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www.rubin-online.de
DURCHSTRÖMTE REINIGUNGSWÄNDE: Der BMBF-Förderschwerpunkt RUBIN 2000-2006
Nationaler und internationaler Kenntnisstandsowie Perspektiven der Anwendung
Prof. Harald Burmeier
Dr. Volker Birke
Koordinierung RUBIN Universität Lüneburg
Suderburg/Gehrden
Aufgaben von
Grundsätzliche Fragestellungen Unter welchen Randbedingungen sind Reinigungswände für
die Altlastensanierung geeignet? Wo liegen Verfahrensvorteile und -grenzen?
Schwerpunkte Gewinnung zuverlässiger Aussagen für Auslegung,
Konstruktion, Bau, Betrieb und Effektivität Erprobung von technologischen Ansätzen zur Installation Detaillierte Analyse und Bilanzierung des Schadstoffabbaus Nachweis der Umweltverträglichkeit Wissenschaftlich begründete Ableitung von Qualitätskriterien Zusammenfassung der Ergebnisse in einem Handbuch
2. Funnel and Gate „F&G“„Dichtwand-
Durchlasskammer“, klassisch:
ohne irgendwelche Eingriffsmöglichkeiten
Prinzip
3. EC-PRB „EFFICIENTLY CONTROLLABLE PRB“ Drain and Gate, In-situ-Reaktoren
1. vollflächig durchströmte Wand, „CRB“
Bernau
Elevation of the system0 10 20 30 40 50 m
Top view of the EC-PRB system
Bernau – Performance
TCE-Decay in the PRB c(o)= 96,5 mg/L
0
25
50
75
100
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10
[mg
/L]
Decay of cis-DCE and VC in the PRB; c(o)= 96,5 mg/L
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10
[mg
/L]
c-DCE VC
Konzentrationsverlauf Einzelstoffe- halblogarithmische Darstellung -
0
1
100
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10
[µm
ol/
L]
TCE c-DCE VC PCE
Concentration profiles of single components
- semi-logarithmic display -Field results (appr. after one
pore volume has been
exchanged)
West East South North
Aquitard
app. 90 m app. 60 m
Cohesive material
Filter gravel
Drainage tube (DN100)
Water table
Palladium on zeolite
3 m
Activated carbon
Outlet tube (DN150) Receiving water (Körsch)
Pump Water table
6 m
Leistung gut
In-situ-Reaktoren mit Drainage/A-Kohle
Denkendorf
R e a k t o rs c h a c h t d : 2 , 5 m (G a t e )
E in s t ie g s lu k e
S c h a c h t d e c k e l
R o h rle it u n gz u m V o rf lu t e r
k o n t a m in ie rte sG ru n d w a s s e r
g e re in ig t e sG ru n d w a s s e r
Kie
sdra
inag
e L:
85
m
Brunn am Gebirge
10
www.geol.at technische geologie niederbacher
In-situadsorptiver Reaktor
hydraulischeBarriere
Meß-/ SammelschachtSickerschacht
T, U PANNON Stauer
Landschaftsteich
Ehem. Geländeoberfläche
+214,5 m SH
G,s,uQUARTÄR
AblaufReinwasser
FilterfensterGW-Eintritt
AC-FILTER
kontaminierter GW-Bereich
AR&B System Brunn a. G.
München Jan 2004 – Bau EC-PRB
Externe nationale Projekte übernehmen bereits RUBIN-Erkenntnisse
Verwertung
Klassisches F&G-System: Nischenanwendung?
Wesentliche generelle Erkenntnis hinsichtlich der ggw. Zukunftsfähigkeit verschiedener
PRB-Konstruktionsformen/Materialien:
1. EC-PRBs = „Efficiently Controllable PRBs“, In-situ-Reaktoren plus Drainage
(= sehr hohe GW-Kontrolle, z.B. Bernau, Denkendorf, Brunn ) = befüllt mit Aktivkohle (oder Eisen),
dürfte die Zukunft gehören!
2. CRBs (= keine GW-Kontrolle, z. B. Rheine)
Fazit
CRBs, Voraussetzungen:• Sehr einfache, sehr „gutartige“ Untergrundverhältnisse und „auskömmliche“ GW-Chemie - eher die Ausnahme!• Nicht zu lang (zu tief) = hohe Materialmengen = relativ hoher Anfangsinvest allein für das reaktive Material (evtl. abschreckendes Moment)! Ggf. Sicherheitsfaktoren bei der Auslegung der Wanddicke minimieren!
EC-PRBs, Voraussetzungen (wann günstiger als P&T?)• Hohe Volumenströme, z.B. > 15-20 m3 pro Stunde (= langfristig relativ hohe Energiekosten bei P&T, entfallen bei PRB)• Gleichzeitig hohe Wiedereinleitkosten bei P&T (entfallen bei PRB)
Offene Fragen
• 2002: Mehrere deutsche PRB (F&G) mit Problemen bis hin zu Funktionsstörungen; Karlsruhe mittlerweile völlig gelöst, Tübingen weiterhin problematisch, Oberursel, Edenkoben keine Informationen!
(Stattdessen: Rheine = Erfolgsstory, Erkenntnis, dass CRB und EC-PRBs wegen der intrinsischen Merkmale zuverlässiger funktionieren!)
• RUBIN: Organisation von übergreifenden „Lessons Learned“, national-international, seit 2002: Jedoch noch weiterhin erforderlich!
• Noch keine Pilotversuchsanlagen als „gläserne Wände“
• Gasclogging in Eisenwänden
• Unterschiedliche Reaktivitäten/Abbauraten bei technischen Eisensorten und -chargen
• FAZIT 2006: Technologie muss noch Marktreife hierzulande erreichen, RUBIN I hat gute Grundlagen f. RUBIN II gelegt!
Weg z. Marktreife: Leitfaden/Handbuch
BAND 1: Kap. I und II: Einführung, Kurzabriß Kap. III: Planung, Leitfaden, rechtliche EinordnungBAND 2: Kap. IV: Erfahrungsstand, „Lessons Learned“ Kap. V: Weiterführende Grundlagen Kap. VI: Ausblick Kap. VII/VIII/IX: Bibliographie, Verzeichnisse Anhang: RUBIN-Projekt-Berichte, interna-
tionale Standorte
Ausblick
„RUBIN II“ 2006-2009: ggw. 8 neue Projekte! Vorbereitung 2004-2006; Gutachtersitzung Mai 05: 21 Projektvorschläge, 9 angenommen „Gläserne“ Aktivkohle-Wand (EC-PRB, full-scale), Lünen (Harpen AG), + FuE „Aktivkohle“ (Uni Lüneburg) EC-PRB Senftenberger See (Pilot) (NLBV) Biowand Offenbach (mod. Pilot-F&G) (HIM GmbH) Reparatur-/Ertüchtigungsarb. am F&G in Tübingen Palladium, Denkendorf, Upscaling Gasclogging, FuE-Arbeiten „GaFeR“ (4 Projekte, Uni Kiel, TU Berlin, TZW Karlsruhe, DGFZ Dresden) Reaktivität technischer Eisensorten, FuE (2 Projekte, Uni Lüneburg, VKTA e.V. Rossendorf) Koordinierung (Fortsetzung), Handbuch 2. Auflage: Ergebnisse aus RUBIN II dienen zur Validierung
1. BMBF, Dr. Heidborn, Bonn2. PT WT+E, Dr. Knobel, Karlsruhe3. Dipl.-Ing. Wittmann, vorm. PT AWAS4. Prof. Teutsch5. Prof. Dahmke6. Allen RUBIN-Projekten7. RUBIN-Beirat8. Dr. Niederbacher, Österreich9. U.S.A. • Dr. Gavaskar, Dr. Sass (Battelle)• Chuck Reeter (DoD) • Scott Warner (Geomatrix) • Dr. Puls (US-EPA)
Danksagung
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