DE3306665A1 - Verfahren zur aktiven entgasung einer deponie - Google Patents

Description

• Beschreibung:
• Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Entgasung von Deponien unter Gewinnung von brennbarem Deponiegas, wobei die Gassammelkanäle auf der Sohle der Deponie verlegt erden und die Gaserfassungskanäle von der Deponiesohle aus parallel mit de Einbau der Abfälle aufgebaut werden und damit eine möglichst frühzeitige Deponiegasgewinnung mit einer Gasverwertung erzielt wird unter Vermeidung der verlegungsspezifischen Probleme bei-auf der Deponieoberfläche verlegten Deponiegassamelkanälen.
• Es versteht sich, daß das Deponiegas unter Anlegen eines Unterdrucks an die Deponiegaserfassungskanäle abgesaugt wird.
• Die Deponiegaserfassungskanäle können vertikal und zusätzlich horizontal angeordnet sein. Der ausdruck Sickerwasserdränageschicht umfaßt auch die Sickerwassersammelkanäle.
• Generell ist zum Thema der Entgasung einer Deponie sowie zu den gattungsgemäßen Maßnahmen folgendes zu sagen: Kommunaler Müll enthält bekanntlich organische und anorganische Fraktionen. Nach Einbau in der Deponie arbeitet der Müllkörper binnen kurzer Zeit in Abhängigkeit von verschiedenen Einflußfaktoren als biologischer Reaktor. Bei diesen metabolischen Reaktionsprozessen entwickeln sich erhebliche Gas-mengen, die vorwiegend aus Methan und Kohlendiold bestehen.
• Aus der Literatur ist bekannt, daß unter europäischen Verhältnissen ca. 200 m3 Gas je Tonne Kausmüll über einen Zeitraum von nehr als 2v Jahren freigesetzt werden (D.Hueber 'ITotwendigkeit der Entgasung von Deponien und technische Möglichkeiten' Fortschritte der Deponietechnik 1980 Texte des Umweltbundesamtes Erich-Schmidt- Verlag). Diese Gasmengen sind wegen ihrer Inhaltsstoffe geruchsintensiv, gesundheitsschädlich und explosibel. Deshalb sollen sie gefaßt und kontrolliert beseitigt werden (K. rint er tSicherlleitstechnische Kriterien bei baulichen Einrichtungen auf Deponien hinsichtlich der Gefährdung durch Gase' Forschungsbericht 10302102 i.A. des Umweltbundesamtes laterialien Bd. 1/80 Erich-Schmidt-Verlag). Die Verbrennung des Gases ist die am häufigsten praktizierte Beseitigungsvariante. Das Verfahren ist patentrechtlich geschützt (Patentschrift 2408497 der Fa. Abfall-Consult 'Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern der Schadwirkung von Zersetzungsgasen aus Deponien).
• Wie aus der Praxis bekannt, laufen die neueren Bemühungen darauf hinaus, das energierfiche Deponiegas zu nutzen. Sobald sich im Deponiekörper ein stabiles anaerobes Verhältnis eingestellt hat, hat das Deponiegas ein Energieäquivalent von ca. 20000 kJ je m3, d.h. 2 m3 Deponiegas entsprechen energetisch 1 1 Heizöl (O.Tabasaran 'Uberlegungen zu Problem Deponiegas Fiüll und Abfall Heft 7 1976 S204). Anfang der 8Diger Jahre wurden in der Bundesrepublik von theoretisch 4 Mia. m3/a Deponiegasproduktion auf ca. einem Dutzend Anlagen 14 Mio. m3/a Deponiegas verwertet.
• Ausschlaggebend für die Entscheidung zur Gasverwertung ist die Frage der Wirtschaftlichkeit der Anlage. Neben den maschinellen Einrichtungskosten sind die Kosten für das Deponiegaserfassungssystem und die faßbaren Gasmengen in einer hosten- bTutzen-Rechnung von entscheidender Bedeutung. In der Theorie und in der Deponiepraxis sind hierfür verschiedene Deponiegaserfassungssysteme entwickelt worden (verschiedene Autoren in a) Fortschritte der Deponietechnik 1930 Texte des Umweltbundesamtes Erich-Schmidt-Verlag; b) Stuttgarter Berichte Bd.15 1981 Figendruck der Universität Stuttgart; c) 64. Seminar am Fortbildungszentrum Berlin tDeponiegasnutzung und Konsequenzen für Planung und Betrieb von Deponie' März 1982; d) Internationale rachtagung in Braunschweig tGas- und Wasaerhaushalt von eülldeponien' 29.9.-1.1.1982 Tagungsunterlagen der Universität Braunschweig). Grundsätzlich unterscheiden lassen sich diese Systeme danach, ob sie schon während des Depöniebetriebs oder erst nachträglich installiert werden.
• Während des Deponiebetriebs werden senkrechte Deponiegaserfassungskanäle, sog. Entgasungsschächte von der Deponiesohle aus mit dem Mülleinbau aufgebaut. Um das Deponiegas abzusaugen, müssen die Deponiegassamnielkanäle als sog. fliegende Leitungen auf der Deponieoberfläche verlegt werden, was zu erheblichen Betriebseinschränkungen und Gefahren durch mögliche Verpuffungen bei Zerstörung der Gassammelkanäle durch Müllfahrzeuge führen kann, und deswegen kaum praktiziert wird.
• Alternativ werden horizontale Deponiegaserfassungskanäle, sog.
• Horizontaldränagen, z.B. alle 20m lagenweise eingebaut. Durch den hohen ohrbedarf ist diese Alternative sehr teuer. Das diesen Erfassungskanälen zufließende Sickerwasser reduziert bei unzureichendem Gefälle und unterschiedlichen Setzungen des Mullkörpers die Deponiegaserfassungsrate, da die Kanäle zugesetzt werden.
• Nachträglich werden rekultivierte Deponien durch senkrechte Deponiegaserfassungskanäle, sog. Entgasungsbrunnen entgast.
• Die Einrichtungskosten sind mit spezifischen Kosten von im Mittel 300,- DM/lfdm und mehr hoch. Die auf der Deponieoberfläche installierten Leitungen schränken die Nutzung der rekultivierten Oberflache erheblich ein. Die Brunnen füllen sich erfahrungsgemäß mit Deponiesickerwasser und müssen deshalb zeitweise leergepumpt werden. Infolge von deponiebedingten Setzungen sammelt sich ondenswasser in den Leitungstiefpunkten der Gassammelk&näle und schränkt die Entgasungsleistung ein.
• In 'winter können die Leitungen zufrieren. Das wahrend des Deponiebetriebs anfallende Gas enicht ungenutzt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt das entstehende Deponiegas gefaßt und abgeleitet werden kann, anderseits bei minimierten Kosten der I:aßnahmen die oben geschilderten tTac.teile reduziert, bzw. verríiieden werden.
• nur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Deponiegassammelkanäle auf der Deponiesohle in der Sickerwasserdränageschicht eingebaut werden und die Deponiegaserfassungskanale mit dem Mülleinbau von der Deponiesohle aufgebaut werden.
• ITach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird dabei wie folgt vorgegangen: Beim Einbau der Sickerwasserdränageschicht werden in dieser die Deponiegassarranelkanäle verlegt bis zu den Fußpunkten der senkrechten Deponiegaserfassungskanäle. Die Deponiegassammelkanäle erhalten ein gleichmäßiges Gefälle bis zu einem (gemeinsamen) Tiefstpunkt, in dem eine Entwässerungsvorrichtung vorzusehen ist. Die Deponiegaserfassungskanäle werden bevorzugt über oder dicht neben den Sickerwassersammelkanälen aufgebaut, damit das den Erfassungskanälen zufließende Deponiesickerwasser über die Sickerwassersannelkanäle problemlos abfließen kann. Wie aus der Literatur und Entgasungspraxis bekannt, soll der Abstand der einzelnen Erfassungskanäle kleiner 80 + 100m sein. Die Deponiegaserfassungskanäle werden über Krümmer an die Deponiegassammelkanäle angeschlossen. Die Deponiegaserfassungskanäle werden in den untersten 2 + 3m als dichte (nicht perforierte) Leitungen eingebaut, um ein Zutreten von Sickerviasser in die Deponiegassammielkanäle zu verhindern.
• Die senkrechten Deponiegaserfassungskanäle werden z.B. folgendermaßen aufgebaut (s. Zeichnung). Auf den Untergrund wird ein -z.P,. 3n langes- Mantelrohr aufgesetzt, und zwar mittig über dem eigentlichen Gaserfassungsrohr aus z.B. PE-Material.
• Innerhalb des Mantelrohr wird ein weiterer Abschnitt des Gaserfassungsrohrs auf das aufragende Ende aufgesetzt und der Zwischenraum mit Filterkies verfüllt. rend des Absaugens des Deponiegases ist das in den Müllkörper eingebundene Mantelrohr durch einen Deckel zu verschließen, um ein Nitansaugen von Luft zu minintieren. Um den freistehenden Abschnitt des Gaserfassungskanal ist der tüll verdichtet einzubauen. Wenn die Vüllverfüllung den ILopf des Mantelrohrs erreicht hat, wird es hochgezogen und der geschilderte Vorgang wird wiederholt. Ca. 3m unter der Deponieendhöhe wird das Deponiegaserfassungsrohr verschlossen und &uch dieser bereich mit tüll Uberkippt.
• Eine andere Variante besteht darin, daß im Fall der Absaugung von Deponiegas ein oben geschlossenes Mantelrohr mit einem geringfügig gröberen Durchmesser als das Erfassungsrohr über dieses gestülpt wird, und zwar auf der jeweils aus dem T.üllkörper ragenden Länge des Erfassungsrohrs. Um beide Rohre wird ein Zylinder aus Baustahlgewebe gestellt, der verhindert, daß der Müll beim Einbau bis an den Gaserfassungskanal geschüttet wird. Der zwischen Müll. und Gaser-fassungsrohr verbleibende Freiraum wird mit Filterkies verfüllt, je Verfüllabschnitt mit einer Tonlage als Sicherheitsschutz gegen Luftzutritt versehen, und das '0antelrohr daraufhin gezogen. Mit laufender Verfüllung des Mülls wird der geschilderte Vorgang wiederholt.
• Gegenüber den praktizierten Entgasungsverfahren bietet die Erfindung folgende Vorteile: Erheblich reduzierte Kosten, da das Mantelrohr mehrfach genutzt wird, der Verlegaufwand gering ist, gegenüber den bisher gen Varianten kein Abdichten des Gaserfassungskanal gegenüber der rekultivierten Oberfläche erforderlich ist.
• Keine BetriebsbeeinträchtiOunOen bei Absaugen des Gases durch fliegende Leitungen auf der Mülloberfläche.
• Es kann schon während des Deponiebetriebs abgesaugt erden.
• Die runktionsfnhielseit des gesamten Systems ist von Deponiesetzungen unabhängig, d& die Deponiegassenmelkanäle auf der setzungsuner,pfindlichn Sohle der Deponie verlegt sind.
• Durch die Einbindun in den Deponiekörper besteht in diesem bereich nIcht die Gefahr, daß die Gassammelkaänle zufrieren.
• Ein anderer Vorschlag der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an die vertikalen Deponiegaserfassungskanäle horizontale Erfassungskanäle angeschlossen werden. Durch die strahlenförmige Anordnung wird der Einzugsbereich und damit auch die gewinnbare Gasmenge vergrößert. Durch den Anschluß an die setzungsunempfindlichen vertikalen Jaserfazssungskanile ist eine optimale Funktionsfähi3keit gewährleistet. Im Gegensatz zu den praktizierten horizontclen Deponiegaserfas£ungsltanälen mit Einzelstranglängen von zur Teil mehreren hundert Metern sind die erfindungsgemäß vorgeschlagenen horizontalen Gaserfassungskanäle relativ kurz (maximal der halbe Abstand der vertikalen Gcserfassungskna"le). Sollte einer dieser kurzen Stränge z.B.
• setzungsbedingt ausfallen, so sind die Auswirkungen auf das gesamte Entgasungssystem erheblich geringer als bei Ausfall eines der l-ingen Deponiegaserfassungskanäle.
• Ein weiterer Vorschlag der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der unterste Bereich der vertikalen Gaserfassungakanäle an die Sickerwassersammelkaäle der Dränageschicht durch z.B. eine Rohrleitung angeschlossen werden. Sollte sich im mit eingebauten Filterkies der Gaserfassungskanäle Sickerwasser ansammeln, so wird es über die Anschlüsse an die Sickerwassersammelkanäle abgeleitet. bin Vollaufen der Entgasungskanäle, wie es bei den o.a. Entgasungsbrunnen häufig beobachtet wird, und damit eine Beeintracllti6ung der Funktionsfähigkeit des Entgasungssystems werden damit ausgeschlossen.

Claims (4)

1. Verfahren zur aktiven Entgasung einer Deponie Patentansprüche: 1. Verfahren zur aktiven Entgasung einer Deponie wobei das Deponiegas vom Zeitpunkt der Entstehung mit Hilfe von in den Füllkörper der Deponie eingebauten Deponiegaserfassungskanälen und Deponiegassammelkanälen abgesaugt und verbrannt oder einer Verwertung zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Deponiegassammelkanäle auf der Sohle der Deponie in der Sickerwasserdränageschicht verlegt werden und die senkrechten Deponiegaserfassungskanäle mit dem abzulagernden Abfall rLit eingebaut werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der LuStzutritt in den aus dem Müll ragenden Teil des Deponiegaserfassungakanal durch ein über diesen gesetztes i;antelrohr verhindert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Optimierung der Gaserfassungsrate zusätzlich zu den senkrechten GaserfassunOskenalen horizontale raserfassungs kanäle sternfrirmig an erstere angeschlossen erden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechten Gaserfassungskanäle zur CasserabîührunQ an die Sickerwassersammelkanäle angeschlossen werden, die das Sickerwasser der Dränageschicht aufnehmen und ableiten.