Thermische in-situ Sanierung (TISS)
Eine thermische in-situ Sanierung (TISS) ermöglicht eine schnelle und sichere Reinigung von Boden und Grundwasser. Im Fokus steht hierbei meist die Beseitigung der hohen bis sehr hohen Schadstoffbelastung im Schadensherd.
Sowohl für die ungesättigte Zone als auch für die gesättigte Zone konzipieren, planen und realisieren wir Sanierungen zur Bodenreinigung und Grundwassersanierung. Wir überwachen den Sanierungsfortschritt und optimieren standortspezifisch den Anlagenbetrieb.
schnell und effizient
meist nur 3-6 Monate Betrieb
wenig Transporte
oft nur wenige Tage und wenig Transporte bei der Baustelleneinrichtung und bei der Beräumung
kostensparend
günstiger als Aushub und langlaufende Sanierungen
energieeffizient
Verringerung des Energieverbrauchs gegenüber konventionellen Verfahren
nachhaltig
Schadensherd beseitigt, schnelle Verringerung der Grundwasserbelastung im Abstrom
sanieren bei Erhalt vorhandener Infrastruktur
auch neben und unter Gebäuden, Bahnlinien, Tanklagern, Gasleitungen, ...
Auswahl des Heizverfahrens anhand der hydraulischen Durchlässigkeit
Die Auswahl der Heiztechnik für Boden und Grundwasser hängt maßgeblich von der (Hydro-) Geologie ab.
Unser TUBA-Verfahren (Dampf-Luft-Injektion) wird bevorzugt in hydraulisch gut durchlässigen Schichten eingesetzt, also z.B. sandigem Kies, Grobsand, Mittelsand, Feinsand mit vereinzelten Schlufflagen oder klüftigem Festgestein wie Sandstein.
Unser THERIS-Verfahren (feste Wärmequellen) bevorzugt in hydraulisch gering durchlässigen Schichten eingesetzt, also z.B. Schluff, Lehm, Mergel, Ton, klüftigem Festgestein wie Schiefer.
Typische Einsatzfelder bei Bodensanierung und Grundwasserreinigung
Verdampfung von leicht- und mittelflüchtigen Schadstoffen
Anwendung
- ungesättige Bodenzone
- gesättigte Bodenzone (Aquifer, Aquitarde, Aquiklude)
- Kies, Sand, Schluff, Lehm, Mergel, Ton
- organische Böden
- Kluftgestein
- ex-situ (Bodenmiete on-site, off-site)
Dominierende Prozesse
- Erhöhung des Dampfdrucks, Wasserdampfdestillation
- Überwindung der Diffusionslimitierung
- Überwindung der Limitierung von Heterogenitäten
- in bindigem Boden: Heat Pipe
- u.a.
für folgende Schadstoffe
- Lösemittel (CKW, LHKW)
- chlorierte Ethene (PCE, TCE, DCE, VC)
- chlorierte Ethane
- chlorierte Methane
- BTEX
- Benzol, Toluol
- Ethybenzol, Xylol
- Chlorbenzol
- KW
- etc.
Besonderheiten
- effiziente Reinigung heterogener (hydro-) geologischer Formationen
Verflüssigung von (Öl-)Phase (EOR - enhanced oil recovery)
Anwendung
- ungesättige Bodenzone
- gesättigte Bodenzone (Aquifer, Aquitarde, Aquiklude)
- Kies, Sand, Schluff, Lehm, Mergel, Ton
- organische Böden
- Kluftgestein
- ex-situ (Bodenmiete on-site, off-site)
Dominierende Prozesse
- Verbesserung der Fließeigenschaften
- Verminderung von Dichte, Oberflächenspannung, Viskosität
- Überwindung der Limitierung von Heterogenitäten
- u.a.
für folgende Schadstoffe
- AKW
- Leichtphase
- Mineralölkohenwasserstoffe (MKW)
- Ölphase
- Teeröl
- Schwerphase
- LHKW-Phase
- PAK-Phase
- etc.
Besonderheiten
- effiziente Reinigung des Kapillarsaums in bindigen Böden
Thermische Stimulation biologisch - chemischer Abbauprozesse
Anwendung
- ungesättige Bodenzone
- gesättigte Bodenzone (Aquifer, Aquitarde)
- Kies, Sand, Schluff, Lehm, Mergel
- Kluftgestein
- ex-situ (Bodenmiete on-site, off-site)
Dominierende Prozesse
- Schadstofftransport in die reaktiven Zonen
- Stimulation von biologischen und chemischen Abbauprozessen
- Überwindung der Limitierung von Heterogenitäten
- u.a.
für folgende Schadstoffe
- AKW
- BTEX
- MKW
- LHKW, CKW
- etc.
Besonderheiten
- effiziente Reinigung des Kapillarsaums in bindigen Böden
Effizienz und Nachhaltigkeit thermischer in-situ Sanierungen
Abfall | Wasser | Verkehr | Energie | Kosten
Bei der Bewertung der Nachhaltigkeit von Altlastensanierungen sind ökonomische, ökologische und soziale Aspekte zu Berücksichtigen. Steigerungspotenziale nicht nur bei der Ökologie sind zu nutzen. Kriterien zum Klima- und Ressourcenschutz sind innerhalb der Nachhaltigkeitsbewertung in allen Planungs- und Umsetzungsphasen besonders zu berücksichtigen.
In Fachkreisen ist daher die Relevanz der nachfolgenden Kriterien unstrittig:
Abfallvermeidung
Bei thermischen in-situ Sanierungen wird ein Großteil der Verfahrens- und Anlagentechnik auf verschiedenen Standorten eingesetzt. Projektspezifische Abfallmengen sind daher gering. Sie beschränken sich meist auf geringe Massen bei Bauhilfskonstruktionen, Bohrgut beim Brunnenbau oder den Verschnitt beim Leitungsbau.
Wasserverbrauch zur Grundwassersanierung
Im Mittel ist bei einer Grundwassersanierung zur Beseitigung von einem Kilogramm Schadstoff die Förderung von 1 Millionen Litern Grundwasser erforderlich (Quelle: LUBW 2020). Mit unserer TISS lässt sich das auf grob 5 Promille reduzieren, bei unserer thermisch unterstützen Ölphasenförderung sogar um noch mehr. Denn es gilt:
- Verfahrensunabhängig dominieren die Standortrandbedingungen die absolute Grundwasserfördermenge, also den Verbrauch an Grundwasser (Wasserverbrauch).
- Standortübergreifend ist der Wasserverbrauch unserer TISS zur Schadensherdbeseitigung geringer als bei einer konventionellen Grundwassersanierung.
Verwendung von regenerativen Energien
Unsere Anlagen zur thermischen in-situ Sanierungen können vollständig mit regenerativen Energiequellen betrieben werden. Gerade beim Vertragsabschluss für eine Stromversorgung ist dieses einfach umsetzbar. Beim Einsatz mobiler Dampfanlagen mit Dampfleistungen von mehr als 100 kg/h ist jedoch derzeit die Dampferzeugung mit Öl- oder Gasbrennern (noch) wirtschaftlicher.
Energieeffizienz:
Vergleich Bodentransport und TISS
Zur Beseitigung von Schadensherden ist Energie erforderlich. Ob zum Aushub, zur dauerhaften hydraulischen Sicherung oder zum Ausheizen und Absaugen von Schadstoffen. Es kommt somit beim Verfahrensvergleich auf die Energieeffizienz an.
Bei unseren Projekten bilnzieren wir bei unseren TISS die Energiemenge. Sie hängt maßgeblich vom zu sanierenden Volumen der Schadensquelle ab.
Beim Bodenaushub ergibt sich alternativ aus dem Volumen die zu entsorgende Bodenmasse. Da der ausgehobene Schadensherd wieder verfüllt werden muss, verdoppelt sich entsprechend die zu transportierende Bodenmasse (Aushub plus Wiederverfüllung). Aus dem Produkt von Bodenmasse und Entfernung lässt sich die Energie zum Massentransport ableiten.
Es ergibt sich als Faustformel:
- Mit der bei einer TISS eingesetzten Energie zur Herdsanierung ließen sich im Falle eines alternativen Bodenaustausches die Bodenmassen grob 10 bis 25 km weit transportieren.
- Viele Bodentransporte benötigen jedoch 50 km und mehr. Unsere TISS entlasten somit nicht nur den Straßenverkehr, sondern schonen auch den knappen Deponieraum für belasteten Boden.
Energieeffizienz:
Vergleich Grundwasser-reinigung und TISS
Der Energieeinsatz bei einer hydraulischen Grundwassersanierung ist in der Literatur bekannt. Den für unsere TISS haben wir exemplarisch für Standorte zwischen 25 und 10.000 m² nachgerechnet.
Es ergibt sich:
- verfahrensunabhängig dominieren die Standortrandbedingungen den absoluten Energieverbrauch
- Standortübergreifend ist der Energieeinsatz unserer TISS zur Schadensherdbeseitigung geringer als bei einer Grundwassersicherung.
Wirtschaftlichkeit
Ebenso zeigen die standortübergreifenden Auswertungen die Wirtschaftlichkeit unserer TISS im Vergleich mit hydraulischen Grundwassersanierungen. Daher ist eine Verfahrensumstellung auch nach mehreren Jahren Bodenluftabsaugung oder hydraulischer Grundwassersanierung oft sinnvoll.
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