Feste Wärmequellen (THERIS-Verfahren) zur schnellen Sanierung bindiger Böden

Mit festen Wärmequellen kann ein Schadensherd im Boden oder im Grundwasser schnell, sicher und wirtschaftlich beseitigt werden. Typische Anwendungsbereiche sind Umweltschäden bei ehemaligen chemischen Reinigungen oder Metallentfettungen durch Lösemittel (z.B. chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) wie Tetrachlorethen (PCE, Per) oder Trichlorethen (TCE, Tri)), sowie Tankstellen und Tanklagern durch aromatisch Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol oder Xylol (BTEX). Weitere Anwendungsbereiche sind Industriebetriebe, Schwelereien oder Gaswerksstandorte, bei denen sich im Boden oder Grundwasser polyzyklische, aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), freie und residuale Ölphase, Mineralöl oder Kompressoröl befinden.

Feste Wärmequellen werden üblicherweise im gering durchlässigen, bindigen Boden oder in Schichten mit geringer hydraulischer Durchlässigkeit für das Grundwasser eingesetzt. Schluff, Lehm, Mergel und Ton sind Bodenschichten, in denen Schadstoffe auch noch nach Jahrzehnten gespeichert sein können. Durch den Betrieb von festen Wärmequellen in diesen Schichten werden Boden und Grundwasser vornehmlich konduktiv erwärmt. Die relevanten Sanierungsprozesse werden von uns kontinuierlich fernüberwacht und ausgewertet, um den Sanierungsbetrieb zu managen.

Wasser und leichtflüchtige bzw. mittelflüchtige Schadstoffe verdampfen gemeinsam bei Temperaturen bis zu 100°C  (z.B. aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe, also BTEX, Lösemittel, CKW). Daher liegt der Siedepunkt des Gemisches unter den Siedepunkten der Einzelstoffe. Dieser Prozess wird Wasserdampfdestillation genannt. Die verdampften Schadstoffe werden mit der Bodenluft (BLA) abgesaugt. Die Bodenluft wird gereinigt, bevor sie an die Atmosphäre abgegeben wird. Verglichen mit einer kalten Bodenluftabsaugung sind die Prozesse bei einer thermisch unterstützten Bodenluftabsaugung meistens um das Zehn- bis Zwanzigfache schneller.

Bei freier und residual gebundener Öl-Phase, Schäden durch Mineralöl, Teeröl oder Kompressoröl ist hingegen eine vollständige Verdampfung der Schadstoffe sehr aufwendig. Hier ist eine thermische Unterstützung der Ölphasenförderung viel wirtschaftlicher. Gezielt werden hierbei die Fließeigenschaften der Öl-Phase so konditioniert, dass die hydraulische Förderleistung oftmals um das Zehnfache gesteigert wird.

THERIS - feste Wärmequellen zur Bodenreinigung und Grundwassersanierung
Schema Feste Wärmequellen (THERIS-Verfahren) zur Bodenreinigung und Grundwassersanierung

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Energieverbrauch, Wirtschaftlichkeit

Die hohe Wirtschaftlichkeit beim Einsatz fester Wärmequellen basiert auf den schnellen Prozessen bei einer Sanierung. Diese ermöglichen einen schnellen Abschluss von Bodenreinigung und Grundwassersanierung in wenigen Monaten und sichern einen dauerhaften und nachhaltigen Sanierungserfolg. 

Bei vielen Projekten wurde nach Abschluss der Sanierung der Energieverbrauch der thermischen in-situ Sanierung bewertet. Hierzu wurde die eingesetzte Energie pro gefördertem Kilogramm Schadstoff ermittelt und mit der eingesetzten Energie einer kalten Bodenluftabsaugung oder einer Grundwassersanierung mit Pump and Treat verglichen. Wiederholt wurde hierbei gezeigt, dass feste Wärmequellen energiesparend gegenüber den konventionellen Verfahren waren.

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Aktuelle Publikationen

Auf der AquaConSoil 2015 veröffentlichten wir einen Beitrag, in dem unter anderem die Sanierung von einem CKW-Schaden mit festen Wärmequellen (THERIS-Verfahren) erläutert wird. Das Besondere hierbei - während der thermischen in-situ Sanierung wurde eine Industriehalle über dem zu sanierenden CKW-Schaden errichtet. Im Beitrag werden exemplarisch die Arbeitsschritte zur Abstimmung mit den Architekten, dem Tiefbau und dem Hochbau erläutert. Der Sanierungsbereich wurde nach der erfolgreichen und fristgerechten Sanierung mit einer 100 Tonnen schweren Spritzgussmaschine überbaut, ohne dass zusätzliche Maßnahmen zur Bodenstabilisierung erforderlich waren.

Sanierung, CKW-Schaden, feste Wärmequellen

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Üblicher Anwendungsbereich

  • Entfernung von Schadensherden
  • ungesättigte Bodenzone
  • Grundwassersanierung (Aquitard)
  • Lockergesteine (Sand, vornehmlich aber Schluff, Lehm, Ton)
  • Kluftgesteine (bedingt)
  • leicht-, mittel-, schwerflüchtige organische Schadstoffe (z.B. CKW, BTEX, MKW)
  • Mobilisierung von Ölphase
  • sehr kurze Sanierungszeit (Wochen bis wenige Monate)
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Projektbeispiele

Erfolgreiche LHKW- (CKW-), BTEX- oder MKW-Sanierungen wurden von uns in mehreren Ländern geplant, umgesetzt und teilweise von Dritten ausgezeichnet. Weitere Informationen zu thermischen In-situ-Sanierungen und zu Ökobilanzen haben wir in den letzten Jahren umfangreich publiziert. Sprechen Sie uns zur Erörterung Ihrer Fragen an.

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