CKW-Altlastensanierung unter Gebäude

Am Standort einer ehemaligen chemischen Reinigung in Bayern bestand ein CKW-Schadensfall. Der Schadensherd lag im Wesentlichen unter mehreren denkmalgeschützten Gebäuden in Lehm- und Tonschichten sowie im quartären Grundwasserleiter. Ende der 1990er Jahre scheiterte der Versuch, die Lehm- und Tonschichten mit einer konventionellen Bodenluftabsaugung (BLA) zu sanieren. Seit 2008 erfolgte eine hydraulische Grundwasserreinigung (pump and treat, P&T), um eine Ausbreitung der CKW im Grundwasser zu verhindern.

In einem konzeptionellen Standortmodell (3D-Modell) wurden die CKW-Quellen, Geologie und Hydrologie, die Gebäude sowie erdverlegte Infrastruktur abgebildet. Aus der Gefährdungsanalyse ergab sich, dass die CKW-Quellen auch unter den Gebäuden dauerhaft entfernt werden mussten. Dieses war nur mit der hydraulischen Grundwasserreinigung nicht effizient möglich.

Zur thermischen in-situ Sanierung (TISS) der CKW-Quelle wurden Sanierungsverfahren zum konduktiven und zum konvektiven Wärmeeintag in den Boden und ins Grundwasser miteinander kombiniert. Zur Erwärmung der gering durchlässigen Lehm- und Tonschichten kam das THERIS-Verfahren mit festen Wärmequellen zum Einsatz. Im quartären Grundwasserleiter (Aquifer) erfolgte ergänzend eine Dampf-Luft-Injektion mit dem TUBA-Verfahren. Bei der Planung der Sanierungsanlage erfolgte eine Erweiterung des konzeptionellen Standortmodells um die verfahrenstechnischen und messtechnischen Komponenten.

Die Inbetriebnahme erfolgte zunächst nur mit einer konventionellen, "kalten" Bodenluftabsaugung. Der CKW-Austrag war hierbei mäßig. Nach drei Wochen wurde die thermische in-situ Altlastensanierung gestartet. Durch die Erwärmung wurde die Verdampfung der CKW um den Faktor 20 gegenüber den natürlichen Untergrundtemperaturen gesteigert.

Die Altlastensanierung unter den Gebäuden erfolgte bei gleichzeitigem Erhalt der Wohnnutzung in den Gebäuden. Die Raumluft wurde während der CKW-Sanierung messtechnisch überwacht. CKW-Belastungen wurden hier nicht festgestellt.

Innerhalb von vier Monaten erfolgte ein Austrag von fast 550 kg CKW über die Bodenluftabsaugung (BLA). Zeitgleich wurden über die Grundwasserreinigung nur wenige Kilogramm CKW aus dem Grundwasserleiter ausgetragen und das geförderte Grundwasser gereingt. Der CKW-Schaden wurde mit der thermischen in-situ Sanierung in vier Monaten entfernt.

Die verbliebene CKW-Konzentration als Restbelastung im Grundwasser pendelte sich im Nachgang auf kleiner 10 µg/l ein. Die Grundwasserreinigungsanlage wurde daher dauerhaft abgeschaltet und zurückgebaut.

Von Juni bis Oktober 2009 wurden so insgesamt ca. 550 kg CKW, davon rund 470 kg Tetrachlorethen (PCE) über die Bodenluftabsaugung aus dem Untergrund entfernt. Die CKW-Belastung im Grundwasser wurde um mehr als 99% reduziert.

Die spezifischen Sanierungskosten und der spezifische Energieverbrauch zur Beseitigung von einem Kilogramm CKW lässt sich gut verfahrensübergreifend bilanzieren. An diesem Standort wurden zudem die Betriebsphasen der Grundwasserreinigung vor und nach der TISS getrennt bilanziert.

Die spezifischen Sanierungskosten der hydraulischen Grundwasserreinigung betrugen rund 17.600 €/kg CKW. Durch die thermische in-situ Sanierung (TISS) wurden die spezifischen Sanierungskosten auf 1.600 €/kg CKW reduziert. Dies entspricht einer Steigerung der Wirtschaftlichkeit durch Kostenreduktion um 92%.

Zudem war die thermische in-situ Sanierung (TISS) gegenüber der hydraulischen Grundwasserreinigung energiesparend. Der Energieverbrauch zur Beseitigung von einem Kilogramm CKW betrug bei der hydraulischen Grundwasserreinigung rund 8.800 kWh/kg CKW. Durch die thermische in-situ Altlastensanierung wurde der spezifische Energieverbrauch auf unter 1.080 kWh/kg CKW reduziert. Der spezifische Energieverbrauch wurde durch TISS somit um rund 88% gesenkt. Der hohe Energieverbrauch der Grundwasserreinigung nach der TISS verdeutlicht, dass die CKW-Quelle beseitigt ist - es erfolgte kaum noch ein CKW-Austrag trotz ganzjährigem Pumpbetrieb.