Grundwassersanierung

Optimierung von Vakuumstripptechnologien zur Grundwassersanierung

Im vorliegenden Projekt erfolgt eine Optimierung und Erprobung von Verfahrenstechniken zur Aufbereitung von VOC-belastetem Grundwasser durch Vakuumstrippen. Das Strippen unter Vakuum ermöglicht einen Stoffübergang der Schadstoffe von der Flüssig- in die Festphase, ohne dass andere Wasserinhaltsstoffe durch Luftkontakt ausfällen.

Zusammenfassung

Bei der Abreinigung von mit VOCs (flüchtige Kohlenwasserstoffe wie z.B. Chlorkohlenwasserstoffe und BTEX-Aromaten) belastetem Grundwasser wird üblicherweise ein Luftstrippverfahren angewendet, bei dem die VOCs in die Gasphase übergehen. Bei Luftkontakt kommt es jedoch häufig zu Fällungsreaktionen anderer Grundwasserinhaltsstoffe (Eisen- und Manganoxid).

Ziel des Projekts ist es, zwei milieustabile (konstanter pH-Wert, Eh-wert, O2-Konzentration) anoxische Vakuumstripptechnologien (Verdüsung und Dünnfilmberieselung) weiterzuentwickeln, sodass eine aufwendige Vorbehandlung des Wassers zur Vermeidung der Fällungserscheinungen nicht mehr nötig ist. Hierfür wurden zunächst die Henry-Koeffizienten für die belasteten Wässer bestimmt. Sie geben Aufschluss über die Verteilung der Schadstoffe in Flüssig- und Gasphase. Der Füllkörper der Verrieselungsanlage besteht aus einem Quarz-Kies-Gemisch (Korndurchmesser 3,2 – 5,6 mm). Die beiden entwickelten Anlagen wurden an zwei Standorten (SAFIRA Bitterfeld und Zeitz) getestet.

Ergebnisse:

Mit Abnahme des Systemdruckes steigt der Wirkungsgrad der Strippung. Die Henry-Koeffizienten verändern sich bei einer Variation im Bereich von 10 kPa < P < 100 kPa nicht signifikant.
Das Biotensid Sophoroselipid führt oberhalb seiner kritischen Mizell-Konzentration zu einer starken Minderung des Henry-Koeffizienten.
Eine parallele Trägergas-Führung ist für die Verdüsungsanlage effizienter als eine Führung in Reihe.
Durch eine Kreislaufführung des Wassers erhöht sich der Wirkungsgrad der Verdüsungsanlage. Durch die Verdüsungsanlage wird damit die Bestimmungsgrenze der Schadstoffe annähernd erreicht. Sie kann damit als Feinreinigungsstufe eingesetzt werden.
Der Einsatz von Hilfsgasen (Stickstoff, Kohlendioxid) steigert den Stoffübergang nicht. Sie können jedoch der Milieusteuerung dienen; Messungen von Milieu-Parametern und An- und Kationenkonzentrationen belegen Milieustabilität beim Einsatz beider Pilotanlagen.
Für Monochlorbenzen (MCB) wird durch Verdüsung ein Wirkungsgrad von 80% (Durchlaufbetrieb) bzw. 98% (Intervallbetrieb) erzielt. Strippen des MCBs durch Verrieselung erreicht einen Wirkungsgrad von >98%.
Beide Anlagen erzielen auch ohne Vorbehandlung eine Reinigungswirkung, die für eine Re-Infiltration des Wassers ausreicht.

Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)