 07 Feb. 08 Jun. 08 Sep. 08 Dez. 08 Mrz. 09 Jul. 09<br />
Datum der Probenahme<br />
P202<br />
P203<br />
Umsetzung der<br />
Membran nach P203<br />
Mai 2008<br />
Ergebnis der Sanierung – Betrachtung der Benzolwerte<br />
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2 x OXYTEC-<br />
Membran<br />
Flaschencontainer<br />
mit<br />
Gasversorgung<br />
OXYTEC pump and treat<br />
2.000 EUR Vakuumfördereinrichtung<br />
5 m³/h<br />
1.500 EUR Wasseraktivkohlefilter<br />
Kostenvergleich Invest<br />
(Schätzung)<br />
elektr. Steuerung<br />
Container<br />
40.000 EUR<br />
Installation 1.000 EUR Installation 5.000 EUR<br />
Zwischensumme 4.500 EUR Zwischensumme 45.000 EUR<br />
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6 x Sauerstoff<br />
(50 l je 50 EUR)<br />
6 x Inspektion<br />
und<br />
Flaschentausch<br />
(je 350 EUR)<br />
OXYTEC pump and treat<br />
(Schätzung)<br />
300 EUR elektr. Energie<br />
(5 kW,<br />
0,15 EUR/kWh)<br />
2.100 EUR 2.000 l Wasseraktivkohle<br />
(2 EUR/l)<br />
6 x Wartung<br />
(je 1.000 EUR)<br />
Kostenvergleich Betrieb p. a.<br />
6.450 EUR<br />
4.000 EUR<br />
6.000 EUR<br />
Zwischensumme 2.400 EUR Zwischensumme 16.450 EUR<br />
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OXYTEC pump and treat<br />
Kostenvergleich Sanierung<br />
(Schätzung)<br />
Invest 4.500 EUR Invest 45.000 EUR<br />
Betrieb p. a. 2.400 EUR Betrieb p. a. 16.450 EUR<br />
Gesamtkosten<br />
(Sanierungsdauer<br />
2 Jahre)<br />
Ersparnis 68.600 EUR<br />
9.300 EUR Gesamtkosten<br />
(Sanierungsdauer<br />
2 Jahre)<br />
zzgl. hydrogeologische Gutachtertätigkeit<br />
77.900 EUR<br />
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Zusammenfassung:<br />
• Es liegt eine räumlich begrenzte und geringe Kontamination<br />
mit BTEX und MKW vor.<br />
• Durch den in situ-Sauerstoffeintrag mittels OXYTEC konnte die<br />
Sanierung in weniger als 2 Jahren abgeschlossen werden.<br />
• Die Sanierung mit OXYTEC konnte für rund 1/7 der Kosten<br />
eines klassischen Verfahrens durchgeführt werden.<br />
1. Sanierungsbeispiel: Fazit<br />
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Einsatz des OXYTEC-Verfahrens bei großflächiger hoher<br />
Kontamination an einer Tankstelle in Belgien<br />
• Verunreinigung durch BTEX, MKW und MTBE nach<br />
Tankhavarie (29.000 µg/l Benzol)<br />
• Bedingt begrenzter Schaden in horizontaler Richtung, aber<br />
in vertikaler Richtung begrenzt<br />
• Oberfläche des Sanierungsgeländes: 2614 m²<br />
• Grundwasserfließrichtung Nord/Nordwest<br />
• Wasserstand ca. 0,5 m u. GOK<br />
• Sandiger Boden mit Lehmschicht in ca. 2,5 m u. GOK<br />
• Sauerstoff-Barrieren mit insgesamt 15 OYXTEC-Membranen<br />
2. Sanierungsbeispiel: hohe BTEX-Kontamination<br />
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Schadstoffausbreitung 2004<br />
Schadenserkundung 2004:<br />
Roter Bereich:<br />
Hohe Benzolbelastung<br />
Gelber Bereich:<br />
Geringe Benzolbelastung<br />
Bestimmung der Grundwasser-<br />
Fließrichtung:<br />
Nord<br />
Schadstoffeintrag südlich des<br />
Gebäudes<br />
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Schadstoffverteilung 2008<br />
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GW
PB 109:<br />
2009: 5700 µg/l<br />
2010: 8600 µg/l<br />
PB 104:<br />
2008: 11000 µg/l<br />
2009: 5600 µg/l<br />
2010: 3000 µg/l<br />
PB11:<br />
2008: 21000 µg/l<br />
2010: 10000 µg/l<br />
PB 22:<br />
2005: 18000 µg/l<br />
2009: 9,2 µg/l<br />
Schadstoffverteilung 2010<br />
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GW
Zusammenfassung:<br />
• Es liegt eine großflächige und hohe Kontamination mit BTEX<br />
MKW und MTBE vor.<br />
• Durch den in situ-Sauerstoffeintrag mittels OXYTEC konnte in<br />
Umgebung der Injektionsbrunnen eine signifikante Abnahme<br />
der hohen Schadstoffkonzentrationen beobachtet werden.<br />
• Auf Grund von unklaren Fließverhältnissen des Grundwassers<br />
wurden die Injektionsbrunnen nicht optimal positioniert.<br />
• Somit können Reichweite und Wirksamkeit Sauerstoffbarrieren<br />
derzeit nur schwer beurteilt werden.<br />
• Abhängig vom weiteren Sanierungsverlauf müssen die<br />
Sauerstoffbarrieren ggf. neu positioniert werden.<br />
2. Sanierungsbeispiel: Fazit<br />
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FABRICIUS PRO TERRA GMBH<br />
Franklinstr. 53<br />
D-40479 Düsseldorf<br />
Tel. 0211 / 48 40 93<br />
Fax 0211 / 48 40 93<br />
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