LHKW-Sanierung mit dem THERIS-Verfahren bei gleichzeitigem Industriehallenbau

Standortsituation

Auf diesem Industriegrundstück werden seit 1958 Druck- und Spritzgussteile aus Magnesium, Aluminium und Kunststoff hergestellt. Ab dem Jahr 1964 wurden in verschiedenen Produktionsbereichen auf dem Werksareal Entfettungsanlagen betrieben. Einige der Entfettungsanlagen wurden über mehrere Jahre, meist nach dem damaligen "Stand der Technik" in offener Bauweise betrieben. Zur Oberflächenbehandlung der Metallteile kamen dabei unterschiedliche Lösemittel bzw. leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe (LHKW) zum Einsatz. Vor allem wurden Tetrachlorethen (PER), Trichlorethen (TRI) und 1,1,1-Trichlorethan zur Entfettung verwendet. Durch Handhabungsverluste und seinerzeit zeitgemäße, aber nach heutigen Standards unzureichenden Schutzvorkehrungen bei Lagerung und Gebrauch, kam es zu Verunreinigungen des Untergrundes.

Thermische In-situ-Altlastensanierung während des Hallenneubaus mit dem THERIS-Verfahren

Die Sanierungsfläche lag im Bereich des ehemaligen Öl-, Säure- und Lacklagers. Der LHKW-Schaden befand sich in bindigen Schluff- und Tonlagen unter einem Gebäude und reichte bis ca. 8 m u. GOK in den Grundwasserwechselbereich. Im Zuge einer Umnutzung wurde das Gebäude abgerissen und durch einen Hallenneubau ersetzt. 

Deutliche Kostenvorteile ergaben sich für die thermische in-situ Sanierung (TISS) in der Vergleichsrechnung mit Bodenaustauschvarianten oder mit Großlochbohrungen. Zudem war die TISS erkennbar ökologischer: Durch den Verzicht auf einen Bodenaustausch entfielen mehr 250 Sattelzug-Transporte (40-Tonner) zur Entsorgung von kontaminiertem Bodenaushub und dem Anfahren von sauberem Boden. Zudem wurde die Ressource "Boden" geschont.

Die thermische in-situ Sanierung des LHKW-Schadens mit dem THERIS-Verfahren (feste Wärmequellen) erfolgte parallel zum Neubau. Hierbei wird der bindige Boden mit elektrisch betriebenen Heizelementen über Wärmeleitung (Konduktion) erwärmt. Vorhandene LHKW, sowohl als DNAPL-Phase als auch gelöst im Porenwasser, wurden so schnell verdampft und mit einer Bodenluftabsaugung unmittelbar abgesaugt. Als Abschaltkriterium für die Heiztechnik wurde eine LHKW-Konzentration in den Bodenluftbrunnen von 50 mg/m³ festgelegt.

Ein enges Schnittstellenmanagement war Grundlage für eine störungsfreie Sanierungsumsetzung. Schnittstellen ergaben sich u.a. mit dem Hochbau, Abstimmungen zur Pfahlgründung des Neubaus, Bautätigkeiten in der unmittelbaren Nähe zum Sanierungsfeld. Das Schnittstellenmanagement ermöglichte ein straffes Sanierungsmanagement und die Koordination mit den anderen Projektpartnern.

In nur 3,5 Monaten wurde die thermische in-situ Altlastensanierung der LHKW-Quelle abgeschlossen. Der Rohbau der Industriehalle konnte so fristgerecht fertiggestellt werden. Ein erheblicher LHKW-Eintrag ins Grundwasser konnte durch die thermische Beseitigung der LHKW-Quelle im Boden vermieden werden.

Besondere Herausforderungen:

• Durchführung der Altlastensanierung, während über der Sanierungsanlage eine neue Industriehalle errichtet wurde. Der Betrieb der Altlastensanierung wurde hierzu eng mit den Bauabläufen des Hochbaus abgestimmt,
• Nutzung des Sanierungsfeldes als Lager für den Hochbau während der in-situ Sanierung,
• Stauwasser ab 3 m u. GOK zu Beginn der Sanierung, welches erst im Verlauf der Sanierung drainierte,
• saisonal stark schwankende Grundwasserspiegel durch Schmelzwasser,
• beengte Platzverhältnisse

Sanierungsergebnis und Bewertung

Der LHKW-Schadensherd wurde innerhalb von 3,5 Monaten saniert. Im Zeitraum von August 2013 bis Dezember 2013 wurden knapp 20 Kilogramm LHKW thermisch in-situ mobilisiert und über die Bodenluftabsaugung unmittelbar ausgetragen. Die Sanierungsanlage wurde acht Wochen vor dem geplanten Ende zurückgebaut. Die THERIS-Sanierung war wirtschaftlicher als in den Kostenschätzungen erwartet. Durch die thermische in-situ Sanierung wurde die termingerechte Fertigstellung des Neubaus ermöglicht. Die LHKW-Konzentrationen im Grundwasser lagen nach der Sanierung bei < 1 µg/l. Nach Abschluss der Sanierung war die LHKW-Quelle beseitigt.

Nach dem erfolgreichen Abschluss der LHKW-Quellensanierung waren keine LHKW-Emissionen aus dem sanierten Bereich ins Grundwasser mehr nachweisbar. Die seit 1996 in Betrieb befindliche Grundwassersanierungsanlage konnte 2017 außer Betrieb genommen werden.

Verfahrensvergleich mit einem Bodenaustausch

Für die Durchführung der thermischen in-situ Sanierung war ein Energieaufwand von knapp 190.000 kWh notwendig (Bodenluftabsaugung, Grundwasserreinigung, feste Wärmequellen). Geteilt durch die gereinigte Bodenmasse von knapp 3.000 Tonnen ergibt sich ein spezifischer Energieverbrauch von 63 kWh/t. Mit dem Blickwinkel einer Energieäquivalenz von Sanierungsverfahren kann man thermische In-situ-Sanierung und Bodenaustausch mit einander vergleichen. Bei einem Bodenaustausch wären die Massen an kontaminiertem Boden und der saubere Verfüllboden mit Sattelzügen transportiert worden. Berücksichtigt man Baggerarbeiten und Wiedereinbau ergibt sich aus der spezifischen Energie bei der THERIS-Sanierung eine maximale Transportentfernung von unter 30 km. Energieaufwendungen zur Bodenreinigung oder Deponiebauwerke für kontaminierten Boden sind hierbei ignoriert. Würden sie berücksichtigt, würde die Transportentfernung weiter verkürzt.

Unsere thermischen in-situ Sanierungsverfahren TUBA und THERIS wurden 2024 mit einem Nachhaltigkeitspreis ausgezeichnet.