DE19608818A1 - Funnel and gate subsoil contamination barrier - Google Patents

Abstract

The novelty is that: (b) a tenside-barrier compound uses sub-soil as a reaction face and/or water seal within the earth, or as a filter; (b) the barrier or face is creased on-site by the sequential or simultaneous action of aqueous tenside solution and iron salts and/or humins and/or aluminium salts; (c) the barrier coating is created within fluid-permeable soil or rock cavities, or on a filter or particle surface; (d) the barrier is formed by a number of layers of particles deposited by the suspended solids, which adsorb and act as catalysts, which are also biologically active and/or reactive; (e) the layers are formed by tensides and ochre, and/or humins and/or aluminium hydroxide.

Description

Es werden zusammengesetzte Tensid-Barrieren als Reaktions- und/oder Dichtwände im Erdreich oder Filtereinrichtungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Anwendung beschrieben. Danach wird die Lokalität, in dem die Barriere hergestellt werden soll durch wechselweise oder gleichzeitige Einwirkung von wäßrigen Lösungen von Tensiden und Eisensalzen und/oder Huminstoffen und/oder Aluminiumsalzen derart verändert, daß im fluidpermeablen Porenraum des Erdreichs oder Filters oder auf den Partikeln einer Partikelsuspension sorptions- und katalytisch aktive, biologisch aktive und/oder reaktive alternierend gestapelte Schichten und oder einander durchdringende Kompartimente aus Tensid und Ocker und/oder Huminstoff und/oder Aluminiumhydroxid aufwachsen.Compound surfactant barriers are used as reaction and / or sealing walls in the Soil or filter devices, processes for their manufacture and their application described. After that, the location in which the barrier is to be made is by alternating or simultaneous exposure to aqueous solutions of surfactants and Iron salts and / or humic substances and / or aluminum salts changed so that in fluid permeable pore space of the soil or filter or on the particles of a Particle suspension sorption and catalytically active, biologically active and / or reactive alternately stacked layers and or interpenetrating compartments Grow up surfactant and ocher and / or humic substance and / or aluminum hydroxide.

In der Zeitschrift Journal of Contaminant Hydrology, Vol. 4, Nr. 4, 1992, Seiten 325 bis 337, wird ein Verfahren zur Herstellung von reiner Tensidbarrieren im grundwasserdurchströmten Erdreich beschrieben. Diese verleihen dem Erdreich eine verbesserte Sorptionskapazität für lipophile Grundwasserschadstoffe. Da es sich aber um außerordentlich dünne Tensidschichten handelt, und das Erdreich in der Regel nur eine geringe Porenoberfläche bietet, ist die mögliche Speicherkapazität dieser Tensidbarrieren nur gering. Außerdem besitzt die Tensidbarriere keine Sorptions- oder Abbaukapazität für Schwermetalle oder sonstige toxischen Elemente.In the Journal of Contaminant Hydrology, Vol. 4, No. 4, 1992, pages 325 to 337, is a process for the production of pure surfactant barriers in the groundwater flow Soil described. These give the soil an improved sorption capacity for lipophilic groundwater pollutants. But since it is extremely thin layers of surfactant acts, and the soil usually offers only a small pore surface is the possible storage capacity of these surfactant barriers is only low. In addition, the Surfactant barrier no sorption or breakdown capacity for heavy metals or other toxic elements.

Zum Zweck der Rückhaltung von Schadstoffen, die sich mit dem Grundwasser ausbreiten, wurde auch die Ockerbarriere vorgeschlagen, die durch die oxidative Ausfällung der natürlich im Grundwasser vorkommenden Schwermetalle Eisen und Mangan als Hydroxide des drei- bzw. vierwertigen Eisens bzw. Mangans oder dieser künstlich in das Grundwasser injizierten Schwermetalle errichtet wird, wie in der deutschen Offenlegungsschrift 44 43 828 beschrieben wird.For the purpose of retaining pollutants that spread with the groundwater, The ocher barrier was also proposed, due to the oxidative precipitation of the natural Heavy metals occurring in groundwater, iron and manganese as hydroxides of the three- or tetravalent iron or manganese or this artificially injected into the groundwater Heavy metals is built as described in German Offenlegungsschrift 44 43 828 becomes.

Die Ockerbarriere hat zwar den Vorteil, daß sie sich sehr präzise plazieren läßt. Sie hat aber den Nachteil, daß sie in nur in geringem Ausmaß lipophile Stoffe binden kann. In geringerem Ausmaß zumindest, als die unten genannte Huminstoffbarriere lipophile Schadstoffe adsorbieren kann und, bezogen auf das Verhältnis Barrierenwirkstoff zu adsorbiertem Schadstoff, auch weit weniger als Tensid. Dagegen hat sie hohe Sorptionsleistungen bezüglich schwermetallhaltiger Schadstoffe, phosphor-, arsen- und antimonhaltiger Schadstoffe.The ocher barrier has the advantage that it can be placed very precisely. But it has the disadvantage that it can bind lipophilic substances only to a small extent. In less Extent at least, as the humic barrier below lipophilic pollutants can adsorb and, based on the ratio of barrier agent to adsorbed Pollutant, also far less than surfactant. On the other hand, it has high sorption performance with regard to pollutants containing heavy metals, pollutants containing phosphorus, arsenic and antimony.

Ockerbarrieren entstehen z. B. auch in Anlagen zur Wasseraufbereitung bei der oxidativen Grundwasserenteisenung und -entmanganung und bei dem Einsatz von Eisensalzen als Flock- oder Reduktionsmittel. Sie liegen dann als sorptionsaktive und reaktive Suspension im Wasser und/oder Beschichtung auf dem Filtermaterial, z. B. Kiese, Kokse, Formstoffe, Anthrazite, Vliese, oder textile Gebilde vor. Auch in dieser Form haben die Ockerbarrieren sorptionsaktive und reaktive Funktionen wie im Erdreich. Ocher barriers arise e.g. B. also in systems for water treatment in the oxidative Groundwater de-ironing and de-manganese and when using iron salts as flock or Reducing agent. They then lie in the water as a sorption-active and reactive suspension and / or coating on the filter material, e.g. B. gravel, coke, molding materials, anthracite, Fleeces, or textile structures. In this form, too, the ocher barriers are sorptive and reactive functions like in the ground.  

In der deutschen Patentanmeldung P 44 43 828.1, wird ein Verfahren zur Herstellung von reinen Huminstoffbarrieren beschrieben. Danach nutzt man z. B. die stärkere Retardation des gelösten Huminstoffs bei der Erdreichpassage im Grundwasserleiter gegenüber den gelösten Säure- und/oder mehrfach geladenen Metallkationen aus, um den Huminstoff in dem beabsichtigten Bereich auszufällen. Im Einzelnen wird so vorgegangen, daß mittels eines oder mehrerer Injektionsbrunnen zunächst Huminstofflösung im Aquifer verteilt wird, und nach einer durch die Retardationsdifferenz und den Abstand der im abstromigen Aquifer liegenden beabsichtigten Barrierenziellokalität vom Injektionsbrunnen gegebenen Zeit Säure und/oder mehrwertige Metallkationen über den oder die Injektionsbrunnen im Aquifer verteilt werden. Dabei kommt es dann im Zielgebiet zu der Ausfällung von Huminstoff unter Barrierebildung.In the German patent application P 44 43 828.1, a method for the production of pure humic barrier described. Then use z. B. the stronger retardation of dissolved humic substance in the ground passage in the aquifer compared to the dissolved Acid and / or multiply charged metal cations to the humic in the intended area to fail. In detail, the procedure is such that one or several injection wells, humic solution is first distributed in the aquifer, and after one due to the difference in retardation and the distance between those in the downstream aquifer intended barrier target locality given by the injection well acid and / or polyvalent metal cations are distributed over the injection well (s) in the aquifer. This causes the precipitation of humic substance in the target area with the formation of a barrier.

Durch den relativ geringen Unterschied der Retardationsverhältnisse zwischen gelöstem Huminstoff und Säure- bzw. Metallionen ergeben sich unerwünscht große Abweichungen der Barrierenposition von dem beabsichtigten Zielgebiet. Das kann eine Reihe von Nachteilen verursachen, darunter in erster Linie hoher Huminstoffbedarf und unzureichende Wirksamkeit. Überdies ist die spezifische Rückhaltekapazität lipophiler Schadstoffe bezogen auf die Sorptivmasse Huminstoff bei weitem nicht so hoch als bei den Sorptivmassen der meisten dafür eingesetzten Tenside. Dagegen hat sie hohe Sorptionskapazität bezüglich Schwermetallen, wirkt als Redoxkatalysator schadstoffabbaufördernd und bildet ein gutes Aufwachssubstrat für die schadstoffabbauende Mikrobiologie.Due to the relatively small difference in the retardation ratio between dissolved Humic acid and acid or metal ions result in undesirably large deviations Barrier position from the intended target area. This can have a number of disadvantages cause, among other things, high need for humic substances and insufficient effectiveness. In addition, the specific retention capacity of lipophilic pollutants is based on the Sorptive mass humic substance is not nearly as high as most of the sorptive masses surfactants used for this. In contrast, it has a high sorption capacity Heavy metals, acts as a redox catalyst to promote pollutant degradation and forms a good one Growth substrate for pollutant-degrading microbiology.

Huminstoffbarrieren entstehen z. B. auch in Anlagen zur Wasseraufbereitung. Dort werden Huminstoffe ebenfalls als sorptionsaktives, reaktives und flockenbildendes Mittel eingesetzt. Sie liegen dann als sorptionsaktive und reaktive Suspension im Wasser und/oder Beschichtung auf dem Filtermaterial, z. B. Kiese, Kokse, Formstoffe, Anthrazite, Vliese, oder textile Gebilde vor. Auch in dieser Form haben die Huminstoffbarrieren sorptionsaktive und reaktive Funktionen wie im Erdreich.Humic acid barriers arise e.g. B. also in water treatment plants. There will be Humic substances are also used as sorptive, reactive and flocculating agents. They then lie in the water and / or coating as a sorption-active and reactive suspension on the filter material, e.g. B. gravel, coke, molding materials, anthracite, nonwovens, or textile structures in front. In this form too, the humic barrier has sorption-active and reactive Functions like in the ground.

Neben Eisen und Huminstoff wird auch Aluminium in der Form von gefälltem Aluminiumhydroxid als sorptionsaktives, reaktives und flockenbildendes Mittel eingesetzt und ist in der Lage entsprechend wirksame Barrieren zu bilden. Auch diese Barrieren liegen dann als sorptionsaktive und reaktive Suspension im Wasser und/oder Beschichtung auf dem Filtermaterial, z. B. Kiese, Kokse, Formstoffe, Anthrazite, Vliese, oder textile Gebilde vor. Auch in dieser Form haben die Aluminiumhydroxidbarrieren sorptionsaktive und reaktive Funktionen. Aluminiumhydroxid selbst wird zwar für die Herstellung von Dicht- oder Reaktionswänden im Erdreich bisher nicht beschrieben. Auf Grund seiner Eigenschaften kann es aber ohne weiteres auch für diesen Zweck eingesetzt werden. Aluminiumderivate in der Form von Ton werden allerdings für sich allein oder zusammen mit hydraulischen Bindemitteln für die Herstellung von Dichtwänden eingesetzt.In addition to iron and humic material, aluminum is also in the form of precipitated Aluminum hydroxide used as a sorptive, reactive and flocculating agent and is able to form effective barriers. These barriers are also there as a sorption-active and reactive suspension in water and / or coating on the Filter material, e.g. B. gravel, coke, molding materials, anthracite, nonwovens, or textile structures. In this form too, the aluminum hydroxide barriers have sorption-active and reactive Functions. Aluminum hydroxide itself is used for the production of sealing or So far, reaction walls in the ground have not been described. Because of its properties can but it can also be used for this purpose. Aluminum derivatives in the However, clay is used alone or together with hydraulic binders used for the production of sealing walls.

Aluminiumhydroxid ist z. B. wirksam zur Bindung von Fluorid und vermag auch eine Reihe von Schadstoffen sorptiv zu binden. Seine Kapazität zur sorptiven Bindung von organischen Schadstoffen ist aber sehr begrenzt.Aluminum hydroxide is e.g. B. effective for binding fluoride and is also capable of a number of Bind contaminants sorptively. Its capacity for sorptively binding organic But pollutants are very limited.

Tensid-, Huminstoff-, Ocker- und Aluminiumhydroxidbarrieren gehören zur Gruppe der Reaktionswände, die Schadstoffe bei ihrer Passage sorptiv binden oder abbauen können. Sie können im Erdreich, also unter Tage, auch als hydraulisch wirksame Dichtwände hergestellt werden, die auch dabei ihre reaktiven Eigenschaften behalten. Insbesondere in der angelsächsischen Literatur wird die Kombination aus Dicht- und Reaktionswänden zur Grundwasserführung durch eine Reaktionswand mit dem Begriff "Funnel and Gate" umschrieben. Die in technischen Anlagen betriebene Wasserreinigung, die in der Regel über Tage vorgenommen wird, fällt unter das geflügelte Wort "Pump and Treat". Beide Begriffe haben im deutschen Sprachgebrauch Fuß gefaßt.Surfactant, humic, ocher and aluminum hydroxide barriers belong to the group of Reaction walls that sorptively bind or break down pollutants as they pass. she can also be produced in the ground, i.e. underground, as hydraulically effective sealing walls that retain their reactive properties. Especially in the Anglo-Saxon literature is the combination of sealing and reaction walls  Groundwater flow through a reaction wall with the term "funnel and gate" circumscribed. The water purification operated in technical systems, which is usually about Days, falls under the winged word "Pump and Treat". Both terms have gained a foothold in German.

Durch die erfindungsgemäße zusammengesetzte Tensidbarriere gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 ist es möglich, die genannten Vorteile der einzelnen genannten Barrieretypen in sich zu vereinigen ohne jedoch die genannten nachteiligen Eigenschaften jedes einzelnen der bekannten Barrierentypen aufzuweisen. Ihre erfindungsgemäße Herstellung entsprechend Ansprüchen 6 bis 8 und ihre Anwendung gemäß den Ansprüchen 9 bis 11 wird nachfolgend beschrieben.Due to the composite surfactant barrier according to the invention according to claims 1 to 5 it is possible to combine the advantages of the individual barrier types mentioned unite without the mentioned disadvantageous properties of each of the to have known barrier types. Your production according to the invention Claims 6 to 8 and their application according to claims 9 to 11 is as follows described.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Barriere in der vorgesehenen Unter- und Über-Tage-Lokalität abwechselnd oder auch gleichzeitig durch Abscheidung von Tensid, und einem oder mehreren der Stoffe Ocker, Huminstoff und Aluminiumhydroxid in beliebiger Reihenfolge zur Ausscheidung gebracht. Dabei bilden sich alternierend gestapelte dünne Schichten oder einander durchdringende Kompartimente dieser Stoffe auf den Partikeln.According to the method of the invention, the barrier is provided in the lower and Over-the-day locality alternately or simultaneously by separating surfactant, and one or more of the substances ocher, humic and aluminum hydroxide in any Order brought out. Thereby, alternately stacked thin ones are formed Layers or interpenetrating compartments of these substances on the particles.

Die Lokalität der erfindungsgemäßen Barriere kann im Erdreich innerhalb oder außerhalb eines Aquifers, in einer technischen Filtereinrichtung oder auch in der Form einer Suspension in einer Wasseraufbereitungsanlage vorliegen.The location of the barrier according to the invention can be in the ground inside or outside an aquifer, in a technical filter device or in the form of a suspension in a water treatment plant.

Zur Abscheidung von Tensid werden Stoffe mit Tensidwirkung, im weiteren Tenside genannt, als wäßrige Lösung durch die beabsichtigte Barrierenlokalität gespült. Im grundwassergesättigten Bereich, also unter Tage, kann entweder das Grundwasser selbst oder außerhalb des Grundwasserleiters ein Spülwasser als Spülmedium genutzt werden. In technischen Filteranlagen, hier mit dem Stichwort Über-Tage-Anlagen belegt, dient das zu behandelnde Wasser als Spülmedium. Dabei muß die Tensidmenge so bemessen sein, daß sich ein Tensidfilm auf den Partikeln, z. B. auf denen des gesamten Bodenvolumens zwischen der abstromseitigen beabsichtigten Barrierenposition und der Lokalität des Bodens, in der die Tensidinjektion in den Boden vorgenommen wird, bilden kann. Das Tensid reagiert mit der Oberfläche der Feststoffpartikel, bei denen es sich um eine oder mehrere der festen Phasen Gestein, Ocker, Aluminiumhydroxid oder Huminstoff handeln kann, unter Abscheidung eines Tensidfilmes.To remove surfactant, substances with a surfactant effect, hereinafter referred to as surfactants, flushed as an aqueous solution through the intended barrier location. in the groundwater-saturated area, i.e. underground, can either be the groundwater itself or a flushing water can be used as a flushing medium outside the aquifer. In technical filter systems, here with the keyword above-ground systems, serve this purpose treating water as a rinsing medium. The amount of surfactant must be such that a surfactant film on the particles, e.g. B. on those of the total volume of soil between the downstream intended barrier position and the locality of the soil in which the Injection of surfactant into the soil can be made. The surfactant reacts with the Surface of the solid particles, which are one or more of the solid phases Rock, ocher, aluminum hydroxide or humic material can act, separating one Surfactant film.

Vorzugsweise werden solche Tenside verwendet, die gut von diesen Partikeln sorbiert werden. Dazu gehören die kationischen Tenside. Ein geeignetes Tensid ist z. B. das Hexadecyltrimethylammoniumchlorid.Those surfactants which are well absorbed by these particles are preferably used. These include the cationic surfactants. A suitable surfactant is e.g. B. that Hexadecyltrimethylammonium chloride.

Bei den dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegenden Versuchen wurde nun überraschend festgestellt, daß Huminstoff in wäßriger Lösung, z. B. in der Form von gelöstem Alkalihuminat, bei der Passage derart tensidbehandelter Partikel wie z. B. Erdreich in erheblichem Ausmaß infolge der sorptiven Wechselwirkung gegenüber der Wasserströmung retardiert wird, obwohl Huminat nicht zu den hydrophoben Stoffen gehört, da Huminat bis über 20 Gewichts% in Wasser löslich ist. Aufgrund dieser verstärkten Retardation, z. B. gegenüber dem Grundwasserfluß, läßt sich die Präzision der Vorausbestimmung der Barrierenlokalität wesentlich verbessern.In the experiments on which the method according to the invention is based, surprisingly found that humic substance in aqueous solution, e.g. B. in the form of dissolved Alkali aluminate, in the passage of such surfactant-treated particles such. B. Soil in considerable extent due to the sorptive interaction with the water flow is retarded, although huminate is not one of the hydrophobic substances, since huminate to over 20% by weight is soluble in water. Because of this increased retardation, e.g. B. compared to the groundwater flow, the precision of the predetermination of the Improve barrier locality significantly.

Kationische Tenside eignen sich für diesen Zweck, weil sich die kationischen Tensidfunktionen besonders gut an den anionisch geladenen Oberflächenfunktionen der mineralischen und humosen Komponenten des natürlichen Erdreichs und besonders gut an den künstlich ausgefällten Ocker-, Aluminiumhydroxid- und/oder Huminstoffkomponenten in Filtern, suspendierten Partikeln und in den fluidphasenzugänglichen Gesteinsporen und -hohlräumen fixieren lassen.Cationic surfactants are suitable for this purpose because the cationic surfactant functions particularly good at the anionically charged surface functions of the mineral and  humic components of the natural soil and particularly good at the artificial precipitated ocher, aluminum hydroxide and / or humic components in filters, suspended particles and in the fluid phase accessible rock spores and cavities get fixed.

Es ist aber auch möglich, anionische Tenside oder nichtionische Tenside zur Konditionierung des erfindungsgemäßen Verfahrens einzusetzen.However, it is also possible to use anionic surfactants or nonionic surfactants for conditioning to use the method according to the invention.

Besonders wirksame Tenside zur Huminatretardation sind diejenigen, die saure Funktionen enthalten wie z. B. Carboxylsäure-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen. Wirksamer als rein aliphatische Tensidfunktionen sind solche, die einfache oder annelierte Aromaten enthalten. Darunter sind wiederum diejenigen besonders aktiv, die zum Elektronenaustausch geeignete Funktionen enthalten wie z. B. chinoide oder phenolische Gruppen. Es ist aber auch möglich, solche Tenside zu verwenden, die zur Polymerbildung fähig sind und die dadurch nach ihrer Abscheidung durch Polymerisation oder Polykondensation polymerisiert werden können.Particularly effective surfactants for humate retardation are those that have acidic functions contain such. B. carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid groups. More effective than purely aliphatic surfactant functions are those that contain simple or fused aromatics contain. Among them, those who are active in electron exchange are particularly active contain suitable functions such. B. quinoid or phenolic groups. It is also possible to use those surfactants that are capable of polymer formation and thereby be polymerized after their deposition by polymerization or polycondensation can.

Partikel, die mit kationischen Tensiden oder sauren Tensiden beladen sind, können zu einer vollständigen Fixierung der Huminstoffe führen. Anionische sonstige Tenside verursachen eine starke Retardation der Huminstoffe. Um eine absolute Fixierung der Huminstoffe herbeizuführen kann bei vorzugsweise neutralen pH-Werten mit mehrwertigen Kationen, z. B. Erdalkalien, Aluminium oder Eisen behandelt werden. Es können aber auch Säuren, saure Tenside oder kationische Tenside zur Unter- und Übertage-Fixierung des Huminstoffs eingesetzt werden.Particles that are loaded with cationic surfactants or acidic surfactants can become one complete fixation of humic substances. Anionic other surfactants cause one strong retardation of humic substances. For an absolute fixation of humic substances can bring about at preferably neutral pH values with polyvalent cations, for. B. Alkaline earth, aluminum or iron can be treated. But it can also be acids, acidic Surfactants or cationic surfactants for fixing the humic substance underground and above ground be used.

Vorzugsweise erst dann, nachdem Unter- oder Über-Tage-Partikel mit Tensid beladen sind, wird mit Huminstoff behandelt und anschließend ggf. noch mit den genannten Kationensalzen, Säuren und/oder Tensiden.Preferably only after surface or surface particles are loaded with surfactant, is treated with humic substance and then, if necessary, with the cation salts mentioned, Acids and / or surfactants.

Eine Nachbehandlung von ausgefällten Huminstoffbarrierenpartikeln mit Tensiden, vorzugsweise kationischen Tensiden, hat den Vorteil, daß dadurch die Sorptionsaktivität der Huminstoffbarriere für hydrophobe Komponenten verbessert wird. Die Umwandlung von bereits ausgefällten herkömmlichen tensidfreien Aluminiumhydroxid-, Huminstoff-, Ockerbarrieren oder gemischten Barrieren durch Tensidbehandlung in die erfindungsgemäßen Barrieren und ggf. deren nachfolgende oder gleichzeitige Behandlung mit Aluminiumhydroxid-, Huminstoff- und/oder Ocker gelingt ebenfalls unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens-Ablaufschemas und zwar bezüglich der weiteren Huminstoffabscheidung ebenso mit höherer Präzision, als nach der herkömmlichen Methode.Aftertreatment of precipitated humic barrier particles with surfactants, preferably cationic surfactants, has the advantage that the sorption activity of the Humic barrier for hydrophobic components is improved. The conversion of already precipitated conventional surfactant-free aluminum hydroxide, humic, Ocher barriers or mixed barriers by surfactant treatment in the invention Barriers and if necessary their subsequent or simultaneous treatment with Aluminum hydroxide, humic and / or ocher can also be achieved using the Process flow diagrams according to the invention with respect to the others Humine separation also with greater precision than with the conventional method.

Die erfindungsgemäßen Tensid enthaltenden Ocker und/oder Huminstoffbarrieren können durch wiederholtes Abscheiden oder Abscheiden aus konzentrierten Lösungen ohne weiteres die zusätzliche Funktion von Dichtwänden im Erdreich erhalten.The ocher and / or humic barrier containing surfactant according to the invention can by repeated separation or separation from concentrated solutions without any problems maintain the additional function of sealing walls in the ground.

Die Abscheidung von Tensid durch Sorption, von Ocker durch Oxidation oder Hydrolyse, von Huminstoff durch Fällung und von Aluminiumhydroxid durch Hydrolyse kann ohne Weiteres auch gleichzeitig geschehen. Dabei geschieht die Abscheidung von Tensid mit den jeweils gewählten Komponenten nicht schichtweise sondern einander durchdringend.The separation of surfactant by sorption, of ocher by oxidation or hydrolysis, of Humite by precipitation and aluminum hydroxide by hydrolysis can easily be also happen at the same time. The surfactant is deposited with each selected components not in layers but interpenetrating.

Die sich abscheidenden Tensidbarrierenkomponenten sind in dünner Schicht permeabel. Je nach Wahl der Anzahl von Abscheidezyklen oder Auswahl der Lösungskonzentration der Barrierenprecursor können dickschichtigere Ausfallungen erzeugt werden, die der Barriere die zusätzliche Eigenschaft eines hohen hydraulischen Widerstandes verleihen können. Es können Permeabilitätswerte erreicht werden, die die herkömmlicher Dichtwände auf Tonbasis erreichen oder überschreiten.The separating surfactant barrier components are permeable in a thin layer. Each after choosing the number of deposition cycles or choosing the solution concentration of the  Barrier precursors can produce thicker layered failures that the barrier can give additional property of a high hydraulic resistance. It can Permeability values can be achieved that the conventional sealing walls based on clay reach or exceed.

Als Huminstoffkomponente einer erfindungsgemäßen zusammengesetzten Tensidbarriere können prinzipiell alle diejenigen bekannten Sorten eingesetzt werden, die als alkalische Lösung hergestellt werden können, die im neutralen bis sauren Medium schwerlöslich oder unlöslich sind und die sich im neutralen Bereich mittels mehrwertiger Metallkationen ausfällen lassen.As humic component of a composite surfactant barrier according to the invention In principle, all those known types can be used that are alkaline Solution can be prepared that are sparingly soluble in neutral to acidic medium are insoluble and which precipitate in the neutral range by means of polyvalent metal cations to let.

Vorzugsweise handelt es sich dabei um Huminstoffe, die direkt aus Naturstoffen wie Braunkohle ohne weitere Vorbehandlung alkalisch extrahiert werden können. Aus oxidierten Steinkohlen, Anthraziten, Graphiten oder Koksen lassen sich ebenfalls Huminstoffe mit dieser Extraktionsmethode gewinnen. Lignin, Ligninderivate oder Ligninabbauprodukte lassen sich ebenfalls durch gezielte Oxidation unter Polykondensation in solche Huminstoffe umwandeln. Nicht bevorzugt werden Huminstoffe, die unter Einsatz von teuren Chemikalien wie Hydrochinon und andere mehrwertigen Phenole z. B. auch unter polykondensierender Oxidation hergestellt sind.These are preferably humic substances which are obtained directly from natural substances Lignite can be extracted alkaline without further pretreatment. From oxidized Hard coal, anthracite, graphite or coke can also be used to make humic substances Win extraction method. Lignin, lignin derivatives or lignin degradation products can be also convert through specific oxidation with polycondensation into such humic substances. Humic substances that use expensive chemicals such as are not preferred Hydroquinone and other polyhydric phenols e.g. B. also under polycondensing Oxidation are made.

Die Einbringung von Tensid und den anderen Barrierenprecursoren geschieht vorzugsweise unter guter Vermischung mit der wäßrigen Phase, aus der die Komponenten gefällt werden sollen. Derartige Mischtechniken sind für die technischen Über-Tage-Verfahren Stand der Technik. Die gleiche Mischtechnik kann für das Einspülen in die nicht mit Grundwasser gesättigten Untertagezonen angewendet werden.The introduction of surfactant and the other barrier precursors is preferably done with good mixing with the aqueous phase from which the components are precipitated should. Such mixing techniques are state of the art for the above-ground technical processes Technology. The same mixing technique can be used for flushing into the groundwater saturated underground zones.

Im nicht mit Grundwasser gesättigten Erdreich dienen die erfindungsgemäßen Barrieren zur Reinigung der fluiden Komponenten Bodenluft und Sickerwasser, aber auch zur Schadstoffixierung im Erdreich.In soil that is not saturated with groundwater, the barriers according to the invention are used for Cleaning the fluid components of soil air and leachate, but also for Pollutant fixation in the ground.

Durch flächenhaftes Berieseln der Erdreichoberfläche mit den Barrierenprecursor-haltigen Lösungen können flächenhafte Barrieren in dieser Zone errichtet werden, durch den Einsatz von Sickergräben oder Filterrohren können dort vertikale Barrieren hergestellt werden.By sprinkling the surface of the soil with the barrier precursors Solutions can be built through area barriers in this zone Vertical barriers can be made from septic trenches or filter tubes.

Die möglichst homogene Vermischung der Barrieren-Precursor-Wirkstoffe mit dem Grundwasser unter Tage geschieht vorzugsweise durch einen oder mehrere Injektionsbrunnen, die vorzugsweise galerieförmig vertikal die gesamte kontaminierte Wassersäule durchtäufen.The most homogeneous possible mixing of the barrier precursor active ingredients with the Groundwater underground preferably occurs through one or more injection wells, which preferably run vertically through the entire contaminated water column in a gallery shape.

Im Fall der in-situ-Behandlung des Grundwassers um die Gewinnungsbrunnen zur Trink- oder Brauchwasserförderung werden die Injektionsbrunnen ringförmig um die Gewinnungsbrunnen angeordnet.In the case of in-situ treatment of the groundwater around the wells for drinking or The injection wells are ring-shaped around the extraction well arranged.

Die Injektionsbrunnenrohre sollten zumindest im unteren und oberen Bereich vorzugsweise aber durchgehend wasserdurchlässig sein, um möglichst ungehinderten Wasserein- und -ausstrom zu gewährleisten. In der Wassersäule des Injektionsbrunnens wird z. B. durch mechanisches Pumpen eine vorzugsweise überwiegend vertikal gerichtete Strömung induziert. Dabei bildet sich um jeden Injektionsbrunnen im Grundwasserleiter eine annähernd toroidale Strömungswalze aus, in die die Wirkstofflösungen injiziert werden können. Vorzugsweise geschieht diese Injektion im unteren Injektionsbrunnenbereich. The injection well pipes should preferably be at least in the lower and upper area but be permeable to water throughout in order to keep water in and out as freely as possible - ensure outflow. In the water column of the injection well, for. B. by mechanical pumping induces a preferably predominantly vertical flow. An approximately toroidal one is formed around each injection well in the aquifer Flow roller into which the drug solutions can be injected. Preferably this injection takes place in the lower area of the injection well.  

Durch Überlappung der Strömungstori bei einer galerieartigen oder auch ringförmigen Injektionsbrunnenanordnung bildet sich dabei im Idealfall eine entsprechend geformte über alle Injektionsbrunnen ausgedehnte Toroidalströmung aus, die für die gleichmäßige Verteilung der Barrieren-Precursor-Wirkstoffe im Grundwasserleiter sorgt.By overlapping the flow gates in a gallery-like or ring-shaped Injection well arrangement ideally forms a correspondingly shaped one over all Injection wells extended extensive toroidal flow, which is responsible for the even distribution of the Barrier precursor active substances in the aquifer ensures.

Unter Tage dienen die erfindungsgemäßen Barrieren überwiegend der Rückhaltung von Schadstoffen und damit zur Sicherung sogenannter Altlasten.The barriers according to the invention mainly serve to hold off underground Pollutants and thus to protect so-called contaminated sites.

Es ist aber auch möglich, mit dieser Methode eine kostensparende in-situ-Aufbereitung von Trink- oder Brauchwässern anstelle der üblichen Über-Tage-Aufbereitungstechnologie durchzuführen. Dazu werden die erfindungsgemäßen Barrieren im Grundwasseraquifer im lückenlosen Umschluß um einzelne oder mehrere, z. B. galerieförmig angelegte Gewinnungsbrunnen angelegt.However, it is also possible to use this method to cost-effectively prepare in-situ Drinking or industrial water instead of the usual surface treatment technology perform. For this purpose, the barriers according to the invention in the groundwater aquifer in complete enclosure around one or more, e.g. B. created in a gallery Extraction well created.

In der Über-Tage-Technologie können die Barrieren ohne Weiteres in den bestehenden Filtern, wie z. B. Kiesfiltern, angelegt werden. Die Schadstoffrückhaltung kann dadurch soweit optimiert werden, daß andere Reinigungsstufen, z. B. die Aktivkohlebehandlung, wegfallen können.In the above-ground technology, the barriers can be easily replaced in the existing filters, such as B. gravel filters. Pollutant retention can go so far be optimized that other cleaning levels, e.g. B. the activated carbon treatment can.

In Einzelfällen können die erfindungsgemäßen Barrieren auch in der oder nach der Flockungsstufe von übertägigen Wasserreinigungsanlagen zu wirtschaftlichen Erfolgen beitragen, indem z. B. Sorptionsleistung der Flocken noch vor ihrer Sedimentation und/oder Filtration durch Umhüllung mit Tensid verbessert wird. Derartig konditionierte Flocken können auch zur Ausbildung eines aktiven Precoatfilters eingesetzt werden. In diesen Fällen erstreckt sich die Barriere von der fluiden Suspensionsphase lückenlos bis zum Precoat-Festbettfilter.In individual cases, the barriers according to the invention can also be in or after Flocculation level from surface water purification systems to economic success contribute by z. B. Sorption performance of the flakes before their sedimentation and / or Filtration by coating with surfactant is improved. Flakes conditioned in this way can also be used to form an active precoat filter. In these cases the barrier extends from the fluid suspension phase to the Precoat fixed bed filter.

Die Tensidphase kann bei Über-Tage-Anlagen durch Extraktion des tensidhaltigen Filterschlamms zurückgewonnen und wiederverwendet werden.The surfactant phase can be carried out in open-day systems by extracting the surfactant Filter sludge can be recovered and reused.

Claims (11)

1. Zusammengesetzte Tensid-Barrieren unter Tage innerhalb und/oder außerhalb von Grundwasseraquiferen und/oder in technischen Wasserreinigungs- und/oder Wasseraufbereitungsanlagen über Tage enthaltend mindestens eines der Elemente Eisen, Mangan und Aluminium oder mindestens einen der Stoffe Ocker und Huminstoff.1. Compound surfactant barriers underground within and / or outside of Groundwater aquifers and / or in technical water purification and / or Surface water treatment plants containing at least one of the elements iron, Manganese and aluminum or at least one of the substances ocher and humic. 2. Zusammengesetzte Tensid-Barrieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eines oder mehrere Tenside aus den Gruppen der kationischen, anionischen, nichtionischen, aromatische, anneliert aromatische, phenolische, chinoide oder saure Funktionen enthaltende Tenside enthalten.2. Composite surfactant barriers according to claim 1, characterized in that they one or more surfactants from the groups of cationic, anionic, nonionic, aromatic, fused aromatic, phenolic, quinoid or acidic functions Contain surfactants. 3. Zusammengesetzte Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen oder mehrere der aus Alkalihuminatlösungen gefällten Huminstoffe aus den Gruppen der durch alkalische Naturstoffextraktion, alkalische Extraktion von oxidierten kohlenstoffreichen Stoffen, alkalische Extraktion oxidierter mehrwertiger Phenole und alkalische Extraktion oxidierter Lignine, Ligninderivate oder Ligninabbauprodukte gewonnenen Huminatlösungen enthalten.3. Composite surfactant barriers according to claim 1 and 2, characterized in that they one or more of the humic substances from the groups precipitated from alkali metal aluminate solutions that by alkaline natural product extraction, alkaline extraction of oxidized carbon rich substances, alkaline extraction of oxidized polyhydric phenols and alkaline extraction of oxidized lignins, lignin derivatives or lignin degradation products obtained huminate solutions contain. 4. Zusammengesetzte Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie gefällten Ocker enthalten, der mindestens eines der Elemente Eisen und Mangan enthält.4. Composite surfactant barriers according to claim 1 to 3, characterized in that they contain precipitated ocher, which contains at least one of the elements iron and manganese. 5. Zusammengesetzte Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie gefälltes Aluminiumhydroxid enthalten.5. Composite surfactant barriers according to claim 1 to 4, characterized in that they contain precipitated aluminum hydroxide. 6. Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel enthaltende Phasen abwechselnd oder gleichzeitig mit einer wäßrigen Tensidlösung und wäßrigen Lösungen enthaltend mindestens eine der Komponenten Eisensalze, Mangansalze, Aluminiumsalze und Huminstoffe durchspült wird.6. A process for the preparation of composite surfactant barriers as claimed in claims 1 to 5, characterized in that phases containing particles alternately or simultaneously with an aqueous surfactant solution and aqueous solutions containing at least one of the Components iron salts, manganese salts, aluminum salts and humic substances is flushed out. 7. Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel enthaltenden Phasen mindestens einem der Kompartimente grundwasserfreies oder grundwasserdurchströmtes Erdreich, Wasserreinigungsfilter und Partikelsuspension vor der Filtration oder Sedimentation in der Wasserreinigung.7. A process for the preparation of composite surfactant barriers according to claim 1 to 6, characterized in that the particle-containing phases of at least one of the Compartments groundwater-free or groundwater-permeated, Water purification filter and particle suspension before filtration or sedimentation in the Water purification. 8. Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdreich vor der Huminstoffbehandlung mit einer wäßrigen Tensidlösung durchspült wird.8. A process for the preparation of composite surfactant barriers according to claim 1 to 7, characterized in that the soil before the humic treatment with a is flushed aqueous surfactant solution. 9. Anwendung von zusammengesetzten Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur untertägigen in-situ-Grundwasserreinigung und/oder in-situ- Grundwasserleitung und/oder Altlastensicherung eingesetzt werden.9. Use of composite surfactant barriers according to claim 1 to 8, characterized characterized in that they are used for underground in-situ groundwater purification and / or in-situ Groundwater pipe and / or pollution control are used. 10. Anwendung von zusammengesetzten Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur untertägigen in-situ-Trinkwasser- und/oder Brauchwassergewinnung eingesetzt werden.10. Use of composite surfactant barriers according to claim 1 to 9, characterized characterized in that they are used for underground in-situ drinking water and / or Industrial water extraction can be used. 11. Anwendung von zusammengesetzten Tensid-Barrieren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur übertägigen Wasserreinigung eingesetzt werden.11. Use of composite surfactant barriers according to claim 1 to 10, characterized characterized in that they are used for surface water purification.