View
5
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Pump and Treat (1)
Pump & Treat (Ex-situ-Technologie)
- kontaminiertes Grundwasser wird durch Pumpen gehoben und ex situ behandelt
- große Flexibilität hinsichtlich der anzuwendenden Behandlungsverfahren
- erheblicher Energie- und Installationsaufwand
- kritisch sind in Phase vorliegende und im Aquifermaterial sorbierte Schadstoffe
Pump & Treat (1) zur Grundwassersanierung
Nach dem „Pump & Treat“ – Prinzip arbeitet heute die Mehrzahl der in Nordamerika und
Europa befindlichen Grundwasserreinigungsanlagen.
Abstromreinigung – keine Quellensanierung
Soil flushing (Kreislaufverfahren)
Spülung des Aquifers mit Tensiden, Mikroemulsionen oder Kosolvenzien
mit dem Ziel der Schadstoffmobilisierung und Extraktion
Kreislaufprinzip beim Einbringen von Adsorbenzien (Aktivkohle, Huminstoffe)
und Reagenzien bzw. Katalysatoren Transportproblem !
für Quellensanierung durchaus interessant, aber kostenintensiv
Regenerierung
Pump & Treat (2) zur Grundwassersanierung
Standort-, Schadstoff-, Quellen- und
Prozesscharakterisierung
Eine umfassende Standortcharakterisierung, d.h. eine
Abschätzung des Typs, der Ausdehnung und der
Quellencharakterisierung zusammen mit einer
Arbeitshypothese zur Schadstoffquelle, ist eine wichtige
Voraussetzung, um
1. die Anwendbarkeit von P&T nachzuweisen und
2. realistische Sanierungsziele zu erreichen.
Verständnis
Prozeßskalen
Zeitskalen: Lösungsprozesse
Prozeßskalen
Wenn man Prozesse beschreibt, muß man die
räumliche und zeitliche Skala angeben!
Standort-Skala
Bohrkern-Skala
Poren-Skala
Sub-Poren-Skala
2 Typen von Lösungsprozessen?
HÜ5: Task 9
Verständnis
Prozeßskalen
Zeitskalen: Lösungsprozesse
9
P&T-Zeitskalen:
Auflösung von NAPL-Pools
11
Pore-Volume-Konzept zur Abschätzung von Clean-up-Zeiten
effP VV
12
PVv
Lt
x
upclean
VP
VNAPL
L
vx vx
PV – Anzahl der notwendigen Porenvolumina zur Pool-Auflösung
Notwendige Zeit zur Pool-Auflösung:
HÜ 5: Task 6, 7!
TCE
wC max,
TCE
Annahme: Verteilungsgleichgewicht: Wasserphase - NAPL!
P&T:
Problematik (1)
Capture zone -Konzept
bekannt: Pump and Treat als hydraulisches Sicherungsmassnahme
Capture Zone (= Einfangzone)
Wichtig: Steady-State zwischen einfliessenden und abgepumpten GW !
Auf welchen Bahnen werden Benzen-Teilchen transportiert ?
Gegeben ist der Isohypsen-Plan (Linien mit gleichem hydraulischen Potenzial).
A) Capture Zone B) Isohypsen-Plan
LERNMODUL 3
Aufgabe: Dimensionierung einer P&T-Sanierungsmaßnahme A) Lage des Pumpbrunnes (X,Y) und B) Pumpleistung Q
Was heißt Dimensionierung ?
1. Einfangbreite P = Y-Koordinate, 2. X-Koordinate und 3.Pumpleistung in
Abhängigkeit der hydraulischen Eigenschaften des Aquifers, der Geometrie
der Schadstofffahne und Testfeldes bestimmen!
Wollen einfache Dimensionierung durchführen ! Bedingung: Qb = QAquifer
Pumpbrunnen mit
Pumprate Q
P = Q/Ti
Formeln zur Berechnung der Capture-Zone-Grenzlinie
Einfangsbreite = P
Wenn man Pumprate QB = PTi wählt, dann wird
Wasservolumen innerhalb der neutralen Kurve (Grenzlinie)
abgepumpt !
x
y
Q
yiT
B
arctan12
1
P = Q/Ti
Implizite, tranzendente Glg. für neutrale Kurve
HÜ 6: Task 24 (EXCEL)
Dimensionierung einer single-well P&T: A) Lage des Pumpbrunnes (X,Y) und B) Pumpleistung Q
0. Prozeßverständnis (Heft 2, S. 13)
1. Einfangbreite P = Y-Koordinate (Heft 1, S. 90)
2. X-Koordinate und
3. Pumpleistung (ÜA 24)
In Abhängigkeit der hydraulischen Eigenschaften des Aquifers, der
Geometrie der Schadstofffahne und Testfeldes bestimmen!
Wollen einfache Dimensionierung durchführen !
Problem: Heterogenität
Für alle in situ Sanierungsmethoden
stellt heterogener Aquifer ein
Herausforderung dar!
Heterogenität am Safira-Standort Zeitz
Pump and Treat – Simulation:
Heterogener Aquifer
100m
100m
B) Isohypsen-Plan A) Capture Zone
Bevor Sie P&T anwenden können,
müssen Sie sich an den
Ablaufplan einer Sanierung
erinnern !
verschiedene PHASEN einer Sanierung
1. Phase: Bestandsaufnahme Historie des Schadens (Verursacher ?)
Schadstoffe, Quelle ?
2. Phase: Untersuchungsphase Sanierungsziele, nationale + europäische Gesetze
vorangegangene Untersuchungen
Welche zusätzlichen Untersuchungen (Kosten!)
sind notwendig ?
Detaillierte Untersuchungen, chem. Analysen
Risikoanalyse: Schutzgüter ?
ÜA: Lokalisierung einer
TCE-Schadensquelle
Wichtig: Grundwasserströmungsrichtung
Hydraulisches Dreieck
N
TCE-Schadensfall: - 3 Pegel beprobt
SAFZeitz01/98
SAFZeitz02/98
SAFZeitz03/98
Frage: Wo vermuten Sie
dieTCE-Quelle ?
NW
W
O
2. Schicht
TCE wird entlang bevorzugter Strohmbahnen (Kies) transportiert!
P&T-Seminar 11.1.2013
Sanierungsziel: < 10mg/l TCE
Abnahme der Konzentration
im Pumpbrunnen
nach 50 Tagen
Frage: Ist Sanierungsziel erreicht ?
Antwort: nächstes Seminar am 16.1 nach HÜ5!
P&T-Seminar 11.1.2013
Dimensionierung einer single-well P&T: A) Lage des Pumpbrunnes (X,Y) und B) Pumpleistung Q
0. Prozeßverständnis
1. Einfangbreite P = Y-Koordinate
2. X-Koordinate und
3. Pumpleistung (ÜA 24), (Heft 2, 13), Demo-EXCEL file
In Abhängigkeit der hydraulischen Eigenschaften des Aquifers, der
Geometrie der Schadstofffahne und Testfeldes bestimmen!
Wollen einfache Dimensionierung durchführen !
P&T-Seminar 11.1.2013
Bedingungen:
my
mxx
g
gs
502
100
Heft 3, S.25
Demo-EXCEL file
P&T-Seminar 11.1.2013
Übungsaufgaben 1. Lsg der impliziten Glg (EXCEL: Iteration)
2. Lsg der expliziten x-Glg
P&T-Seminar 11.1.2013
1. Lsg der impliziten Glg (EXCEL: Iteration)
P&T-Seminar 11.1.2013
Diagramme für Multi-Brunnen-P&T
Wähle Breite P Bestimme Pumprate QB der einzelnen Brunnen
für Aquiferparameter Bu (Beachte u = q!) ÜA 29!
P&T-Seminar 11.1.2013
29
P&T-Seminar 11.1.2013
Dimensionierung einer Multi-well P&T:
A) optimale Lage der Pumpbrunnen (X,Y) B) Pumpleistung Q
In Abhängigkeit der hydraulischen Eigenschaften des Aquifers, der
Geometrie der Schadstofffahne und Testfeldes bestimmen!
ÜA 29: Dimensionierung 4-Brunnen-Gallerie !
P&T-Seminar 11.1.2013
Dimensionierung einer Multi-well P&T:
Optimal distance between 2 wells:
Neutral Curve:
Scheitelpunkt Xs: dy/dx = 0
Dimensionierung einer Multi-well P&T:
ÜA 29 an Tafel vorrechnen!
Recommended