DE4210295A1

DE4210295A1 - Ground and surface water decontamination - using lances in drillings with their upper ends flush with the ground to deliver decontaminating soln.

Info

Publication number: DE4210295A1
Application number: DE19924210295
Authority: DE
Inventors: Guenter Meyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-28
Filing date: 1992-03-28
Publication date: 1993-09-30

Abstract

To give a biological cleaning action to surface or ground water, contaminated by mineral oil or prods. hollow lances (3) are inserted or rammed into drillings (2) in the ground, to deliver a soln. with specially adapted microorganisms for decontamination. The lances (3) are driven into the drillings (2) deeply enough for the upper end (5) to be flush with or just project over the ground level. The decontaminating soln. is fed into the lances (3) at intervals through a funnel so that it can only emerge into the soil at the contaminated areas. The lances are closed for compressed air to be developed within them, using ambient air, repeatedly after each feed of soln.. The system is for decontamination of surface and ground water by mineral oil or mineral products. The operation gives an effective action, in a simple process, where the ground surface can still be used by people and vehicles so that any work is not halted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Sanie rung von Böden und/oder Grundwässern, die mit Mineralölen oder mit Mineralölprodukten kontaminiert sind, wobei durch die kontaminierten Bodenschichten oder Grundwasserhorizonte Bohrungen niedergebracht werden, durch welche in Abhängig keit von dem Ausmaß und der Art der Kontaminierung eine Lösung mit speziell adaptierten Mikroorganismen zur Dekon taminierung eingebracht wird.The invention relates to a method for biological sanitation tion of soils and / or groundwater containing mineral oils or are contaminated with mineral oil products, whereby by the contaminated soil layers or groundwater horizons Holes are drilled through which are dependent the extent and nature of the contamination Solution with specially adapted microorganisms for decon Tampering is introduced.

Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der DE-PS-38 11 714 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren gemäß der DE-PS- 38 11 714 werden ebenfalls Mikroorganismen zur Dekontaminie rung über eine Mehrzahl von Bohrungen in die verseuchten Bodenschichten eingebracht. Hierzu werden die niedergebrach ten Bohrungen zunächst mit über ihre ganze Länge perforier ten PVC-Rohren ausgekleidet. In die so vorbereiteten Bohr löcher werden mittels eines speziellen Injektionsgerätes Lanzen eingeführt, welche gegen die Bohrlochverrohrung ober halb und unterhalb der kontaminierten Bodenschichten abge dichtet sind. Nach dem Einbringen der Biomasse mit den In jektionsgeräten werden die Bohrungen über oberirdisch ver legte Verbindungsleitungen mit in einem Container angeord neten Tanks verbunden. In Abhängigkeit von einer Kontrolle der in der Tiefe verlaufenden mikrobiologischen Umsetzung werden die einzelnen Bohrungen kontinuierlich mit Nährflüs sigkeit und/oder Biomasse versorgt.Such a method is e.g. B. from DE-PS-38 11 714 known. In the known method according to DE-PS 38 11 714 also become microorganisms for decontamination through a plurality of holes in the contaminated Bottom layers introduced. To do this, they are broken down holes first perforated over their entire length PVC pipes lined. In the drill prepared in this way holes are made using a special injection device Lances introduced, which are against the borehole piping half and below the contaminated soil layers are sealed. After introducing the biomass with the In the drilling equipment is ver. above ground laid connection lines with arranged in a container connected tanks. Depending on a control the in-depth microbiological implementation the individual wells are continuously filled with nutrient flows liquid and / or biomass.

Nachteilhaft an dem bekannten Verfahren ist, daß der vor richtungstechnische Aufwand zur Durchführung des Verfahrens verhältnismäßig hoch ist und die Fläche oberhalb der kon taminierten Bodenschichten, zumindest im Bereich der Ver schlauchung der einzelnen Bohrlöcher nicht befahren oder anderweitig genutzt werden kann. Bei Flächen, die gewerblich in irgend einer Form genutzt werden, ist es wünschenswert, wenn durch die Bodensanierung keine Betriebsunterbrechung hervorgerufen wird.A disadvantage of the known method is that the front directional effort to carry out the method is relatively high and the area above the con contaminated soil layers, at least in the area of ver Do not drive over the tubing of the individual boreholes or can be used for other purposes. For areas that are commercial be used in any form, it is desirable if there is no business interruption due to soil remediation is caused.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur biologischen Sanierung von Böden und/oder Grundwässern zu schaffen, welches gegenüber den bekannten Verfahren einen verringerten vorrichtungstechnischen Aufwand erfordert, kostengünstiger ist und vor allem gewährleistet, daß die Sanierungsbereiche während der Sanierungsphase immer befahr bar bzw. nutzbar bleiben.The object of the present invention is to provide a method for biological remediation of soils and / or groundwater create which one compared to the known methods reduced device engineering effort required, is cheaper and, above all, ensures that the Always use the renovation areas during the renovation phase remain cash or usable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daßThe object is achieved in that

- Hollow lances inserted directly into the holes stuck or rammed,
- who sinks so deep into the holes the fact that their top end is not or extends only slightly above ground level
- the solution periodically using a funnel or the like is filled into the lances, wherein the solution only in the area of contaminated Bo layers can leak into the ground,
- Entance the lances with compressed air be closed speaking,
- into the lances one after the other Seal compressed ambient air is brought, this process also about at the same time as the solution is introduced is fetched.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ohne apparativen Aufwand eine sehr einfache und vollständige Dekontaminierung der verseuchten Bodenschichten möglich, wobei insbesondere das ausreichende Versenken der im jeweiligen Bohrloch ver bleibenden Lanzen und das Fehlen jeglicher Verschlauchung ermöglicht, daß die Fläche über den kontaminierten Boden schichten während der Sanierungszeit befahrbar bzw. nutzbar bleibt. Zudem kann die Bodensanierung auch langfristig ange legt werden, ohne daß längere Zeit teure Betriebsmittel gebunden sind.The inventive method is without equipment Effort a very simple and complete decontamination of contaminated soil layers possible, in particular the sufficient sinking of the ver in the respective borehole permanent lances and the absence of any tubing Allows the area to cross the contaminated soil shifts can be used or used during the renovation period remains. In addition, soil remediation can also be done in the long term be put without expensive equipment for a long time are bound.

Vorzugsweise werden die Lanzen so tief in den Bohrungen versenkt, daß sich jeweils ihr oberes Ende nicht oberhalb des Bodenniveaus erstreckt. Dadurch kann zuverlässig ver hindert werden, daß die im Boden befindlichen Lanzen nicht versehentlich beschädigt werden.The lances are preferably so deep in the holes sunk that their top end is not above of the ground level. This can reliably ver be prevented that the lances in the ground are not accidentally damaged.

Zweckmäßigerweise beträgt der Zeitabstand zwischen dem periodischen Befüllen der Lanzen je nach Bodenbeschaffenheit und Kontamination ein bis maximal zwei Wochen. So ist ein ausreichendes Eindringen der Mikroorganismen in die ver seuchten Schichten gewährleistet.The time interval between the periodic filling of the lances depending on the soil conditions and contamination for one to a maximum of two weeks. So is one sufficient penetration of the microorganisms into the ver guaranteed wet layers.

Vorzugsweise ist die in die Lanzen eingebrachte Lösungsmenge auf den Kontaminationsgrad abgestimmt. Dadurch kann gezielt mehr oder weniger kontaminierten Bodenbereichen die Entspre chende Menge an Mikroorganismen zugeführt werden. Dies wird insbesondere dadurch erleichtert, daß jedes Bohrloch indivi duell versorgt wird. The amount of solution introduced into the lances is preferred matched to the degree of contamination. This can be targeted more or less contaminated soil areas Adequate amount of microorganisms can be supplied. this will especially facilitated by the fact that each borehole is individual dueled.

Die komprimierte Umgebungsluft kann solange in die Lanzen eingebracht werden, bis sich in der betreffenden Lanze ein Druck aufgebaut hat, der ausreicht, um die in der Lanze befindliche Flüssigkeitssäule nach dem Abstellen der Druck luftzufuhr aus der Lanze in den die Lanze umgebenden Boden zu drücken. Die eingebrachte Umgebungsluft dient sowohl der Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen als auch der zuver lässigen Entleerung der Lanzen.The compressed ambient air can then get into the lances be introduced until it is in the lance in question Has built up enough pressure to keep the lance located liquid column after turning off the pressure Air supply from the lance into the soil surrounding the lance to press. The ambient air introduced serves both Oxygen supply to the microorganisms and the verver casual emptying of the lances.

Die zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Lanzen sind vorzugsweise weitestgehend biegesteif, weisen nur im Bereich der Kontaminierung Austrittsöffnungen auf und sind an ihren Enden mittels Stopfen, Kappen oder dergleichen dicht ver schließbar. Sollten die Bohrlöcher durch bodenmechanische Vorgänge bereits einen zu einem gewissen Maße verringerten Durchmesser besitzen ist es günstig, wenn zum Einrammen der Lanzen diese eine gewisse Biegesteifigkeit besitzen. Da durch, daß sich Austrittsöffnungen jeweils nur im Bereich kontaminierter Bodenschichten befinden, wird gewährleistet, daß nur diese Bodenbereiche mit Mikroorganismen versorgt werden.The lances used to carry out the process are preferably largely rigid, show only in the area the contamination openings and are at their Ver ends by means of plugs, caps or the like closable. Should the drill holes be replaced by soil mechanics Operations already reduced to a certain extent Have diameters, it is favorable if to ram the Lances have a certain bending stiffness. There through that there are outlet openings only in the area contaminated soil layers are guaranteed that only these soil areas are supplied with microorganisms will.

In der bevorzugten Ausführungsform sind die Lanzen aus meh reren Abschnitten mit Muffen- und Zapfengewinde zusammen setzbar. Wenn die einzelnen Lanzenabschnitte z. B. in Längen von einem Meter zur Verfügung stehen, kann je nach Mächtig keit der kontaminierten Bodenschichten eine entsprechende Anzahl von Lanzenabschnitten mit Austrittsöffnungen mit Lanzenabschnitten ohne Austrittsöffnungen kombiniert werden.In the preferred embodiment, the lances are made of meh Other sections with socket and pin threads together settable. If the individual lance sections z. B. in lengths of a meter are available, depending on the power appropriate contamination of the contaminated soil layers Number of lance sections with outlet openings with Lance sections can be combined without outlet openings.

Damit die Mikroorganismen gleichmäßig um den Umfang des Bohrloches verteilt werden können, sind die Austrittsöffnun gen in Umfangsrichtung der Lanzen verlaufende Schlitze.So that the microorganisms spread evenly around the circumference of the Holes can be distributed, are the outlet openings slits running in the circumferential direction of the lances.

Zweckmäßigerweise sind dazu die Lanzen an ihrem unteren Ende mit Verschlußstopfen jeweils dicht verschließbar. The lances are expediently at their lower end each can be sealed with a stopper.

Damit das Einbringen der Lanzen in das Erdreich leicht durchführbar ist, weisen die Verschlußstopfen jeweils ein Außengewinde auf und ihr äußerer Umfang überschreitet nicht den Umfang der Lanzen. So werden Überstände, die das leichte Einführen der Lanzen erschweren würden, vermieden.So that the introduction of the lances into the soil is easy is feasible, the plugs each have Male thread on and their outer circumference does not exceed the size of the lances. This is how supernatants become easy Difficulty introducing the lances would be avoided.

Vorzugsweise sind die Verschlußstopfen jeweils an ihrer nach unten weisenden Seite als Rammspitze ausgebildet. Dies er leichtert zusätzlich das Einbringen der Lanzen in die Bohr löcher.The sealing plugs are preferably each on their bottom side formed as a ram tip. This he additionally facilitates the introduction of the lances into the drilling holes.

In der bevorzugten Ausführungsform weisen die Lanzen jeweils an ihrem oberen Ende eine abnehmbare Verschlußkappe zum Befüllen auf.In the preferred embodiment, the lances each have at its upper end a removable cap for Fill up.

Zur Beaufschlagung der Lanzen mit Druckluft ist es günstig, wenn die Verschlußkappen jeweils geeignete Anschlüsse auf weisen.To apply compressed air to the lances, it is advantageous if the caps each have suitable connections point.

Da bei der Anordnung die Lanzenabschnitte zwangsläufig so ausgerichtet sind, daß die Zapfengewinde jeweils nach oben weisen, sind die Verschlußkappen zweckmäßigerweise mit einem Innengewinde versehen.Since in the arrangement the lance sections inevitably so are aligned so that the tenon thread upwards point, the caps are conveniently with a Provided with internal thread.

Ein geeignetes biegesteifes Material, aus dem die Lanzen der bevorzugten Ausführungsform bestehen, ist Hart-PVC.A suitable rigid material from which the lances of the preferred embodiment consist of hard PVC.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht und nachfolgend im einzelnen erläutert.The invention is illustrated by the drawings, for example illustrated and explained in detail below.

Es zeigen die:They show:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung kontaminier ten Erdreichs mit schematischer Darstellung der niedergebrachten Bohrungen, Fig. 1 is a perspective view kontaminier th soil with a schematic representation of the holes drilled,

Fig. 2 eine verkürzte Ansicht einer Lanze, Fig. 2 shows a shortened view of a lance,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Verschluß stopfens, der als Rammspitze ausgebildet ist und Fig. 3 is a perspective view of a closure plug, which is designed as a ram tip and

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Ver schlußkappe. Fig. 4 is a perspective view of a United cap.

Die Kontaminierung tiefer gelegenen Erdreiches mit Mineralöl oder anderen flüssigen Kohlenwasserstoffen ist beispielhaft in Fig. 1 dargestellt, wobei der schraffierte Bereich den Bereich der Kontaminierung 1 andeutet, dessen Ausmaß und räumliche Lage zunächst aufgrund von Bodenproben und analy tischen Bodengutachten festgestellt wird.The contamination of deeper ground with mineral oil or other liquid hydrocarbons is shown by way of example in Fig. 1, the hatched area indicating the area of contamination 1 , the extent and spatial location of which is initially determined on the basis of soil samples and analytical soil reports.

Nachdem die erforderlichen Daten erfaßt worden sind, werden über die gesamte Fläche oberhalb des kontaminierten Berei ches 1 verteilt Bohrungen 2 durch die kontaminierten Boden schichten niedergebracht. In diese Bohrungen werden Lanzen 3 so tief eingebracht, bzw. falls erforderlich eingerammt, bis sich ihr oberes Ende 5 in etwa in Bodenniveau befindet. Die Lanzen 3 sind aus mehreren Abschnitten zusammensetzbar und weisen, wie in Fig. 2 gezeigt wird, in bestimmten Bereichen Austrittsöffnungen in Form von in Umfangsrichtung der Lanzen verlaufenden Schlitzen 4 auf. Die Schlitze 4 besitzen eine Schlitzweite von ca. 0,3 mm. Als Länge der einzelnen Lanzen abschnitte hat sich eine Länge von einem Meter als besonders vorteilhaft herausgestellt. Die Lanzenabschnitte sind je weils mit Muffengewinde 6 und Zapfengewinde 7 verschraubbar. Die Gewinde sind so ausgebildet, daß an den Enden 5,8 der Lanzenabschnitte keine Verdickung entsteht, was beim Ein führen bzw. beim Herausziehen der Lanzen 3 hinderlich wäre. Je nach Mächtigkeit der kontaminierten Bodenschichten kann entsprechende Anzahl von Lanzenabschnitten mit Schlitzen 4 mit Lanzenabschnitten ohne Schlitze 4 kombiniert werden. Die mit Schlitzen 4 versehenen Lanzenabschnitte werden im Bohr loch derart angeordnet, daß sich diese sich nur in der Höhe des kontaminierten Bereiches befinden. Damit ist gewährlei stet, daß nur der kontaminierte Bereich mit Mikroorganismen versorgt wird. Ferner sind die Lanzen, wenn sie in das Bohr loch eingebracht werden, an ihrem unteren Ende 8 mit einem Verschlußstopfen 9 abgedichtet. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist der Verschlußstopfen an seiner Unterseite als Ramm spitze 10 ausgebildet. Diese erleichtert das Einbringen der Lanzen 3, insbesondere dann, wenn das Bohrloch schon leicht zugequollen ist. Wie dargestellt, weist der Verschlußstop fen 9 ein Innengewinde 11 auf. Der äußere Umfang des Ver schlußstopfens 9 entspricht exakt dem äußeren Umfang der Lanze 3 und der Abstand des Innengewindes 11 zu dem äußeren Umfang des Verschlußstopfens 9 entspricht der Wandstärke der Lanzen 3. Dadurch wird ebenfalls das Einbringen und Heraus ziehen der Lanzen 3 erleichtert und insbesondere verhindert, daß das Bohrloch beim Einbringen der Lanzen 3 unnötig aus kesselt.After the necessary data have been recorded, holes 2 are distributed through the contaminated soil layers over the entire area above the contaminated area 1 . Lances 3 are inserted into these bores or, if necessary, driven in until their upper end 5 is approximately at ground level. The lances 3 can be assembled from several sections and, as shown in FIG. 2, have outlet openings in certain areas in the form of slots 4 running in the circumferential direction of the lances. The slots 4 have a slot width of approximately 0.3 mm. A length of one meter has proven to be particularly advantageous as the length of the individual lance sections. The lance sections can each be screwed with socket thread 6 and pin thread 7 . The threads are designed so that there is no thickening at the ends 5, 8 of the lance sections, which would lead to an on or pulling out of the lances 3 . Depending on the thickness of the contaminated soil layers, a corresponding number of lance sections with slots 4 can be combined with lance sections without slots 4 . The lance sections provided with slots 4 are arranged in the drill hole in such a way that they are only at the height of the contaminated area. This ensures that only the contaminated area is supplied with microorganisms. Furthermore, the lances are sealed at their lower end 8 with a plug 9 when they are introduced into the drill hole. As can be seen from Fig. 3, the plug is formed on its underside as a ram tip 10 . This facilitates the insertion of the lances 3 , especially when the borehole is already slightly swollen. As shown, the closure plug fen 9 has an internal thread 11 . The outer circumference of the sealing plug 9 corresponds exactly to the outer circumference of the lance 3 and the distance between the internal thread 11 and the outer circumference of the sealing plug 9 corresponds to the wall thickness of the lances 3 . This also facilitates the insertion and removal of the lances 3 and, in particular, prevents the borehole from boiling unnecessarily when the lances 3 are introduced.

Nach dem Einführen der Lanzen 3 in die Bohrungen 2, werden diese mittels eines Trichters oder dergleichen mit einer Lösung, welche speziell auf die Art der Kontaminierung abge stimmte adaptierte Mikroorganismen enthält, befüllt. Die Mikroorganismen sind zuvor aus den entnommenen Bodenproben isoliert und anschließend im Labor fermentiert worden. Un mittelbar nach dem Befüllen der Lanzen 3 werden diese mit einer Verschlußkappe 12 dicht verschlossen. Anschließend wird komprimierte Umgebungsluft in die Lanzen eingebracht.After the lances 3 have been introduced into the bores 2 , these are filled by means of a funnel or the like with a solution which contains adapted microorganisms which have been specifically matched to the type of contamination. The microorganisms were previously isolated from the soil samples taken and then fermented in the laboratory. Immediately after the lances 3 have been filled, they are sealed with a sealing cap 12 . Compressed ambient air is then introduced into the lances.

Die Verschlußkappe 12 ist mit einem Außengewinde versehen und weist einen Anschluß 13 zur Beaufschlagung mit Druckluft auf. Der Anschluß kann mit einem Rückschlagventil oder, wie in Fig. 4 gezeigt ist, mit einem Schieber 14 ausgestattet sein. Die Druckluft dient hauptsächlich dazu, die vorher eingebrachten Mikroorganismen mit Sauerstoff zu versorgen. Zusätzlich ergibt sich dadurch, daß die Lanzen 3 durch die eingebrachte Druckluft zuverlässig entleert werden. The closure cap 12 is provided with an external thread and has a connection 13 for the application of compressed air. The connection can be equipped with a check valve or, as shown in FIG. 4, with a slide 14 . The compressed air mainly serves to supply the previously introduced microorganisms with oxygen. In addition, this results in the lances 3 being reliably emptied by the compressed air introduced.

BezugszeichenlisteReference list

1 kontaminierter Bereich
2 Bohrungen
3 Lanze
4 Schlitze
5 oberes Ende der Lanze, bzw. des jeweiligen Abschnittes
6 Muffengewinde
7 Zapfengewinde
8 unteres Ende der Lanze, bzw. des jeweiligen Abschnittes
9 Verschlußstopfen
10 Rammspitze
11 Innengewinde
12 Verschlußkappe
13 Anschluß für Druckluft
14 Schieber 1 contaminated area
2 holes
3 lance
4 slots
5 upper end of the lance or the respective section
6 socket threads
7 pin threads
8 lower end of the lance or the respective section
9 sealing plug
10 ram tip
11 internal threads
12 sealing cap
13 Connection for compressed air
14 sliders

Claims

1. A method for the biological remediation of soils and / or groundwater that is contaminated with mineral oils or with mineral oil products, whereby bores are drilled through the contaminated soil layers or groundwater horizons, through which depending on the extent and type of contamination Solution with specially adapted microorganisms for decontamination is introduced, characterized in that

- Hollow lances are inserted or rammed directly into the bores ( 2 ),
- The lances ( 3 ) are lowered so deep in the bores ( 2 ) that their upper end ( 5 ) does not extend or only extends slightly above the ground level,
the solution is periodically filled into the lances ( 3 ) by means of a funnel or the like, the solution being able to escape into the ground only in the area of the contaminated soil layers ( 1 ),
- The lances ( 3 ) are closed accordingly for the application of compressed air,
- In the lances ( 3 ) each individually immediately after sealing compressed ambient air is introduced, this process also being repeated at about the same time as the solution is introduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the lances ( 3 ) are sunk so deep in the bores ( 2 ) that their upper end ( 5 ) does not stretch above the ground level.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the time interval between the periodic filling of the lances ( 3 ), depending on the soil condition and contamination, ranges from one week to a maximum of two weeks.

4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that the amount of solution introduced into the lances ( 3 ) is matched to the degree of contamination.

5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that the compressed ambient air is introduced into the lances ( 3 ) until a pressure builds up in the lance in question ( 3 ) which is sufficient to in the lance ( 3 ) be sensitive liquid column after switching off the compressed air supply from the lance into which the lance surrounds the ground.

6. Device for performing the method according to any one of claims 1-5, characterized in that the lances ( 3 ) are largely rigid, only in the area of contamination from openings and have seals at their ends by means of plugs, caps or the like are.

7. The device according to claim 6, characterized in that the lances ( 3 ) from several ren sections with socket and pin thread ( 6 , 7 ) can be assembled.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the outlet openings in the circumferential direction of the lances are slots ( 4 ).

9. Device according to one of claims 6-8, characterized in that the lances at their lower end ( 8 ) with sealing plug ( 9 ) are each tightly closable.

10. The device according to claim 9, characterized in that the sealing plug ( 9 ) each have an external thread ( 11 ) and their outer circumference does not exceed the circumference of the lances ( 3 ).

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the sealing plugs are each formed on their downward-facing side as a ram tip ( 10 ).

12. Device according to one of claims 6-11, characterized in that the lan zen ( 3 ) each have at their upper end ( 5 ) a removable bare cap ( 12 ) for filling.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the caps ( 12 ) each have connections ( 13 ) for pressurized air.

14. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the closure caps ( 12 ) each have an internal thread.

15. Device according to one of claims 6-14, characterized in that the lan zen ( 3 ) consist of hard PVC.