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Technologieentwicklung zur thermischen In-situ-Sanierung gering durchlässiger Böden (THERIS)

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Hiester, Uwe; Koschitzky, Hans-Peter; Winkler, A.; Theurer, T.

2003

Projektbericht - Abschlussbericht

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Beschreibung

Die in der Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung (VEGAS) am Institut für Wasserbau der Universität Stuttgart durchgeführten Untersuchungen zur Entwicklung einer In-situ-Sanierungstechnologie für gering durchlässige Böden haben gezeigt, dass auch im technischen Maßstab ein residualgesättigter, gering durchlässiger Bodenkörper mit festen Wärmequellen auf über 170°C erhitzt werden kann und eine dort vorliegende Kontamination eines mittelflüchtigen Schadstoffs innerhalb weniger Wochen vollständig abgereinigt werden kann. Dieses Ergebnis bestätigt die Erwartung aus umfangreichen Experimenten zum Wärme- und Stofftransport in porösen Medien in der ersten Phase dieses Projektes.

Neben den experimentellen Arbeiten wurden die maßgebenden Prozesse für den auftretenden Stoff- und Wärmetransport mittels numerischer Simulationen mit dem Mehrphasen-Mehrkomponentenmodell MUFTE untersucht und interpretiert, um die Ergebnisse auf andere Skalen und Bodenstrukturen zu übertragen. Dabei zeigte sich, dass aufgrund der komplexeren Verhältnisse bei dreidimensionaler Strömung eine vollständige Übertragung der nieder-dimensionalen Ergebnisse für eine Feldanwendung nicht möglich ist. Die auf den kleinskaligen Untersuchungen und numerischen Arbeiten aufbauenden Technikumsversuche in einem VEGAS-Großbehälter schließen diese Lücke.

In diesem Bericht werden die Resultate der zweiten Projektphase vorgestellt. Neben den Ergebnissen der beiden Großversuche, deren Gegenstand der großskalige Transport von Wärme als auch die Ermittlung der Sanierungseffizienz war, werden auch numerische Parameterstudien und ausgesuchte Laborexperimente vorgestellt und diskutiert. Durch diese im Rahmen des Forschungsprojekts bisher gewonnenen Erkenntnisse sind erstmals eindeutige Aussagen über Möglichkeiten und Grenzen der festen Wärmequellen als Sanierungsverfahren möglich.

Nach Abschluss des Projekts steht eine In-situ-Sanierungstechnologie zur Verfügung, die im Rahmen von Pilotvorhaben endgültig in die Anwendungspraxis überführt werden kann. Entsprechende Planungen werden bereits durchgeführt.