Verfahren und Anordnung zum Austreiben leichtflüchtiger Verunreinigungen aus dem Erdreich

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austreiben leichtflüchtiger Verunreinigungen aus dem Erdreich mit Hilfe von Luft, die zusammen mit den Gasen aus einem in das verunreinigte Erdreich getriebenen Schacht mit gas­durchlässiger Schachtwandung abgesaugt wird, wobei Öffnun­gen zum Nachfließen von Luft von außen vorgesehen sind, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren der vorstehend genannten Art und eine Anord­nung zur Durchführung dieses Verfahrens sind aus der älte­ren Patentanmeldung P 36 26 145.9 bekannt. Dieses Verfah­ren ist sehr wirkungsvoll. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit dieses Verfahrens noch zu ver­bessern und eine Anordnung zur Durchführung dieses ver­besserten Verfahrens zu schaffen.

Bemühungen zur Verbesserung der Wirksamkeit des Verfahrens wurden bei der Anwendung des Verfahrens zum Austreiben von Verunreinigungen aus sehr dichten, lehmigen Böden veran­laßt, wo der dichte Boden nur in geringem Maße Luft nach­strömen läßt und dementsprechend dort auch bei der Stei­gerung des Unterdrucks im Schacht nur eine unzureichende Strömungsgeschwindigkeit in Schacht und Boden erreicht wird. Physikalische Überlegungen zeigen aber, daß die zur Aufnahme der leichtflüchtigen Verunreinigungen in Gasform dienende Luft eine bestimmte Mindestströmungsgeschwindig­keit haben muß, damit überhaupt eine Mitnahme der Verun­reinigungen erreicht wird. Eine Erhöhung des Unterdrucks im Absaugschacht bedeutet sowohl einen erhöhten Energie­aufwand, der die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in Frage stellen kann, als auch den gravierenden Nachteil, daß in den zur Anwendung kommenden Unterdruckerzeugern das abgesaugte Gas/LuftGemisch so stark erwärmt wird, daß bei­spielsweise abgesaugte Chlorkohlenwasserstoffe instabil werden und sich in hochgiftige Stoffe umwandeln können.

Die gestellte Aufgabe wird unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile und Überwindung der aufgetretenen Probleme erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Absaugen im Schacht auf eine oder mehrere Stellen in Bereichen mit erwartetem größeren Gasanfall konzentriert ist und zu diesen Bereichen Luftnachfließkanäle mit einem zur Beein­flussung der Unterdruckwerte und der Strömungsgeschwindig­keit in diesen Schachtbereichen einstellbaren Nachfließ­widerstand geschaffen werden.

Durch die Konzentration der Absaugung auf bestimmte Stel­len im Schacht ist sichergestellt, daß die Nachfließluft den Schacht bis zur Absaugstelle durchströmt und in die­ sem ganzen Bereich eine die Aufnahme der durch die Schachtwandung eindringenden gasförmigen Verunreinigungen erleichternde Luftströmung auftritt. Vorzugsweise wird hierbei das Absaugen auf die tiefste Schachtstelle kon­zentriert, weil sich gezeigt hat, daß viele der schädli­chen Verunreinigungen wegen eines höheren spezifischen Gewichtes die Tendenz haben, tiefer in den Boden in Rich­tung auf das Grundwasser einzudringen. Durch die Nach­fließluft ist ohnehin sichergestellt, daß auch die in den oberen Schachtbereichen in den Schacht eintretenden Gase bis zu einer am Schachtboden angeordneten Absaugstelle mittransportiert werden.

Mittels einer Probebohrung kann zunächst festgestellt werden, welche Widerstandsverhältnisse in den zu reinigen­den Bodenschichten herrschen, und dementsprechend kann dann der Nachfließwiderstand für die in den gebildeten Schacht nachfließende Luft eingestellt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens kann zweckmäßig eine in der älteren Patentanmeldung P 36 26 145.9 vorgeschlagene Siebwandungsbewehrung des Schachtes so abgewandelt werden, daß erfindungsgemäß die Siebwandung in den gewählten Absaugbereichen aus einem Siebringkörper besteht, dessen Außenseite an der Schachtwandung anliegt und in dessen innere Öffnung ein undurchbrochenes, nur an seinen Enden offenes, aus dem Schacht hinausführendes Absaugrohr gegen­über der Innenseite des Siebringes abgedichtet eingesetzt ist, und daß der Luftnachfließkanal durch den Schacht hin­durchführt und der Luftnachfließwiderstand mindestens durch die Füllkörperfüllung des das Absaugrohrende um­gebenden Siebringes geschaffen ist. Der Nachfließwider­stand kann aber zusätzlich durch weitere in den Schacht absenkbare, durch Fullkörper versteifte und das geschlos­senwandige Absaugrohr umschließende Siebringe oder Sieb­ringkörper und hierbei auch durch die Größe der gewählten Füllkörper beeinflußt werden. Eine genaue Einstellung ist gewährleistet, wenn der Luftnachfließwiderstand zusätzlich durch ein in den oberen Schachtverschluß einsetzbares und einstellbares Druckbegrenzungsventil beeinflußbar ist.

Die Erfindung erbringt den Vorteil, daß im Schacht immer ein gezieltes Einströmen vorhanden ist, das die Aufnahme der gasförmigen Verunreinigungen aus dem den Schacht um­gebenden Bodenbereich begünstigt. Beim Einsatz eines ein­stellbaren Druckbegrenzungsventiles kann sich bei leicht­durchlässigen Böden dabei automatisch ergeben, daß kaum noch oder keine Nachfließluft direkt in den Schacht geholt wird, sondern daß durch den Unterdruckerzeuger, insbeson­dere einen Ventilator, überwiegend oder nur durch den leichtdurchlässigen Boden nachgezogene Luft zusammen mit den zu entfernenden Gasen durch den Schacht zur Ansaug­stelle geholt wird. In jedem Falle ist aber sicherge­stellt, daß mit einem relativ geringen Unterdruck gearbei­tet wird, dessen Erzeugung nur einen wirtschaftlichen Energieaufwand erforderlich macht und bei welchem das ab­gesaugte Luft/Gas-Gemisch keine unzulässig starke Erwär­mung erfährt.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist aber, daß mittels der Nachfließluft und deren gezieltes Einströmen ein beim Absaugen zu befürchtendes Austrocknen der oberen Boden­schicht verhindert werden kann. Durch dieses Austrocknen sind schon Schäden an Gebäudefundamenten aufgetreten und kann die Mikrobenflora nachhaltig geschädigt werden.

Die Anordnung kann mehrere, mit Abstand konzentrisch zu­einander angeordnete, geschlossenwandige Absaugrohre auf­weisen, deren offene Enden in unterschiedlichen Bereichen des Schachtes enden und jeweils von einem Siebringkörper umgeben sind. Eine solche Anordnung ist zweckmäßig in Schächten, die durch mehrere Bodenschichten hindurchführen und wo etwa eine vom Schachtboden entfernte Schicht wegen höherer Bodendurchlässigkeit besonders stark verunreinigt ist. Hier erweist es sich als vorteilhaft, wenn im Bereich dieser Bodenschicht im Schacht eine zusätzliche Absaug­stelle vorhanden ist.

Das mit der Erfindung mögliche wirkungsvolle Arbeiten mit einem geringen Unterdruck hat auch den Vorteil, daß aus feuchten Böden oder bei im Grundwasser endenden Schächten nicht so leicht Flüssigkeit mithochgefördert wird. In jedem Falle kann das Absaugrohr oder können die Absaugroh­re aber zweckmäßig außerhalb des abgedichteten Schachtes in einer Flüssigkeitsabscheidekammer enden, an deren obe­ren Bereich dann der zu einem Ventilator führende Absaug­kanal mündet. In der Flüssigkeitsabscheidekammer können mittels Füllkörpern oder mittels Innenwandungen Abscheide­flächen für Flüssigkeit gebildet werden, die automatisch oder willkürlich von Zeit zu Zeit aus der Flüssigkeits­abscheidekammer abgeleitet werden kann. Das abgesaugte Luft/Gas-Gemisch wird durch eine Filtervorrichtung gelei­tet. Auch die aus der Flüssigkeitsabscheidekammer austre­tende Flüssigkeit wird zweckmäßig gefiltert.

Nachfolgend wird eine Anordnung gemäß der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

• Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erfin­dungsgemäß ausgebildete Anordnung;
• Fig. 2 eine gegenüber Fig. 2 vergrößerte Schnittdar­stellung des unteren Schachtbereiches und der dort geschaffenen Absaugstelle.

Fig. 1 zeigt einen in ein verunreinigtes Erdreich 10 zen­tral niedergebrachten Bohrschacht 11. Die Verteilung der Verunreinigung im Erdreich 10 ist mit einer Punktierung und mit einer Umrißlinie 10.1 angedeutet. In den nach außen durch eine Platte 12 abgedichteten Bohrschacht ist ein ungelochtes erstes Absaugrohr 13 bis in die Nähe des Schachtbodens geführt. Ein zweites, auf dem ersten Absaug­rohr 13 mit Abstand konzentrisch angeordnetes Absaugrohr 14 ist nur knapp bis zur Hälfte des Bohrschachtes 11 geführt. Die inneren Enden beider Rohre bilden jeweils eine Absaugstelle A und B.

Die beiden Absaugrohre 13 und 14 enden außerhalb des Schachtes in einer Flüssigkeitsabscheidekammer 15, die mit einem Flüssigkeitsauslaßventil 16 versehen ist. In die Flüssigkeitsabscheidekammer 15 sind zur Erzielung großer Abscheideflächen Füllkörper 17 eingebracht. Über einer oberen Öffnung 18 der Flüssigkeitsabscheidekammer 15 ist ein zur Unterdruckerzeugung dienender Ventilator 19 ange­ ordnet, dessen Ausgang mit einer mit strichpunktierten Linien angedeuteten Filtervorrichtung 20 verbunden ist.

Durch die Verschlußplatte 12 ist neben den beiden Absaug­rohren 13 und 14 auch ein Luftzufuhrrohr 21 hindurchge­führt, in welche ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 22 gelegt ist. Durch das Rohr 21 kann von außen Luft in den Schacht 11 nachfließen, sobald der vom Ventilator 19 im Schacht erzeugte Unterdruck einen am Druckbegrenzungs­ventil 22 eingestellten Schwellwert unterschreitet. Die durch das Rohr 21 einströmende sogenannte Nachfließluft ist in Fig. 1 durch Pfeillinien 23 angedeutet. Die aus dem kontaminierten Bodenbereich 10 zu dem unter Unterdruck gehaltenen Schacht 11 strömenden Gase der Verunreinigungen sind durch zum Schacht gerichtete Pfeile 24 angedeutet.

In Fig. 1 ist am Ende der beiden Absaugrohre 13 und 14 jeweils ein Siebringkörper 25 und sind zwischen diesen beiden Siebringkörpern 25 weitere Siebringkörper 26 ange­ordnet. Die Siebringkörper 25, 26 weisen jeweils eine flexible Siebwandung 27 auf, die in der Zeichnung mit Kreuzen gekennzeichnet ist. Die Siebwandungen können aus Metallsiebgewebe oder Kunststoffsiebgewebe bestehen. Der von der Siebgewebewandung 27 umschlossene Ringraum ist mit relativ großen Füllkörpern 28 ausgefüllt, wie aus der ver­größerten Schnittdarstellung der Fig. 2 ersichtlich ist. Die Siebringkörper 25 und 26 dienen in erster Linie zur Abstützung der Wandung des Schachtes 11. In Fig. 1 ist der obere Teil des Schachtes 11 allein mittels eingeschütteter Füllkörper 28 ohne Siebgewebeumhüllung abgestützt. Aber auch hier könnten Siebringkörper oder Siebringe, wie sie aus der älteren Patentanmeldung P 36 26 145.9 zum Teil bekannt sind, angewendet werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ragt in den vom Siebring­körper umschlossenen Innenraum 29 der Endbereich des Absaugrohres 13, dessen Ende die Absaugstelle A bildet. Dabei ist das Absaugrohr 13 mittels eines Dichtungsringes 30 gegenüber der inneren Siebwandung 27 des Siebringkör­pers 25 abgedichtet, um zu verhindern, daß Nachfließluft 23 ungebremst an der Außenseite des Absaugrohres 13 ent­langfließen kann. Der Dichtungsring 30 ist in einem Zen­trierring 31 für das Rohr 13 gehalten, der über einzelne Radialstege 33 mit einem äußeren Versteifungsring 32 ver­bunden ist. Das untere Ende des Siebringkörpers 25 ist durch eine das Einführen des Siebkörpers in den Rohr­schacht (11) erleichternde konische Ringscheibe 34 ver­steift. Die Füllkörper 28 im Innern des Siebringkörpers 25 dienen nicht nur zur Aussteifung des Siebringkörpers und zur Abstützung der Wandung des Schachtes 11, sondern bil­den auch Durchflußwiderstände für die Nachfließluft 23 und die von ihr aufgenommenen Gase 24.