DE4223769A1 - Verfahren zur Bodensanierung durch Einleitung von Gasen - Google Patents

Description

Für die Sanierung von Böden werden verschiedene Methoden eingesetzt. Dabei muß man grundsätzlich die Reinigung von Böden in-situ, also im Erdreich selbst und eine Reinigung on-site also nach einem Aushub vor Ort unterscheiden. Für eine Reinigung von Böden vor Ort kommen thermische, physikalische, chemische oder biologische Verfahren in Frage.

Allerdings können nicht alle im Boden vorkommenden Verunreinigun­ gen thermisch behandelt werden und auch die biologischen Verfahren greifen bei nahezu allen anorganischen Verbindungen nicht. Für die Auswahl eines geeigneten Bodenreinigungsverfahrens müssen eine Reihe von Faktoren wie Art und Menge der Kontaminanten, Art, Struktur und Menge des zu behandelnden Bodens, vorhandene Infra­ struktur sowie die Kosten geprüft werden. Ebenso von großer Bedeu­ tung ist das festgelegte Reinigungsziel.

Behandlungen mit Wasser können in-situ oder in-site vorgenommen werden. Bei einer solchen Bodenwäsche werden wasserlösliche Ver­ bindungen aus der Erde ausgewaschen. Das mit der Verunreinigung belastete Wasser muß anschließend einer chemischen Nachbehandlung unterzogen werden.

Eine weitere Problematik bei der Behandlung sehr bindiger Böden ist die geringe Durchdringung des Bodens mit dem Waschwasser. Es ist daher nahezu unmöglich einen bindigen Boden durch Waschen mit einem begrenzten Aufwand für die Nachbehandlung des Waschwassers von Verunreinigungen zu befreien.

Sollen in einem Sanierungsfall leichtflüchtige Stoffe entfernt werden, ist die Methode der Bodenluftabsaugung zum Beispiel aus DE 40 01 012 bekannt. Dabei wird Luft in den Untergrund eingepreßt, durch die verseuchte Erdschicht gepumpt und anschließend an der Erdoberfläche von mitgeführten Belastungen gereinigt.

In manchen Fällen ist ein Boden zwar belastet, wobei die Belastung eine starke Alkalisierung z. B. durch Aluminiumhydroxid oder Über­ säuerung des Bodens z. B. am Standort eines Säureprofeduzenten dar­ stellt. In einem solchen Fall kommt es nicht darauf an die verur­ sachende Chemikalie aus dem Boden auszuwaschen, da es sich nicht unmittelbar um Schadstoffe handelt. Es bietet sich auch die Mög­ lichkeit an, den Boden chemisch zu neutralisieren.

Aus dem Bereich der Abwassertechnik kennt man Verfahren, ver­ seuchtes Wasser mit CO₂ zu neutralisieren. Dazu wird das Wasser in einen Reaktor geleitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 strebt eine Neutra­ lisation des PH-Wertes des Bodens an, ohne daß der verseuchte Grund ausgehoben werden muß.

Diese Einstellung des pH-Wertes kann durch das Einbringen eines solchen Stoffes in den Boden gelingen, der mit den H⁺- bzw. OH⁻- Ionen der Bodenfeuchte reagiert und für sich allein keine Verun­ reinigung des Bodens darstellt. Die chemische Reaktion und das entstehende Folgeprodukt neutralisieren den Boden.

Ein Verfahren zur Einstellung des Säuregehalt des Bodens ist aus der DE 40 03 693 bekannt. In diesem Verfahren wird Erdreich mit Kalkstein gemischt, der mit den acidischen Komponenten des Bodens reagiert und eine Einstellung des pH-Wertes des Bodens erlaubt.

Ein solches Verfahren wird aber nur an ausgehobenen Bodenmaterial angewendet werden können. Eine Durchmischung von Feststoffzuschlag und Bodenmaterie kann in-situ nicht erfolgen.

Das Vorgehen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bringt ein Gas in den Boden ein. Das Vorgehen kann an einem Beispiel erläutert werden. Ein Boden ist im Zusammenhang mit verschiedenen Produkti­ onsprozessen stark mit Aluminiumhydroxidverbindungen verunreinigt.

Der pH-Wert des Bodenwassers beträgt 12 bis 14. In einen solchen Boden wird beispielsweise CO₂ als Gas eingebracht. Das Gas kann durch seine seine fehlende Oberflächenspannung in kleinste Kapil­ lare des Bodens eindringen und mit adhäsiv gebundenen Wassermole­ külen zu H₂CO₃ reagieren. Die Kohlensäure führt zu einem Ausfällen der Aluminiumsalze und zur Neutralisiation des pH-Wertes des Bo­ dens. Der Prozeß der Durchgasung kann durch Variieren der Durch­ satzrate und des Einpreßdruckes gesteuert werden.

Fig. 1 beschreibt eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. In den Boden wird eine Bohrung (5) eingebracht, deren oberer Bereich mit einem hydraulischen Bindemittel abgedich­ tet wird (5a). Im mittleren Bereich der Bohrung wird die Wand der Bohrung mit Quellton fixiert (5b), der untere Bereich ist der Filterbereich (6c) mit einer Kiesschüttung. In die Bohrung wird über den äußeren Pegelteil (4) und ein Druckmeßgerät (3) das Gas in den Boden eingebracht. Das Gas stammt aus einer Gasversorgung (1), die entweder eine Gasflasche oder aber im Fall des CO₂ auch das Abgas eines Verbrennungsvorganges sein kann.

Das über eine Schlauch (2) in den Schacht eingebrachte Gas durchströmt ausgehend von der Kiesschüttung der Bohrung das umgebende bindige Erdreich und führt dort zu den beschriebenen chemischen Reaktionen. In Verbesserung des Effekts kann der Bereich um den Einpreßpegel mit einer Folie (6) nach oben abgedichtet werden. Eine solche Abdichtung verhindert das Ausgasen in die Atmosphäre. Man verwendet dazu z. B. 0,5 mm starke HDPE- Folie.

Das Gas kann auch über horizontale Drainageleitungen in das konta­ minierte Erdreich eingebracht werden. Dabei müssen die Parameter Druck, Temperatur und Feuchtegehalt des Gases zur Erzielung des gewünschten Effekts eingestellt und im Verlauf der Sanierung über­ wacht werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur in-situ-Bodensanierung durch Einstellung des pH- Wertes von Böden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas, das mit den H⁺- bzw OH⁻-Ionen der Bodenfeuchte reagieren kann, in den Boden eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Gas unter Druck in den Boden eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsgrößen des Gases wie Druck, Temperatur, Konzentration nach den Anforderungen der Sanierungsaufgabe eingestellt werden können.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Gas CO₂ ist und aus einem natürlichen oder industriellen Verbrennungs- bzw. Produktionsprozeß nach Verdichten direkt ver­ wendet werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Gas kontinuierlich, intermittierend oder auch pulsierend einge­ bracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen des Gases in den Boden über eine vertikale Bohrung er­ folgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Gas über horizontale Drainageleitungen in den Boden eingebracht wird.