DE3811714C1 - Method of decontaminating contaminated soil strata at any desired depth - Google Patents
Method of decontaminating contaminated soil strata at any desired depthInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontaminierung von verseuchten Bodenschichten beliebiger Tiefe mittels Biomasse aus Mikroorganismen, die über eine Mehrzahl von in die ver seuchten Bodenschichten niedergebrachten Versorgungsbohrungen entsprechend der zuvor ermittelten Lage der Verseuchung ebenso wie Nährstoffe eingebracht werden, wobei über Kontrollbohrungen eine Kontrolle der ablaufenden mikrobiolo gischen Umsetzung erfolgt.The invention relates to a method for decontaminating contaminate soil layers of any depth using biomass from microorganisms, which over a plurality of in the ver affected soil layers drilled supply holes according to the location of the contamination previously determined just as nutrients are introduced, with over Control holes a control of the running microbiolo implementation.
Sowohl bei der Förderung und beim Transport von Mineralöl als auch bei der Herstellung von Mineralölprodukten, deren Um schlag und Lagerung kommt es trotz umfangreicher Sicherungs maßnahmen immer wieder zu Unfällen, die eine Ölverseuchung des Bodens zur Folge haben. Außerdem existieren sogenannte Altlasten, bei denen Bodenschichten auch größerer Tiefe durch Mineralöl, Mineralölprodukte oder andere Schadstoffe ver seucht sind, und zwar entweder durch Eindringen einer größeren Menge aufgrund eines Unfalles oder durch ständiges Einsickern geringerer Schadstoffmengen.Both in the extraction and transportation of mineral oil also in the production of mineral oil products, their order Impact and storage occurs despite extensive security measures repeatedly to accidents that an oil contamination of the soil. There are also so-called Contaminated sites, in which soil layers are also deeper Mineral oil, mineral oil products or other pollutants ver are infected, either by the intrusion of one larger amount due to an accident or due to constant Infiltration of smaller amounts of pollutants.
Sofern sich der Schadstoff noch auf der Bodenoberfläche be findet, kann er auf chemischem oder mechanischem Weg möglichst schnell beseitigt werden. Sind die Schadstoffe je doch bereits in den Boden eingesickert, gab es lange Zeit nur die Möglichkeit, den verseuchten Boden insgesamt abzutragen und entweder auf einer Sondermülldeponie zu lagern oder zu verbrennen. Da einerseits ausreichender Deponieraum nicht zur Verfügung steht und andererseits eine derartige Ablagerung nur eine räumliche und zeitliche Verlagerung des Umwelt problems darstellt, ist der Verbrennung des verseuchten Bodens der Vorzug zu geben. Außer einem hohen Energieaufwand haftet dieser Art der Schadstoffbeseitigung jedoch der Nach teil an, daß das nach der Verbrennung vorliegende Produkt zwar für die Umwelt unbedenklich, biologisch jedoch unbrauch bar ist.If the pollutant is still on the surface of the soil finds, he can by chemical or mechanical means be eliminated as quickly as possible. Are the pollutants ever but already seeped into the ground, there was only for a long time the possibility of removing the entire contaminated soil and either to be stored in a hazardous waste landfill or to burn. On the one hand, there is not sufficient landfill space Is available and on the other hand such a deposit only a spatial and temporal shift of the environment problems is the combustion of the contaminated To give preference to soil. Except for a high energy expenditure this type of pollutant removal is however liable share that the product present after combustion harmless to the environment, but biologically useless is cash.
Um diese nachteilige Art der Schadstoffbeseitigung zu vermei den, werden seit Jahren Verfahren zur Dekontaminierung von verseuchten Bodenschichten durch den Einsatz von Mikroorga nismen entwickelt. Diese Mikroorganismen zersetzen die Kohlenwasserstoffe der Mineralöle und Mineralölprodukte auf biochemischem Weg in Kohlendioxid und Wasser. Dieser natür liche Abbau der Schadstoffe beruht auf der Lebenstätigkeit der Mikroorganismen, die die aus Kohlenwasserstoffen be stehenden Schadstoffe zum Aufbau neuer Zellsubstanz und als Energiespender hierfür verwerten und damit aus den ver seuchten Bodenschichten eliminieren.To avoid this disadvantageous type of pollutant removal have been decontaminating processes for years contaminate soil layers through the use of microorga nisms developed. These microorganisms break down the Hydrocarbons of mineral oils and mineral oil products biochemical path in carbon dioxide and water. This natural The degradation of pollutants is based on life activity of the microorganisms that are made from hydrocarbons standing pollutants to build up new cell substance and as Recycle energy donors for this and thus from the ver eliminate contaminated soil layers.
Da die natürlich vorhandenen Mikroorganismen sowohl hinsicht lich ihrer Menge als auch bezüglich ihrer Fähigkeit, Kohlen wasserstoff in Kohlendioxid und Wasser zu zersetzen, zur Dekontaminierung verseuchter Bodenschichten innerhalb kürzerer Zeit nicht ausreichen und höhere Schadstoffkonzen trationen die Lebensfähigkeit derartiger Mikroorganismen zer stören können, sind in den letzten Jahren spezifisch wirkende Mikroorganismen gezüchtet worden, die durch Auslese spezieller Eigenschaften für den entsprechenden Schadstoff eine besonders gute Abbaufähigkeit besitzen und eine leistungsfähige Biomasse bilden. Da diese Mikroorganismen gentechnisch nicht verändert sind, sondern spezielle Züch tungen natürlicher Mikroorganismen darstellen, ist ihr Ein satz ökologisch unbedenklich und unschädlich für Menschen und Tiere. Derartige Biomassen stehen zwischenzeitlich für den Abbau von Mineralöl und Mineralölprodukten in Form getrockne ter Lagerware zur Verfügung, die innerhalb kürzester Zeit durch Zufuhr von Feuchtigkeit und ggf. spezieller Nährstoffe aktiviert werden kann.Because the naturally present microorganisms both look in terms of their quantity as well as their ability to coal to decompose hydrogen into carbon dioxide and water Decontamination of contaminated soil layers within shorter time is not enough and higher pollutant concentrations the viability of such microorganisms in the past few years have had a specific effect Microorganisms have been grown by selection special properties for the corresponding pollutant have a particularly good degradability and a form efficient biomass. Because these microorganisms are not genetically modified, but special breeders representations of natural microorganisms is their input ecologically harmless and harmless to people and Animals. Such biomasses meanwhile stand for the Degradation of mineral oil and petroleum products in the form of dried The goods in stock are available within the shortest possible time by supplying moisture and possibly special nutrients can be activated.
Für den Einsatz dieser Biomasse aus adaptierten Mikroorga nismen sind verschiedene Verfahren bekannt.For the use of this biomass from adapted microorga Various methods are known.
Wenn es sich bei der Verseuchung mit Mineralöl oder Mineral ölprodukten lediglich um eine Verunreinigung der Bodenober fläche bis etwa 40 cm Tiefe handelt, wird die dem jeweiligen Schadstoff angepaßte Biomasse auf die Bodenoberfläche auf gesprüht, ggf. unter gleichzeitiger Schaumbildung. Dieses Dekontaminierungsverfahren hat sich in der Praxis auch bei großflächigen Ölverseuchungen bewährt, da weder bei der Auf bringung der Biomasse, noch bei der Überprüfung der biomchemi schen Zersetzung im Hinblick auf die geringe Tiefe der Ver seuchung Probleme bestehen.If it is contaminated with mineral oil or mineral oil products only to contaminate the floor area up to about 40 cm depth is the respective Biomass adapted to the pollutant on the soil surface sprayed, possibly with simultaneous foaming. This Decontamination process has also been in practice Large-scale oil contamination has proven itself, since neither during Bringing the biomass while still checking the biomchemi decomposition in view of the small depth of ver epidemic problems exist.
Sofern Bodenschichten bis ca. 1 m Tiefe ölverseucht sind, wird zuerst durch Umbrechen oder Einfräsen von entsprechend tiefen Furchen der verseuchte Boden aufbereitet. Anschließend werden die Mikroorganismen durch Verrieseln aufgebracht, vor zugsweise unter Beigabe von Nährstoffen. Unter der Voraus setzung, daß durch die Bodenaufbereitung eine ausreichende Homogenisierung der ursprünglich unterschiedlichen Schad stoffkonzentration erreicht wurde, hat sich auch dieses De kontaminierungsverfahren in der Praxis bewährt, zumal bei einer derartigen geringen Tiefe der Ölverseuchung eine Über prüfung des Endergebnisses der biochemischen Zersetzung der Kohlenwasserstoffe keine Schwierigkeiten bereitet. If soil layers up to approx. 1 m deep are contaminated with oil, is first done by wrapping or milling in accordingly prepared deep furrows the contaminated soil. Subsequently the microorganisms are applied by trickling preferably with the addition of nutrients. Under the advance that the soil preparation is sufficient Homogenization of the originally different harm concentration has been reached, this De Contamination process proven in practice, especially with such a shallow depth of oil contamination an over testing the end result of the biochemical decomposition of the Hydrocarbons pose no problems.
Erhebliche und in der Praxis bisher nicht gelöste Schwierig keiten bereitet die biologische Dekontaminierung verseuchter Bodenschichten bis ca. 20 m Tiefe sowie die biologischen Ent sorgung verunreinigter Grundwässer.Significant difficulty that has not yet been solved in practice biological decontamination of contaminants Soil layers up to approx. 20 m depth as well as the biological ent supply of contaminated groundwater.
Für diese Fälle, die insbesondere bei Altlasten auftreten, ist aus der EP-OS 1 70 862 ein Verfahren bekannt, bei dem über eine Mehrzahl von in die verseuchten Bodenschichten niederge brachten Versorgungsbohrungen Nährstoffe für die in den ver seuchten Bodenschichten vorhandenen Mikroorganismen sowie bei Bedarf zusätzliche Mikroorganismen eingebracht werden. Diese Einbringung erfolgt durch Schaffung von Nestern von Mikro organismen unter Verwendung sowohl der Versorgungsbohrungen als auch von Kontrollbohrungen, die primär der Kontrolle der ablaufenden mikrobiologischen Umsetzung dienen.For these cases, which occur in particular with contaminated sites, a method is known from EP-OS 1 70 862, in which over a plurality of down in the contaminated soil layers brought supply wells nutrients for those in the ver contaminated soil layers existing microorganisms as well If necessary, additional microorganisms can be introduced. These Introduced by creating nests of micro organisms using both the supply wells as well as control holes that are primarily used to control the ongoing microbiological implementation.
Das aus der EP-OS 1 70 862 bekannte Verfahren hat verschiedene Nachteile, die eine Verwertung in der Praxis einschränken.The method known from EP-OS 1 70 862 has several Disadvantages that limit recycling in practice.
Zum einen soll nach diesem Verfahren die mikrobiologische Um setzung im wesentlichen durch die in den verseuchten Boden schichten vorhandenen Mikroorganismen erfolgen, weshalb diese mit in Wasser gelösten Nährstoffe versorgt werden sollen. Diese Wasser-Nährstoff-Lösung ist jedoch auch dann nicht in der Lage, die kontaminierten Bodenschichten einigermaßen gleichmäßig zu durchdringen, wenn sie über eine Mehrzahl von entsprechend der zuvor ermittelten Lage der Verseuchung niedergebrachten Versorgungsbohrungen eingebracht wird, weil die Verseuchung das Eindringen der wässrigen Lösung in die Bodenschichten verhindert, und zwar je mehr, je größer die Konzentration der Verseuchung ist. Stark verseuchte Boden schichten werden somit am wenigsten mit Nährstoffen versorgt. Das mit Nährstoffen versetzte Wasser sucht sich stattdessen unter Umgehung der verseuchten Bodenschichten Spalte, Verwer fungen und andere Wege, um in die Tiefe und damit ins Grund wasser abzulaufen. Anstelle einer Belieferung der verseuchten Bodenschichten mit Nährstoffen erfolgt somit eine uner wünschte und unzulässige Belastung des Grundwassers mit den insbesondere Nitrate enthaltenden Nährstoffen.On the one hand, the microbiological order settlement essentially by the in the contaminated soil layers existing microorganisms occur, which is why to be supplied with nutrients dissolved in water. However, this water-nutrient solution is not in even then able to remove the contaminated soil layers to some extent penetrate evenly when over a plurality of according to the location of the contamination previously determined brought down supply holes because the contamination the penetration of the aqueous solution into the Soil layers prevented, and the more, the larger the Concentration of contamination is. Heavily contaminated soil layers are therefore least supplied with nutrients. The nutrient-rich water looks instead bypassing the contaminated soil layers crevice, waste exercises and other ways to get in depth and therefore get to the bottom drain water. Instead of delivering the contaminated Soil layers with nutrients occur wanted and impermissible contamination of the groundwater with the especially nutrients containing nitrates.
Selbst wenn jedoch insbesondere geringer verseuchte Boden schichten nach dem bekannten Verfahren mit Nährstoffen ver sorgt werden, ergibt sich nicht die gewünschte schnelle mikrobiologische Umsetzung, weil ein Großteil der vor der Verseuchung in den Bodenschichten vorhandenen Mikroorganismen abgestorben oder durch die Verseuchung derart geschädigt ist, daß nur eine unzureichende mikrobiologische Umsetzung statt finden kann.Even if, in particular, less contaminated soil layer ver with the known method with nutrients care, the desired quick results microbiological implementation because much of the pre Contamination of microorganisms present in the soil layers dead or so damaged by the contamination, that only an insufficient microbiological implementation takes place Can be found.
Das mit dem bekannten Verfahren angestrebte Ergebnis läßt sich auch dann nicht erzielen, wenn zusätzliche Mikro organismen nesterweise in die verseuchten Bodenschichten eingebracht werden, weil einerseits diese eingebrachten Mikroorganismen mit der Wasser-Nährstoff-Lösung wieder ausge schwemmt werden, ohne in die verseuchten Bodenschichten einzudringen, und andererseits diese konzentriert einge brachten Mikroorganismen nicht die gewünschte Effizienz haben, zumal sie infolge ihrer nesterweisen Einbringung ohne die Gefahr der Ausschwemmung nicht ausreichend mit Nähr stoffen versorgt werden können.The result sought with the known method leaves not achieve even if additional micro organisms nest in the contaminated soil layers be introduced because, on the one hand, these are introduced Microorganisms with the water-nutrient solution out again be washed up without going into the contaminated soil layers penetrate, and on the other hand this concentrated microorganisms did not bring the desired efficiency have, especially as a result of their nesting contribution without the risk of flooding is insufficient with nutrients substances can be supplied.
Die mit dem bekannten Verfahren vorgeschlagene Einbringung der Nährstoffe und der Mikroorganismen unter Druck vergrößert die Gefahr der Ausschwemmung und Grundwasserverseuchung so wohl mit Nährstoffen als auch mit ausgespülten Schadstoffen. Eine hiermit verbundene unkontrollierbare Zufuhr von Feuchtigkeit führt schließlich dazu, daß die Bodenschichten verschlammen. Diese Verschlammung verringert nicht nur die Tragfähigkeit des Bodens, wodurch sich kritische Situationen für aufstehende Gebäude ergeben können, sondern führt darüber hinaus zu einer Undurchlässigkeit der Bodenschichten, wodurch die Verteilung der zur Dekontamination eingesetzten Biomasse weiter behindert oder sogar unterbunden wird.The introduction proposed with the known method of nutrients and microorganisms under pressure the risk of flooding and groundwater contamination probably with nutrients as well as with flushed out pollutants. An associated uncontrollable supply of Moisture eventually leads to the layers of soil silty. This silting not only reduces the Load-bearing capacity of the floor, which creates critical situations can result for standing buildings, but leads over addition to an impermeability of the soil layers, whereby the distribution of the biomass used for decontamination is further hindered or even prevented.
Auch die mit dem bekannten Verfahren vorgeschlagene Kontrolle des in der Tiefe ablaufenden biochemischen Zersetzungsvor ganges mittels zusätzlicher Kontrollbohrungen ist in der Praxis nicht möglich. Wenn die Biomasse aus Mikroorganismen zur Entseuchung der tiefen Bodenschichten über Erdbohrungen in die Tiefe eingeleitet und durch gezielt, vorzugsweise in Fließrichtung des Grundwassers hinter den Erdbohrungen einge brachte Entnahmebohrungen wieder abgesaugt und die dem Tief grund entzogene Biomasse einem oberirdisch angeordneten Bio reaktor zugeleitet wird, ergibt sich zwar ein Meßergebnis, das aber nicht der mikrobiologischen Umsetzung in den tiefen Bodenschichten entspricht. Es ist bei dem bekannten Verfahren weder feststellbar, ob alle Bereiche mit Biomasse versorgt worden sind, so daß Teilmengen des verseuchten Bodens vom biochemischen Zersetzungsvorgang ausgenommen bleiben könnten, noch kann sichergestellt werden, daß die zur Dekontaminierung notwendige Menge der Mikroorganismen die verseuchten Bodenschichten erreicht, so daß sich auch durch die Rückführung der im Spülwasser befindlichen Lösungen keine Aussage darüber machen läßt, was in der Tiefe passiert.Also the control proposed with the known method of deep biochemical decomposition ganges by means of additional control holes is in the Practice not possible. If the biomass from microorganisms for the disinfection of the deep soil layers via earth bores initiated in depth and by targeted, preferably in Direction of flow of the groundwater behind the boreholes brought extraction holes again and the deep deprived biomass of an above ground bio is supplied to the reactor, there is indeed a measurement result, but not the microbiological implementation in the deep Corresponds to soil layers. It is in the known method it cannot be determined whether all areas are supplied with biomass have been so that subsets of the contaminated soil from biochemical decomposition remain excluded could, nor can it be ensured that the for Decontamination necessary amount of the microorganisms contaminated soil layers reached, so that through the return of the solutions in the rinse water none Makes statements about what happens in depth.
Der Erfindung liegt ausgehend von dem aus der EP-OS 1 70 862 Bekannten die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dekontami nierung von verseuchten Bodenschichten beliebiger Tiefe mittels eingebrachter Biomasse aus Mikroorganismen zu schaffen, das die voranstehend geschilderten Nachteile ver meidet und einen schnellen und gezielten Abbau der Ver seuchung auch unter Gebäuden und in Industrieanlagen ge stattet und gleichzeitig schädliche Grundwasserverunreini gungen vermeidet. The invention is based on that from EP-OS 1 70 862 Known the task of a decontamination process nation of contaminated soil layers of any depth using introduced biomass from microorganisms create that ver the disadvantages described above avoids and a quick and targeted dismantling of the ver also under buildings and in industrial plants equips and at the same time harmful groundwater pollution avoided.
Diese Aufgabenstellung wird durch die Erfindung dadurch ge löst, daß die Biomasse aus adaptierten Mikroorganismen ent sprechend der Lage und Konzentration der räumlichen Ver seuchung sowohl bezüglich der horizontalen Erstreckung als auch bezüglich der vertikalen Mächtigkeit der kontaminierten Bodenschichten mit einem auf die Durchlässigkeit des konta minierten Bodens abgestellten Druck und in einer auf die Konzentration der Verseuchung abgestellten sowie das Rück haltevermögen des kontaminierten Bodens nicht überschreiten den Menge aus Biomasse und Feuchte eingebracht wird.This task is ge by the invention triggers that the biomass ent from adapted microorganisms speaking of the location and concentration of spatial ver epidemic both in terms of horizontal extension and also with regard to the vertical thickness of the contaminated Soil layers with a on the permeability of the contact mined soil and in one on the Concentration of the contaminated as well as the return do not exceed the contaminated soil the amount of biomass and moisture is introduced.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine vollständige De kontaminierung verseuchter Bodenschichten beliebiger Tiefe innerhalb kürzester Frist möglich, wobei die in der Tiefe ab laufenden biochemischen Zersetzungsvorgänge jederzeit steuer bar und überprüfbar sind. Da die Biomasse aus adaptierten Mikroorganismen in einer Menge und mit einer Feuchtigkeit eingebracht wird, die sowohl auf die jeweilige Konzentration der Verseuchung abgestellt sind als auch das jeweilige Rück haltevermögen des kontaminierten Bodens in der Weise berück sichtigen, daß dieses nicht überschritten wird, werden Aus schwemmungen des Bodens, zu starke und zu geringe örtliche Konzentrationen der Biomasse, insbesondere Nesterbildungen, und Verunreinigungen des Grundwassers durch unkontrolliert abfließendes Gemisch aus Wasser und Biomasse ebenso vermieden wie die Tragfähigkeit des Bodens herabsetzende Verschlam mungen. Insbesondere die Regulierung der Feuchte, mit der die Biomasse in die einzelnen Bohrungen und in der jeweils vor gegebenen Bohrungstiefe eingebracht wird, sorgt dafür, daß keine Ausschwemmungen und damit eine unkontrollierte Zufuhr der Mikroorganismen in der Tiefe erfolgt. An Stellen höherer Erdfeuchtigkeit wird die Biomasse beispielsweise mit einem Luft-Wasser-Gemisch geringer Feuchtigkeit zugeführt, wogegen an trockenen Stellen die Zufuhr der Biomasse mit einem hohen Wasseranteil vorgenommen wird. With the method according to the invention a complete De contamination of contaminated soil layers of any depth possible within a very short period of time, the depth depending control ongoing biochemical decomposition processes at any time cash and verifiable. Because the biomass was adapted from Microorganisms in an amount and with moisture is introduced, both on the respective concentration the contamination as well as the respective return retention of contaminated soil in such a way realizing that this is not exceeded, will Flooding of the soil, local too strong and too little Concentrations of the biomass, especially nests, and contamination of the groundwater due to uncontrolled flowing mixture of water and biomass also avoided like silt lowering the load-bearing capacity of the floor mung. In particular the regulation of the humidity with which the Biomass in the individual wells and in the respective one before given hole depth ensures that no flooding and therefore an uncontrolled supply the microorganisms occur in depth. In places higher For example, the biomass is subjected to soil moisture with a Air-water mixture fed low moisture, whereas in dry places the supply of the biomass with a high Water share is made.
Damit das Eindringen der Biomasse in das verseuchte Erdreich sichergestellt ist, wird die Biomasse mit einem variablen Druck eingebracht, der auf die jeweilige Durchlässigkeit des kontaminierten Bodens abgestellt wird. Während bei durch lässigen, körnigen Bodenschichten ein geringer Druck für das Einbringen der Biomasse ausreicht, muß bei undurchlässigen, bindigen Böden mit sehr hohen Drücken gearbeitet werden, die durchaus mehrere hundert bar betragen können.So that the penetration of the biomass into the contaminated soil is ensured, the biomass with a variable Pressure applied to the respective permeability of the contaminated soil is turned off. While at through casual, grainy layers of soil a little pressure for that Sufficient biomass must be cohesive soils are worked with very high pressures can be several hundred bar.
Die Veränderung sowohl der aus Biomasse und Feuchte be stehenden, an der jeweiligen Stelle einzubringenden Menge als auch des aufzuwendenden Druckes erfolgt beim erfindungsge mäßen Verfahren entsprechend der Lage und Konzentration der Verseuchung, d. h. ist nicht nur veränderlich bezüglich der horizontalen Erstreckung, sondern auch bezüglich der ver tikalen Mächtigkeit der räumlichen Verseuchung. Das gesamte Volumen der z. B. beim Niederbringen der Bohrungen in ihrer Lage und Konzentration ermittelten Verseuchung wird auf diese Weise gezielt mit den adaptierten Mikroorganismen versorgt, so daß die biologischen Zersetzungsvorgänge gesteuert und innerhalb kürzester Zeit ablaufen. Jede der zur gezielten Zu fuhr der Biomasse eingebrachten Bohrungen kann hierbei zu einer Meßstelle umfunktioniert werden, um einerseits die ab laufenden Zersetzungsvorgänge zu überwachen sowie ggf. Nähr stoffe und weitere Biomasse zuzuführen und andererseits das Endergebnis der biochemischen Zersetzung zu überprüfen.The change in both biomass and moisture be standing quantity to be introduced at the respective position as also the pressure to be applied takes place at the fiction procedures according to the location and concentration of the Contamination, d. H. is not only changeable in terms of horizontal extension, but also in terms of ver tical thickness of the spatial contamination. The entire Volume of z. B. when drilling the holes in their The location and concentration of the identified contamination is based on this Specifically supplied with the adapted microorganisms, so that the biological decomposition processes are controlled and expire within a very short time. Each of the targeted to Drilled holes can be drilled into the biomass a measuring point can be converted to the one hand monitor ongoing decomposition processes and, if necessary, nutrient supply substances and further biomass and on the other hand the Review the end result of biochemical decomposition.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann außerhalb der verseuchten Fläche mindestens eine Brunnenbohrung zur Feuchteregulierung und/oder zur Absenkung des Grundwasser spiegels im Bereich der Verseuchung eingebracht werden. Hier durch wird verhindert, daß Biomasse und/oder Nährstoffe, bei spielsweise Nitrate, in das Grundwasser gelangen, wenn die Verseuchung bis in das Grundwasser hinabreicht. According to a further feature of the invention, outside of the contaminated area at least one well bore Humidity regulation and / or to lower the groundwater mirror in the area of contamination. Here by preventing biomass and / or nutrients from for example nitrates, get into the groundwater when the Contamination down to the groundwater.
Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, jede Boh rung mit einem perforierten Rohr auszukleiden, in das eine Injektionslanze einführbar ist, deren Injektionsbereich durch zwei im jeweils vorgegebenen Abstand voneinander angeordnete Dichtringe eingestellt wird. Auf diese Weise ist es möglich, in jede Bohrung entsprechend der zuvor ermittelten Lage und Konzentration der Verseuchung die entsprechende Menge an Bio masse unter Druck und gezielt einzubringen, wobei die jeweils erforderliche Verteilung der Biomasse in senkrechter Richtung sichergestellt wird.Finally, with the invention it is proposed that each Boh lined with a perforated tube into one Injection lance is insertable, the injection area through two spaced from each other Sealing rings is set. In this way it is possible in each hole according to the previously determined position and Concentration of contamination the appropriate amount of organic mass under pressure and selectively bring in, each required distribution of the biomass in the vertical direction is ensured.
Zur Steuerung der in die einzelnen Bohrungen einzubringenden Mengen und einzuhaltenden Injektionsbereiche wird ein Computer benutzt, der vorzugsweise zusammen mit den Tanks für Biomasse und Nährstoffe und den zur Durchführung des Ver fahrens erforderlichen Pumpen in einem Container unter gebracht ist, der am Rand des verseuchten Gebiets aufgestellt wird. Die Brunnenbohrung kann hierbei zur Bereitstellung der erforderlichen Feuchtigkeit herangezogen werden. Außerdem ist es möglich, mit Hilfe des Computers sowohl das Bohrgerät als auch das Injektionsgerät zu steuern.To control the holes to be drilled into the individual holes Amounts and injection areas to be observed will be a Computer used, preferably together with the tanks for Biomass and nutrients and those used to carry out ver driving required pumps in a container brought up, which is placed on the edge of the contaminated area becomes. The well bore can be used to provide the required moisture can be used. Besides, is it is possible to use both the drill and the computer also control the injection device.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet, um
großflächige und in größerer bis größter Tiefe liegende Ver
seuchungen zu beseitigen, wobei auch eine vorhandene Bebauung
nicht abgerissen werden muß, da die Bohrungen nicht nur senk
recht, sondern auch schräg ins Erdreich oder durch vorhandene
Gebäudeböden hindurch geführt werden können. Außer der An
wendung an Ort und Stelle der Verseuchungen ist es selbstver
ständlich ebenfalls möglich, das erfindungsgemäße Verfahren
dann anzuwenden, wenn der verseuchte Boden zuvor ausgehoben
und an anderer Stelle mit einer Mächtigkeit angehäuft worden
ist, die die Anwendung der eingangs beschriebenen Verfahren
des Aufsprühens oder Verrieselns der Biomasse nicht ge
stattet.
The method according to the invention is particularly suitable for eliminating contaminations that are large and in greater or greater depth, and an existing development does not have to be demolished, since the holes are not only perpendicular, but also at an angle into the ground or through existing building floors can be. In addition to the on-site use of the contaminations, it is of course also possible to apply the method according to the invention if the contaminated soil has been excavated beforehand and piled up elsewhere with a thickness that is the use of the spraying or spraying methods described at the outset Do not allow the biomass to trickle.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll nunmehr anhand eines Aus führungsbeispiels unter Zuhilfenahme von Zeichnungen er läutert werden; von denen zeigtThe method according to the invention should now be based on an off example with the help of drawings to be refined; of which shows
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ver seuchung größerer Tiefe mit einem senkrechten Schnitt durch die verseuchten Bodenschichten und Fig. 1 is a perspective view of a Ver contamination of greater depth with a vertical section through the contaminated soil layers and
Fig. 2 eine Perspektive einer mit einem perforierten Rohr ausgekleideten Bohrung mit eingeführter Injektionslanze. Fig. 2 is a perspective of a bore lined with a perforated tube with an inserted injection lance.
Die beispielsweise durch Eindringen von Mineralöl bis in tiefe Bodenschichten hervorgerufene Verseuchung 1 ist in Fig. 1 durch einen schraffierten Bereich dargestellt. Die Dar stellung zeigt, daß die räumliche Verseuchung 1 bis in tiefe Bodenschichten reicht, die beim Ausführungsbeispiel vom Grundwasser 2 durchflossen werden. Die Fließrichtung des Grundwassers 2 ist durch einen Pfeil in Fig. 1 angedeutet.The contamination 1 caused, for example, by the penetration of mineral oil into deep soil layers is shown in FIG. 1 by a hatched area. The Dar position shows that the spatial contamination 1 extends to deep layers of soil that are flowed through by the groundwater 2 in the embodiment. The direction of flow of the groundwater 2 is indicated by an arrow in Fig. 1.
Nachdem die Lage und Konzentration der Verseuchung 1 durch Analysen und Bodengutachten ermittelt worden sind, werden in der gesamten Fläche oberhalb der Verseuchung 1 Bohrungen 3 eingebracht. Dies geschieht mit Hilfe eines Bohrgerätes 4, das schematisch im rechten oberen Teil der Fig. 1 dargestellt ist. Die Anzahl der Bohrungen 3, ihr Abstand voneinander und ihre Tiefe werden hierbei entsprechend der Lage und der Kon zentration der Verseuchung 1 anhand eines zuvor erstellten Sanierungsplanes gewählt. Hierbei werden die Bohrungen 3 numeriert, wobei jeder Bohrlochnummer die Bohrlochtiefe und der Injektionsbereich zugeordnet werden, d. h. derjenige Be reich, in dem über die jeweilige Bohrung 3 Biomasse in die Bodenschichten eingebracht werden soll. After the position and concentration of the contamination 1 have been determined by analyzes and soil surveys, 1 holes 3 are drilled in the entire area above the contamination. This is done with the aid of a drilling device 4 , which is shown schematically in the upper right part of FIG. 1. The number of holes 3 , their distance from each other and their depth are chosen according to the location and the concentration of contamination 1 based on a previously prepared remediation plan. The holes 3 are numbered, with each hole number being assigned the hole depth and the injection area, ie the area in which 3 biomass is to be introduced into the soil layers via the respective hole.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird nach Einbringen jeder Bohrung 3 das Bohrloch durch ein perforiertes Rohr 5 ausgekleidet. Beim Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Perforierung über die gesamte Länge des Rohres 5. In dieses Rohr 5 kann eine Injektionslanze 6 eingeführt werden, die am vorderen Ende mit einer größeren Anzahl von Injektionsöffnungen ausgebildet ist, wie die in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile erkennen lassen. Um den jeweiligen Injektionsbereich festzulegen, sind am vorderen Ende der Injektionslanze 6 und im vorgegebenen Ab stand hiervon jeweils ein Dichtring 7 angeordnet. Jeder Dichtring 7 dichtet den ringförmigen Raum zwischen der Injektionslanze 6 und dem perforierten Rohr 5 in axialer Richtung ab, so daß das über die Injektionsöffnungen der Injektionslanze 6 austretende Medium nur innerhalb des durch die beiden Dichtringe 7 vorgegebenen Bereiches in den Ring raum zwischen Rohr 5 und Injektionslanze 6 austreten kann. Aus diesem Ringraum gelangt das Medium anschließend durch die Perforierungen des Rohres 5 in das Erdreich.As is apparent from FIG. 2, after each hole 3 has been drilled, the borehole is lined with a perforated tube 5 . In the exemplary embodiment, the perforation extends over the entire length of the tube 5 . An injection lance 6 can be introduced into this tube 5 , which is formed at the front end with a larger number of injection openings, as can be seen from the arrows drawn in FIG. 2. In order to determine the respective injection area, a sealing ring 7 is arranged at the front end of the injection lance 6 and in the predetermined position. Each sealing ring 7 seals the annular space between the injection lance 6 and the perforated tube 5 in the axial direction, so that the medium emerging via the injection openings of the injection lance 6 only within the area specified by the two sealing rings 7 in the ring space between tube 5 and Injection lance 6 can emerge. From this annular space, the medium then reaches the soil through the perforations of the tube 5 .
Anhand der Lage und Konzentration der Verseuchung 1 wird ein Sanierungsplan erstellt, der unter anderem die Menge der im jeweiligen Injektionsbereich auszubringenden Biomasse und den hierbei aufzubringenden Druck enthält. Der Druck wird hierbei unter Berücksichtigung der Durchlässigkeit des kontaminierten Bodens im jeweiligen Injektionsbereich der jeweiligen Bohrung 3 gewählt. Die im jeweiligen Injektionsbereich einzubringende Menge aus Biomasse und Feuchte wird nicht nur auf die je weilige Konzentration der örtlichen Verseuchung abgestellt, sondern berücksichtigt auch das Rückhaltevermögen des konta minierten Bodens, so daß sichergestellt wird, daß die einge brachte Menge das jeweilige Rückhaltevermögen nicht über schreitet. Hierdurch wird verhindert, daß z. B. durch zu hohe Feuchtigkeit sowohl Schadstoffe als auch Biomasse aus dem je weiligen durch die Injektion versorgten Bereich ausgeschwemmt und die Bodenschichten verschlammt werden. On the basis of the location and concentration of contamination 1 , a remediation plan is drawn up which contains, among other things, the amount of biomass to be applied in the respective injection area and the pressure to be applied. The pressure is selected taking into account the permeability of the contaminated soil in the respective injection area of the respective bore 3 . The amount of biomass and moisture to be introduced in the respective injection area is not only based on the respective concentration of the local contamination, but also takes into account the retention capacity of the contaminated soil, so that it is ensured that the quantity introduced does not exceed the respective retention capacity. This prevents z. B. by excessive moisture both pollutants and biomass from the respective area supplied by the injection washed out and the soil layers are silted up.
Die Injektionslanze 6 wird jeweils mit Hilfe eines in Fig. 1 schematisch dargestellten Injektionsgerätes 8 in die ent sprechende Bohrung 3 abgesenkt, und zwar unter Einhaltung der jeweils erforderlichen Absenktiefe und des für jede Bohrung 3 festgelegten Injektionsbereiches. Die Steuerung des Injektiongerätes 8 erfolgt hierbei durch einen Computer, in dessen Speichern die einzelnen Daten für den Sanierungsplan abgespeichert sind. Auf diese Weise werden alle Bohrungen 3 nacheinander innerhalb ihres durch die räumliche Verseuchung 1 erfaßten Tiefenbereiches mit Biomasse versorgt, wozu es notwendig werden kann, in jeweils einer Bohrung 3 in unter schiedlichen Tiefen unterschiedliche Mengen aus Biomasse und Feuchte und ggf. mit unterschiedlichem Druck zu injizieren, und zwar in Abhängigkeit einerseits von der Lage und anderer seits von der Konzentration der Dekontaminierung. Nach Ab schluß sämtlicher Injektionen ist die gesamte räumliche Ver seuchung 1 gezielt mit Biomasse aus adaptierten Mikro organismen versorgt, so daß der mikrobiologische Umsetzungs vorgang optimal abläuft.The injection lance 6 is lowered in each case with the aid of an injection device 8 , which is shown schematically in FIG. 1, into the corresponding bore 3 , while observing the required lowering depth and the injection area defined for each bore 3 . The injection device 8 is controlled by a computer, in the storage of which the individual data for the rehabilitation plan are stored. In this way, all of the holes 3 are successively supplied with biomass within their depth range detected by the spatial contamination 1 , for which purpose it may be necessary to inject different amounts of biomass and moisture and possibly with different pressure into each hole 3 at different depths , depending on the one hand on the location and on the other hand on the concentration of decontamination. After all injections are complete, the entire spatial contamination 1 is specifically supplied with biomass from adapted microorganisms, so that the microbiological implementation process proceeds optimally.
Nach diesem Einbringen der auf den jeweiligen Schadstoff abgestimmten Biomasse werden zumindest einige der Bohrungen 3 über oberirdisch verlegte Verbindungsleitungen 9 mit in einem Container 10 angeordneten Tanks verbunden. Diese Tanks enthalten einerseits Biomasse und andererseits Nährstoffe, die zusammen mit der notwendigen Feuchtigkeit bei Bedarf den einzelnen Bohrungen 3 zugeführt werden, um die in die einzelnen Bohrungen 3 eingebrachten Organismen zu versorgen bzw. zu ergänzen. Diese Versorgung und Ergänzung erfolgt in Abhängigkeit von einer Kontrolle der in der Tiefe ablaufenden mikrobiologischen Umsetzung. Zu diesem Zweck werden zumindest einige der Bohrungen 3 zumindest zeitweise in Meßstellen umfunktioniert. Die zu einem bestimmten Zeitpunkt als Meß stellen umfunktionierten Bohrungen 3 sind in Fig. 1 durch den Buchstaben "M" gekennzeichnet. Über diese Meßstellen wird der Ablauf der mikrobiologischen Umsetzung überwacht. Auch dies geschieht mit Hilfe eines im Container 10 angeordneten Computers, der beispielsweise die entsprechenden Pumpen und Ventile steuert, damit die mikrobiologische Umsetzung gezielt und überwacht abläuft.After this introduction of the biomass matched to the respective pollutant, at least some of the bores 3 are connected to tanks arranged in a container 10 via above-ground connecting lines 9 . These tanks contain, on the one hand, biomass and, on the other hand, nutrients, which, together with the necessary moisture, are fed to the individual boreholes 3, if necessary, in order to supply or supplement the organisms introduced into the individual boreholes 3 . This supply and supplement is dependent on a control of the in-depth microbiological implementation. For this purpose, at least some of the bores 3 are at least temporarily converted into measuring points. The bores 3 converted at a certain point in time as measuring are identified in FIG. 1 by the letter "M" . The microbiological implementation is monitored via these measuring points. This is also done with the aid of a computer arranged in the container 10 , which, for example, controls the corresponding pumps and valves so that the microbiological implementation takes place in a targeted and monitored manner.
Beim Ausführungsbeispiel ist in Fließrichtung des Grund wassers 2 vor der Verseuchung 1 eine Brunnenbohrung 11 einge bracht worden. Die Brunnenbohrung 11 dient zur Bereitstellung von Feuchtigkeit, die den einzelnen Bohrungen 3 entsprechend dem Ablauf der mikrobiologischen Umsetzung vorzugsweise zusammen mit Nährstoffen zugeführt wird. Die Brunnenbohrung 11 wird ebenfalls zur Absenkung des Grundwasserspiegels ver wendet, so daß bis zum Abschluß der mikrobiologischen Um setzung die Verseuchung 1 nicht mehr im Grundwasserbereich liegt.In the embodiment, a well bore 11 has been introduced in the flow direction of the ground water 2 before the contamination 1 . The well bore 11 serves to provide moisture, which is preferably supplied to the individual wells 3 together with nutrients in accordance with the microbiological implementation. The well bore 11 is also used to lower the groundwater level, so that until the completion of the microbiological implementation, the contamination 1 is no longer in the groundwater area.
Durch die ständige bzw. periodische Kontrolle des Ablaufs und des Ergebnisses der in der Tiefe ablaufenden mikrobiolo gischen Umsetzung ist es bei dem voranstehend geschilderten Verfahren möglich, einerseits den Ablauf des Sanierungsplanes und andererseits das Endergebnis der Sanierungsmaßnahme fest zustellen. Trotz der in der Tiefe ablaufenden mikrobiolo gischen Umsetzung kann somit sichergestellt werden, daß die Verseuchung 1 beseitigt wird.Due to the constant or periodic control of the process and the result of the in-depth microbiological implementation, it is possible with the above-described method to determine on the one hand the process of the rehabilitation plan and on the other hand the final result of the remedial measure. Despite the depth of the microbiological implementation, it can thus be ensured that the contamination 1 is eliminated.
Obwohl das Verfahren voranstehend anhand einer Dekontaminie rung einer Verseuchung an Ort und Stelle beschrieben worden ist, läßt sich das Verfahren natürlich auch dann anwenden, wenn der verseuchte Boden zuvor ausgehoben und an anderer Stelle in einer Mächtigkeit, beispielsweise in einem Trog oder auf einem geeigneten Untergrund aufgeschüttet worden ist, die eine zeitgerechte Dekontaminierung durch Aufsprühen oder Verrieseln der Biomasse wegen der großen Tiefe und/oder der unterschiedlichen Konzentration der Verseuchung ausschließt. Although the procedure above is based on decontamination contamination on the spot has been described the procedure can of course also be used if the contaminated soil was previously excavated and on another Place in a thickness, for example in a trough or heaped up on a suitable surface which is timely decontamination by spraying or trickling of the biomass because of the great depth and / or the different concentration of contamination excludes.
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Bezugsziffernliste
1 Verseuchung
2 Grundwasser
3 Bohrung
4 Bohrgerät
5 Rohr
6 Injektionslanze
7 Dichtring
8 Injektionsgerät
9 Verbindungsleitung
10 Container
11 BrunnenbohrungReference number list 1 contamination
2 groundwater
3 hole
4 drilling rig
5 pipe
6 injection lance
7 sealing ring
8 injection device
9 connecting line
10 containers
11 well drilling
Claims (3)
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|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8331 | Complete revocation |