Entwicklung eines Biosorptionsreaktors zur passiven in-situ-Sanierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen (AKW)
Am Modellstandort einer ehemaligen Teerfabrik wird derzeit ein Funnel-and-Gate-System zur Fassung und Abreinigung einer Grundwasserkontamination durch leichtflüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe (BTEX-Aromaten) und polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) entwickelt. Ziel ist die Entwicklung eines Biosorptionsreaktors, in dem die Schadstoffe durch mikrobiologischen Abbau und Sorption eliminiert werden können.
Die Kontaminanten weisen aufgrund ihrer stark unterschiedlichen Hydrophobizität deutlich unterschiedliche Sorptionsneigungen auf. So wird die in der Schadstoff-Fahne dominierende Verbindung Benzen vergleichsweise gering durch Aktivkohle retardiert. Eine reine Aktivkohlesorption zur Abstromsanierung wäre daher nur wenig geeignet. Eine ökonomisch sinnvollere Lösung stellt der mikrobiologische Abbau der BTEX-Aromaten sowie der 2- und 3- kernigen PAK in einem vorgeschalteten Bioreaktor dar. Die Aktivkohle kann dann auf die Rückhaltung der schlecht abbaubaren Schadstoffe ausgelegt werden, was zu einer erheblichen Verlängerung der Standzeit führt.
Um den mikrobiellen Abbau erfolgreich in das Konzept einer in-situ-Reaktionswand integrieren zu können, muss dieser einfach zu stimulieren und ausreichend effizient sein. Diese Forderungen werden von aeroben sowie aerob/denitrifizierenden Abbauprozessen erfüllt. Der im Bioreaktor zur Verfügung stehende Reaktionsraum muss daher kontinuierlich mit O2 (H2O2) bzw. O2 + Nitrat versorgt werden. Neben dem Abbau der organischen Schadstoffe ist bei der Auslegung des Bioreaktors auch die Oxidation von gelöstem Fe(II) zu berücksichtigen.
In Laborversuchen am TZW werden zunächst die Randbedingungen für eine effiziente Stimulierung des biologischen Schadstoffabbaus festgelegt. In einem on-site Versuch werden die Betriebsparameter dann für einen optimalen Abbau der Schadstoffe angepasst. Schließlich ist der Betrieb eines grossskaligen DEMO-Reaktors vorgesehen.
