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Dieses Verfahren entfernt flüchtige Schadstoffe aus der wasserungesättigten Bodenzone und regt mikrobiologische Abbauprozesse an. Es eignet sich vor allem für Verunreinigungen mit Mineralölkohlenwasserstoffen, für die ein Aushub aus Kostengründen nicht in Frage kommt. Durch eine ausgeklügelte tiefendifferenzierte Anordnung der Absaug- und Belüftungsfilter werden Strömungsschatten vermieden. Die abgesaugte Bodenluft kann nach Reinigung und ggf. Erwärmung wieder gezielt in den Untergrund eingeleitet werden.

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Nichtflüchtige Schadstoffe in der wasserungesättigten Bodenzone bzw. im Grundwasserschwankungsbereich lassen sich durch die Technik der Bodenspülung entfernen. Gereinigtes und ggf. sauerstoffangereichertes Grundwasser gelangt nach Passieren eines Reingungssystems (z. B. Bioreaktor, Filtrationseinheit) über in Unterdruck stehende Drainageleitungen wieder in den Untergrund zurück. Eine im Bereich des Grundwasserspiegels positionierte Pumpe fördert das wieder mit Schadstoffen angereicherte Wasser wieder zur Reinigungseinheit empor. Durch die optionale Zugabe von Tensiden ist es möglich, die Sanierungswirkung deutlich zu beschleunigen.

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Koaxiale Grundwasserbelüftung (KGB)

Einsatzmöglichkeiten

Die Koaxiale Grundwasserbelüftung (KGB, System IEG) findet Anwendung bei der Sanierung von Schicht- bzw. Grundwasserverunreinigungen mit flüchtigen Schadstoffen in Verbindung mit einer Bodenluftabsaugung.

Verfahrensbestandteile

Zum Verfahren gehören ein der Verunreinigung und den örtlichen Bedingungen angepasster Sanierungsbrunnen, ein im Brunnen befindlicher Luftverteiler, ein oberirdisches Unterdruckaggregat, ein Zuluftgebläse sowie ein Abluftreinigungssystem.

Wirkungsweise

Die KGB stellt die Kombination einer Bodenluftabsaugung mit einer in-situ-Zirkulation des Grundwassers dar. Durch das Einleiten von Frischluft in einen Luftverteiler entsteht in der gesättigten Zone ein Blasenstrom, der eine aufsteigende Grundwasserströmung in der mit Filterkies verfüllten Bohrung bewirkt ("Air-Lift-Effekt"). Durch die in der ungesättigten Zone gleichzeitig stattfindende Bodenluftabsaugung wird gewährleistet, dass die eingeleitete Luft wieder vollständig aus dem Untergrund entfernt wird. Die Grundwasserzirkulation kann daher nicht durch das Auftreten von 2-Phasen-Gemischen (Luft/Wasser) im Aquifer behindert werden. Die Konstruktion des Luftverteilers erlaubt ein kontrolliertes, ausschließlich nach oben gerichtetes Entweichen der Luft und verhindert eine seitliche Schadstoffverdrängung.

Im Umfeld der Sanierungsbohrung entsteht eine Kreislaufströmung im Aquifer, die für einen ständigen Schadstoffnachtransport sorgt. Im Wasser gelöste, flüchtige Schadstoffe treten entsprechend ihres Verteilungskoeffizienten in die Luftbläschen über und werden durch die gleichzeitige Bodenluftabsaugung im Bereich des Kapillarsaumes über Doppelmantelfilter abgesaugt.

Vorteile

Die definierte vertikale Gasführung unterscheidet die KGB von den so-genannten in-situ-Strippverfahren; eine zusätzliche Grundwasser-entnahme zur Verhinderung von Schadstoffverdrängungen im Untergrund ist systembedingt nicht erforderlich. Ein besonderer Vorteil der KGB liegt in der Möglichkeit, den in der Regel hochkontaminierten Kapillarsaum effektiv zu reinigen.

Die bei Bodenluftabsaugmaßnahmen oft störende Ansammlung von belastetem Schicht- oder Grundwasser in den Sanierungspegeln stellt durch den Einsatz der KGB kein Problem mehr dar, da Wasseransammlungen ohne Entnahme in-situ ausgestrippt und gereinigt werden.

Das System zeichnet sich durch geringe Energiekosten (ca. 1,7 kWh für Absaugung und Druckerzeugung) aus.

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Einsatzmöglichkeiten

Mit Grundwasserzirkulationsbrunnen (GZB) lassen sich prinzipiell alle Grundwasserverunreinigungen behandeln. Das Verfahren erlaubt eine sehr gezielte und effiziente Durchspülung von kontaminierten Bodenbereichen. Durch die Anordnung der Filterstrecken ergeben sich vielfache, auch nachträglich veränderbare Eingriffsmöglichkeiten in den Grundwasserleiter als Reaktion auf den Sanierungsverlauf. Mit ihrer Multifunktionalität stellen daher GZB eine überlegene Weiterentwicklung herkömmlicher hydraulischer Brunnentechniken dar.

Wirkungsweise

Ein GZB besteht aus einen mit mindestens 2 Filterstrecken versehenem Brunnenschacht, die gegeneinander z. B. durch Packer abgedichtet sind. Durch eine oder mehrere frequenzgesteuerte Pumpen lässt sich tiefendifferenziert Grundwasser entnehmen und einem Behandlungsreaktor zuführen (Strippung, Adsorption, Fällung u. a.). Das gereinigte Wasser wird dem Brunnen wieder zugeführt und in bestimmten Filterabschnitten infiltriert. Dadurch entsteht im Aquifer eine Grundwasserzirkulationsströmung, die das Korngerüst ausspült und ständig neue Schadstoffe zum Brunnen herantransportiert. Die Anzahl und Anordnung der Filterstrecken ist variabel und richtet sich nach der im Untergrund vorgefundenen Schadstoffverteilung. Mit Hilfe numerischer Berechnungen lässt sich die Anzahl der erforderlichen Brunnen und deren Reichweiten auf den jeweiligen Schadensfall anpassen.

Je nach erforderlicher Reinigungstechnik ist es möglich, das dazu benötigte Einheit entweder unterirdisch oder oberirdisch anzuordnen. Für Stripptechniken wird oftmals ein Unterflur - Reaktor im Brunnen gewählt, bei komplexeren Aufgabenstellungen kommen On - Site - Installationen zum Einsatz.

Vorteile

• kein Abwasser, keine Einleitgebühren

• keine Grundwasserabsenkung und damit Gefährdung von Bauwerken

• geringer Raumbedarf z. B. bei unterirdischer Installation

• bei flüchtigen Schadstoffen gleichzeitige Bodenluftabsaugung möglich

• nachträgliche Anpassung des hydraulischen Regimes an den Sanierungsverlauf: Durchspülrate und -richtung variierbar

• hohe Multifunktionalität: auch im teilweisen oder gänzlichen Abpumpmodus betreibbar (Teilstromentnahme)
  
  
• mit allen klassischen On - Site - Reinigungstechniken kombinierbar

Biologische Sanierungstechniken unterstützen die natürlich ablaufenden Abbauprozesse im Untergrund, die Schadstoffe werden dabei in ihre elementaren Komponenten zerlegt. Hierfür eingesetzte in situ - Techniken haben das Ziel, das bereits vor Ort vorhandene Abbaupotential zu optimieren.

Das GZB - Verfahren eignet sich hervorragend dazu, eine Vielzahl biologisch abbaubarer Schadstoffe (z. B. Mineralöle, Aromaten, Phenole u. a.) aus dem Grundwasser zu entfernen. Eine Grundwasserentnahme ist hierfür nicht notwendig. Durch einen mit mehreren getrennten Filterstrecken ausgestatteten Brunnen wird eine Grundwasserzirkulation erzeugt, ohne dass Wasser zur Geländeoberfläche gefördert werden muss. Die Zugabe von Sauerstoff und/oder Nährstoffen und/oder Mikrobakterien in den Kreislauf bewirken die Ausbildung eines in situ - Bioreaktors im Korngerüst des Grundwasserleiters. Dort vorhandene Schadstoffe werden an Ort und Stelle abgebaut.

Auch sehr breite Schadstofffahnen oder mächtige Grundwasserleiter können z. B. quer zur Strömungsrichtung mit einer GZB - Galerie versehen werden; die Anzahl und Auslegung der Brunnen lässt sich mit numerischen Verfahren ermitteln. In diesen hydrodynamisch wirkenden Absperrriegel lassen sich ohne Grundwasserförderung und mit sehr geringem Energieaufwand die erforderlichen Nährstoffe in die Schadstofffahne einbringen. Durch die ab hier erhöhte biologische Aktivität verkürzt sich die Fahnenlänge und vermindert sich deren Umweltgefährdung.

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Durch einen mit mehreren getrennten Filterstrecken ausgestatteten Brunnen wird eine Grundwasserzirkulation erzeugt. Durch Zugabe von Sauerstoff und/oder Nährstoffen und/oder Mikrobakterien in den Kreislauf bildet sich in der Umgebung des Brunnens ein Bioreaktor im Korngerüst des Grundwasserleiter aus. Dort vorhandene Schadstoffe werden an Ort und Stelle abgebaut. In bestimmten Fällen können auch im Brunnenraum befindliche Bioreaktoren zur Anwendung kommen. Größere Flächen lassen sich durch die Installation mehrerer Brunnen behandeln.

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Auf dem Grundwasser aufschwimmende Leichtphase kann mit dem VLR-Verfahren entfernt werden. Unter Zuhilfenahme von Unterdruck strömt das Öl dem speziell gestalteten Sanierungsbrunnen zu und wird dort mit Lufthebetechnik oder Spezialpumpen gefördert. Die Ölrückgewinnungsrate aus dem Untergrund steigt gegenüber anderen Verfahren, es ergeben sich deutliche Kostenvorteile, da kein Abwasser entsteht, das behandelt werden muss. Die Verfahrensanordnung eignet sich auch zum gleichzeitigen Bioventing (Bodenbelüftung).

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