DE4335574A1 - Verfahren zur Entfernung von Schadstoffablagerungen in flüssigen, fest-flüssigen und festen, wasserdurchlässigen Umgebungen - Google Patents
Verfahren zur Entfernung von Schadstoffablagerungen in flüssigen, fest-flüssigen und festen, wasserdurchlässigen UmgebungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von
Schadstoffen in flüssigen, fest-flüssigen und festen,
wasserdurchlässigen Umgebungen. Anwendungsgebiet der Erfindung
ist der Umweltschutz.
Mit zunehmender Industrialisierung wird die Gefahr der
Verschmutzung der Böden durch verschiedenste Stoffe, die
sogenannten Altlasten, immer größer. Besonders häufig sind
Verschmutzungen durch Steinkohlen- oder Braunkohlenteere oder
-peche, durch Mineralöle oder Rückstände aus der
Mineralölverarbeitung, durch Kunstharze, Plast- oder
Elastmaterialien sowie durch stickstoff-, phosphor- oder
schwefelhaltige organische Stoffe wie Pflanzenschutzmittel oder
Sprengstoffe. Die so kontaminierten Böden werden durch
Regenwasser allmählich ausgespült, die Schadstoffe gelangen
durch Versickerung oder auch direkt ins Grundwasser und werden
dann verbreitet.
Von den bekannten Bodenreinigungsverfahren ist die biologische
in-situ-Reinigung am umweltschonendsten und gleichzeitig am
kostengünstigsten. Es gibt unterschiedliche Verfahren dieser
Art. Sie sind meistens auf die Unterstützung der Reinigungskraft
von ortsansässigen (autochthonen) Mikroorganismen ausgerichtet.
Mehrere Versuche, fremde Mikroorganismen, die unter
Laborbedingungen hohe Schadstoffabbauraten gewährleisten, in
verseuchte Böden einzubringen, sind bisher gescheitert. Die
autochthone Flora stößt üblicherweise fremde Mikroorganismen ab.
In Patentanmeldung P 43 15 118.3 wurde für die biologische
Reinigung des verseuchten Grundwassers ein Einbau von in
Schwerkraftrichtung orientierten, mit speziellen Belüftungs
vorrichtungen ausgerüsteten Schächten vorgeschlagen. Diese
Schächte enthalten suspendierende oder immobilisierte Mikro
organismenkulturen.
Mit der Vorrichtung wurden partiell gute Ergebnisse erreicht, es
war jedoch nicht möglich, sowohl eine biologische Reinigung des
abfließenden Grundwassers als auch gleichzeitig die des
verseuchten Bodens durch die Nutzung von ortsfremden
Mikroorganismen zu realisieren.
Die Erfindung hat das Ziel, den Einsatz von fremden
Mikroorganismen sowohl für die biologische in-situ-
Bodenreinigung als auch für die Absperrung des verseuchten
Bodens im Grundwasserbereich zu ermöglichen. Ihr liegt die
Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen
in flüssigen, fest-flüssigen und festen, wasserdurchlässigen
Umgebungen bereitzustellen.
Die Erfindung wird gemäß Patentanspruch 1 realisiert, die
Unteransprüche sind Vorzugsvarianten. Sie ist dadurch
gekennzeichnet, daß im kontaminierten Raum ein oder mehrere
durchlässige Schächte angeordnet werden, die mit in festem
Material eingearbeiteten bzw. immobilisierten kontaminations
abbauenden bzw. -akkumulierenden Mikroorganismen gefüllt sind
und die gegebenenfalls belüftet, und/oder mit sauerstoff
tragenden Substanzen versetzt, und/oder mit Flüssigkeit
durchpumpt werden.
Die Schächte werden bevorzugt mit Hilfe der in der
Patentanmeldung P 43 15 118.3 beschriebenen Vorrichtung
belüftet. Zur weiteren Reinigung des abfließenden Wassers werden
die Schächte im Grundwasserabstrombereich eingesetzt. Die Abluft
aus den im kontaminierten Raum befindlichen Schächten wird in
einem Filter oder bevorzugt durch Einleitung in die im
Grundwasserstrombereich befindlichen Schächte gereinigt. Mit
Hilfe des Verfahrens kann sowohl wassergesättigter als auch
ungesättigter Boden behandelt werden. Dafür wird das Wasser aus
dem kontaminierten Raum und/oder aus einem bzw. mehreren der
Schächte in die weiter vorhanden Schächte gepumpt, so daß im
kontaminierten Raum flüssigkeitsgesättigte und - ungesättigte
periodisch einander ablösende dynamische Zonen entstehen. Der
Grundwasserzustrom in den kontaminierten Bereich wird gesteuert.
Grundwasserzustrom in den kontaminierten Bereich wird gesteuert.
Dadurch werden die im kontaminierten Raum angesiedelten oder
eingebrachten sowie die in die Schächte eingebrachten
Mikroorganismen zu einem optimalen Abbau der Kontaminanten
veranlaßt. Bei Einbringung von metalloxidierenden bzw.
-reduzierenden und/oder sulfatreduzierenden Mikroorganismen in
die Schächte wird eine Akkumulierung von Schwermetallen in den
Schächten ermöglicht. Die metall- und/oder sulfatreduzierende
Mikroorganismen enthaltenden Schächte werden zusätzlich mit
einem oxidierbaren organischen Stoff gefüllt. Die Schächte
werden periodisch regeneriert, indem ihre Inhaltsstoffe entfernt
und durch frische bzw. regenerierte Füllungen ersetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht mit einem minimalen
Kostenaufwand, wasserdurchlässige Umgebungen umfassend zu
reinigen und vor der Verbreitung von organischen und
anorganischen (Schwermetalle) Kontaminationen zu sichern.
Das Verfahren wird durch ein in den Abb. 1 und 2
dargestelltes Beispiel näher erläutert.
In den mit Erdöl kontaminierten Boden 2 und Grundwasser 1 werden
Schächte 8 mit dem mikroorganismenhaltigen Feststoffpräparat 3
eingebaut, die aus zwei ineinander eingesetzten gelochten
Zylindern bestehen. Im Raum zwischen den Zylindern wird das
Feststoffpräparat eingefüllt. In der Abb. 1 ist ein
Arbeitszustand gezeigt, bei dem das Grundwasser aus dem
mittleren Schacht in die äußeren Schächte durch die Leitung 6
gepumpt wird. Bedingt durch den hydraulischen Widerstand des
Bodens werden um die äußeren Schächte stehende dynamische
Wasserwellen 7 gebildet. Alle Schächte werden gleichmäßig
belüftet. Die Luft wird von der Pumpe 9 über die Luftleitung 4
in den unteren Teil der inneren Zylinder der Schächte
eingeführt.
In den in den Wasserwellen stehenden Schächten steigt die Luft
in Blasenform in den inneren Zylindern auf und wird über die
Luftleitung 4 durch den Sperrschichtschacht 11 entweder in die
Atmosphäre oder ganz oder teilweise in die Pumpe 9 geleitet und
von letzterer in die Schächte zurückgeführt.
Mit einem Teil dieser Luft wird die ungesättigte Bodenzone
belüftet. Dafür werden die Luftsperrventile 12 an jedem zweiten
zu diesem in der ungesättigten Bodenzone stehenden Schacht
geschlossen. Die Luft aus diesen Schächten durchströmt den Boden
und wird durch die Schächte mit den offenen Luftsperrventilen
abgezogen.
Es erfolgt ein ständiger Durchgang des kontaminierten Wassers
durch das bioaktive Feststoffpräparat in den Schächten sowie
eine ständige Belüftung, sowohl des Grundwassers als auch des
ungesättigten Bodenbereiches. Die für die Erhaltung der
Mikroorganismenaktivität erforderlichen Nährstoffe werden durch
die Wasserleitung in die Schächte gegeben.
Die nebeneinander stehenden Schächte werden abwechselnd mit dem
Grundwasser beschickt (Abb. 2: + wassergesättigte Schächte, -
wasserungesättigte Schächte), dadurch werden die gesättigten und
ungesättigten Zonen periodisch ausgetauscht. Damit wird eine
ständige Befeuchtung der ungesättigten Bodenzonen und deren
Beimpfung durch die aus dem Feststoffpräparat austretenden
Mikroorganismen erreicht.
Im Grundwasserabstrom 10 aus dem kontaminierten Bodenareal wird
der Sperrschichtschacht 11 über die gesamte Breite und Tiefe der
kontaminierten Grundwasserströmung eingesetzt. Der Schacht 11
wird so konstruiert wie die Schächte 8. Im Unterschied zu diesen
kann seine Abluft direkt in die Atmosphäre geleitet werden.
Die Schächte sind so konstruiert, daß gegebenenfalls ein
Austausch inaktivierten Feststoffpräparats ermöglicht wird.
Claims (13)
1. Verfahren zur Entfernung und/oder Abbau von
Schadstoffablagerungen in flüssigen, fest-flüssigen und
festen, wasserdurchlässigen Umgebungen, dadurch
gekennzeichnet, daß im kontaminierten Raum ein oder mehrere
durchlässige Schächte angeordnet werden, die mit in festem
Material eingearbeiteten kontaminationsabbauenden bzw.
-akkumulierenden Mikroorganismen beschickt sind und,
gegebenfalls belüftet, und/oder mit sauerstofftragenden
Substanzen versetzt, und/oder mit Flüssigkeit durchpumpt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
eingearbeiteten Mikroorganismen auf einem festen Träger
immobilisiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Belüftung bevorzugt die in der Patentanmeldung
P 4315118.3 beschriebene Vorrichtung eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schächte im Grundwasserabstrombereich
eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abluft aus den Schächten im kontaminierten Raum
durch ein Filter, bevorzugt durch die Schächte im
Grundwasserabstrombereich, geleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit aus dem kontaminierten Raum und/oder
aus einem bzw. einigen darin befindlichen Schächten in die
anderen gepumpt wird, so daß im kontaminierten Raum
flüssigkeitsgesättigte und - ungesättigte periodisch
einander ablösende dynamische Zonen entstehen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ungesättigten Zonen belüftet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Belüftung der ungesättigten Zonen bevorzugt durch
die Absperrung der Abluftleitung von den einigen, bevorzugt
von jedem zweiten zu dem Zeitpunkt dort befindlichen
Schächten erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundwasserzustrom hydraulisch gesteuert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die kontaminationsakkumulierenden Mikroorganismen
metalloxidierende Mikroorganismen sind.
11. Verfahren nach Anspruch 1, 5, 6 und 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die kontaminationsakkumulierende
Mikroorganismen heterotrophe metallreduzierende und/oder
sulfatreduzierende Mikroorganismen sind.
12. Verfahren nach Anspruch 1, 5, 6, 8 und 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die metall- und/oder sulfatreduzierende
Mikroorganismen enthaltenden Schächte mit einem
oxidierbaren organischen Stoff befüllt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schächte periodisch regeneriert werden indem ihre
Inhaltsstoffe entfernt und durch frische bzw. regenerierte
Füllungen ersetzt werden.
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| DE19934335574 Ceased DE4335574A1 (de) | 1993-08-30 | 1993-10-19 | Verfahren zur Entfernung von Schadstoffablagerungen in flüssigen, fest-flüssigen und festen, wasserdurchlässigen Umgebungen |
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| Country | Link |
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