NL1036270C2 - Werkwijze voor het stimuleren van biologische afbraak en het ontgassen van vuilnisstortplaatsen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: werkwijze voor het stimuleren van biologische afbraak en het ontgassen van vuilnisstortplaatsen.

BESCHRIJVING

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het stimuleren van biologische afbraak en het ontgassen van vuilnisstortplaatsen door het daarin aanbrengen van ontgassingsbuizen. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een bijzondere vuilnisstortplaats.

Vuilnisstortplaatsen of vuilnisstortdepots zijn op grote schaal 10 bekend. Dergelijke vuilnisstortplaatsen zijn vaak gelegen op een braak liggend terrein, waarbij, voordat afval wordt aangebracht, de afvalstortplaats aan de onderzijde kan zijn voorzien van een afdichtingslaag. Een dergelijke afdichtingslaag dient om vervuiling van de bodem en het grondwater te voorkomen. Het is bekend dat bij dergelijke vuilnisstortplaatsen het organisch afval vanwege een natuurlijk 15 composteringsproces zal ontbinden in allerlei gassen, hoofdzakelijk bestaande uit methaan en kooldioxide. Het aldus gevormde gas treedt langzaam uit naar de atmosfeer waarbij het methaangas als schadelijk voor het milieu is te beschouwen. In de praktijk kan het gas bijvoorbeeld worden afgevangen met behulp van een buizensysteem, waarbij het aldus afgevangen gas, eventueel na opwerken, wordt 20 gebruikt voor energieterugwinning. Een goede en snelle afbraak van het organisch materiaal gedurende de operationele fase van deze opvangsystemen is belangrijk om te voorkomen dat in een latere fase alsnog gassen vrijkomen in de atmosfeer of organische stoffen uitlogen en de bodem en het grondwater verontreinigen. Opgesloten percolaat kan ook vrijkomen na de operationele fase van de stortplaats 25 en de bodem en het grondwater verontreinigen.

De onderhavige uitvinder heeft geconstateerd dat binnen een dergelijke vuilnisstortplaats sprake is van “actieve" en “niet-actieve” gebieden, waarbij de activiteit moet worden gezien in het licht van het composteer- of vergistingsgedrag. In de zogenaamde “actieve" gebieden treedt spontaan een 30 vergistingsreactie op van organische bestanddelen waardoor aldus onder meer methaangas wordt gevormd, In de “niet-actieve” gebieden treedt geen of weinig afbraak van organische bestanddelen op. Hoewel een vuilnisstortplaats als zodanig is samengesteld uit een combinatie van niet-organisch en organisch afval, is het niet wenselijk dat in bepaalde gebieden binnen de vuilnisstortplaats geen vergisting 1 03 6 270 2 plaatsvindt. Een doel van de onderhavige uitvinding is derhalve het verhogen van zowel de biologische afbraak als de gasonttrekking, van een vuilnisstortplaats.

De onderhavige uitvinding zoals vermeld in de aanhef wordt gekenmerkt, doordat de werkwijze de volgende stappen omvat: 5 i) het in een verticale richting direct in de vuilnisstortplaats aanbrengen van voorgefabriceerde drainagebuizen, ii) het via een boven het afval van de vuilnisstortplaats of direkt onder het oppervlak van voornoemd afval gelegen leidingsysteem onderling verbinden van de drainagebuizen.

10 Onder toepassing van een dergelijke werkwijze is het mogelijk aan voornoemde doelstelling te voldoen. Met name is het door direct in de vuilnisstortplaats op korte onderlinge afstand aanbrengen van de drainagebuizen, waarbij wordt afgeweken van een meer algemene wijze waarbij op een veel grotere afstand eerst een schacht wordt gegraven, waarna vervolgens in de schacht een of 15 meer ontgassingsbuizen worden geplaatst, zoals bekend is uit het Amerikaanse octrooi 4.670.148, mogelijk gebleken om in feite de gehele vuilnisstortplaats actief te laten deelnemen aan afbraak en gasproductie. Met name is het aldus mogelijk om drainagebuizen op een relatief korte afstand van elkaar in de vuilnisstortplaats aan te brengen, bij voorkeur op een onderlinge afstand van 1-7 meter, zodat de in de 20 vuilnisstortplaats aanwezige, geïsoleerde gebieden kunnen worden ontsloten doordat binnen de vuilnisstortplaats dergelijke gebieden met elkaar in verbinding komen te staan. Hierdoor kan overtollig (percolaat-)water zich beter verdelen naar drogere gebieden in de vuilnisstortplaats om de biologische aktiviteit daar lokaal te verhogen en het ontstane gas kan zich beter verplaatsen. Opgesloten water kan 25 zich ook via de drainagebuis naar de oppervlakte verplaatsen als het onder spanning komt door consolidatie van de stortplaats onder zijn eigen gewicht.

Onder toepassing van de onderhavige werkwijze is het ook mogelijk gebleken dat een snelle en doelmatige zetting of consolidatie van de vuilnisstortplaats ontstaat. Daarnaast is het onder toepassing van de onderhavige 30 werkwijze mogelijk gebleken dat percolaat naar het in de bodem van de vuilnisstortplaats reeds aanwezige afvoersysteem kan worden afgevoerd. In vuilnisstortplaatsen is vaak sprake van slecht water doorlatende horizontale lagen die voorkomen dat dit percolaat naar beneden kan draineren, waardoor het opgesloten zit of aan de zijkanten van vuilnisstortplaats uittreedt, hetgeen 3 ongewenst is. Door het toepassen van de onderhavige werkwijze, waarbij in verticale richting direct in de vuilnisstortplaats drainagebuizen worden aangebracht, ontstaat ten gevolge van dergelijke verticale drainagebuizen een min of meer vrije weg voor verticaal transport van zowel gas als (percolaat-)water. Onder de term “in 5 verticale richting” dient te worden verstaan tot een hoek van minimaal 45 ° ten opzichte van het maaiveld. Aldus kunnen de drainagebuizen ook enigszins schuin worden aangebracht. Door de korte onderlinge afstand zijn de verticale drainagebuizen ook op verschillende plaatsen verbonden door water en/of gas doorlatende horizontale afvallagen.

10 De in de onderhavige werkwijze toegepaste drainagebuis is bij voorkeur samengesteld uit een voorgefabriceerd flexibel profiel, welk profiel aan de buitenomtrek daarvan is omgeven door een filtermateriaal. Het filtermateriaal is zodanig uitgevoerd dat verstopping door bodemdeeltjes wordt voorkomen, waarbij het filtermateriaal echter doorlatend genoeg voor vloeistof en gas is. Als een 15 geschikt materiaal kunnen polypropyleen en polyethyleen worden genoemd.

Wanneer de drainagebuizen in verticale richting in de vuilnisstortplaats zijn aangebracht, is het mogelijk dat aan de zich aan het oppervlak van de vuilnisstortplaats bevindende drainagebuizen een leidingsysteem wordt aangebracht, welk leidingsysteem dient om de in de vuilnisstortplaats ontstane 20 gassen via de drainagebuizen af te voeren. In dit geval dienen de drainagebuizen en/of de afvoerleidingen van voornoemd afvoersysteem op enige afstand onder de oppervlakte van het afval van de vuilnisstortplaats over te gaan op een gesloten buis- of leidingsysteem. Dit om het ontsnappen van gas naar de oppervlakte en het intreden van lucht vanuit de oppervlakte te voorkomen. Daarnaast is het ook 25 mogelijk gebleken om dergelijke leidingen en drainagebuizen toe te passen voor het naar de vuilnisstortplaats zelf toevoeren van water of percolaat, waarbij voor het toevoeren van water enige overdruk kan worden toegepast. Te droge inactieve delen van de stortplaats kunnen daarmee geactiveerd worden. Een dergelijke waterige stroom kan ook microbacteriën bevatten die voor biologische activiteit in de 30 vuilnisstortplaats kunnen zorgen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze is het gewenst dat de werkwijze wordt gecombineerd met een bovenafdichting van de vuilnisstortplaats, zodat het ontsnappen van ongewenste gassen naar de atmosfeer en het van de oppervlakte aantrekken van zuurstof in het gasafvoersysteem tot een 4 minimum wordt beperkt. Als materialen die voor bovenafdichtingen worden gebruikt, kunnen worden genoemd minerale afdichtingsmaterialen zoals klei, klei/zandmengsels en bentoniet/polymeermengsels, zoals de mengsels volgens de Europese octrooien 0 682 684, 1 012 214, 1 250 494, 1 265 973 en 1 985 586, 5 waarna de inhoud hier als ingelast kan worden beschouwd of kunststofmaterialen zoals folies. Voornoemde Europese octrooien staan geregistreerd op naam van de onderhavige aanvrager. Bij deze uitvoeringsvorm wordt het toegepaste leidingensysteem bij voorkeur geheel of gedeeltelijk onder de bovenafdichting aangebracht zodat het aantal doorvoeringen door de afdichting zelf kan worden 10 beperkt tot samengebrachte/gecombineerde leidingen. Bovendien behoeft het leidingensysteem onder de afdichting niet gesloten te zijn en kan het naast de afvoer van gas uit de verticale drainagebuizen ook drainerend zijn voor het gas dat zich opbouwt in de laag gelegen onder de afdichting. In plaats van een leidingensysteem onder de afdichting waaraan alle verticale drainagebuizen 15 individueel zijn aangesloten biedt deze uitvoering ook de mogelijkheid om het leidingensysteem geheel of gedeeltelijk te vervangen door bijvoorbeeld een drainagesysteem bestaande uit een laag van poreus materiaal of kanalen van poreus materiaal of een drainagemat. In dergelijke systemen kan het gas van zowel de verticale drainagebuizen als aan de oppervlakte van het afval zich verzamelen in 20 poreuze holtes of kanalen. Dit systeem kan worden toegepast in combinatie met een leidingsysteem dat het gas via gesloten leidingen afvoert door de afdichtingslaag. Het vervangen van gesloten leidingen door drainerende systemen, zoals hiervoor beschreven, heeft als voordeel dat door condensvorming watersloten kunnen ontstaan waarmee de leiding niet (meer) onder afschot ligt, zodat het gas dan niet 25 meer door de leiding kan stromen. Evenzo kan percolaatwater onder spanning van het gewicht van de stortplaats zich omhoog verplaatsen door de verticale drainage en de doorgang door de dichte leidingen blokkeren voor de stroming van gas.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze wordt als bovenafdichting van de vuilnisstortplaats een minerale afdichtingslaag 30 aangebracht die door verzadiging met water voldoende gasdicht wordt. Boven op deze laag wordt een ballastlaag aangebracht van voldoende dikte om uitdroging en beschadiging te voorkomen. Een dergelijke minerale afdichtingslaag laat een gasoverdruk door maar herstelt zich daarna door zijn zelfherstellende vermogen en de bovenbelasting. Door het aanbrengen van een grote hoeveelheid drainagebuizen 5 kan spontaan een grote hoeveelheid gas op veel plaatsen aan de oppervlakte komen. Een minerale laag die relatief droog wordt ingebouwd laat eerst gas door maar sluit af zodra hij met water verzadigd raakt. Een voorbeeld van een mineraal materiaal dat relatief droog ingebouwd wordt maar goed water vast kan houden is 5 een materiaal zoals geopenbaard in een van de hiervoor genoemde octrooien ten name van de onderhavige aanvrager. Het veelal in de praktijk toepassen van lassen van folie als afdichtingslaag is gevaarlijk bij de aanwezigheid van stortgassen die zich verzamelen onder de folie en kunnen ontploffen. Een te grote gasdruk kan de gehele folieconstructie optillen en beschadigen.

10 In een bijzondere uitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze wordt als bovenafdichting van de vuilnisstortplaats eeri biologisch aktieve toplaag aangebracht waarin de micro-organismen de uittredende schadelijke methaangassen en geurcomponenten door de beschikbaarheid van zuurstof omzetten in C02 en water. Voor een effectieve reductie van methaanemissies is het 15 noodzakelijk dat het methaan evenwichtig in de toplaag terechtkomt. Indien geen afdichtingslaag wordt toegepast om de methaanemissie te beperken en te spreiden over het oppervlak is een verdeellaag onder de toplaag wenselijk. Deze verdeellaag verdeelt het aanbod van methaan vanuit het afvalpakket van de vuilnisstortplaats naar de toplaag.

20 Voor het in verticale richting direct in de vuilnisstortplaats aanbrengen van de onderhavige, reeds voorgefabriceerde drainagebuizen is het gewenst dat stap i) wordt uitgevoerd onder toepassing van een holle geleidende lans, waarbij de lans met daarin de drainagebuis in verticale, benedenwaarts gerichte richting in de vuilnisstortplaats wordt gedrukt. De onderzijde van de lans is 25 bij het in de vuilnisstortplaats drukken voorzien van een plaat waaraan de drainagebuis wordt bevestigd en die het in de vuilnisstortplaats aanwezige afvalmateriaal verdringt en achterblijft op de aangebrachte diepte van de vuilnisstortplaats wanneer de lans uit de stortplaats wordt weggenomen om vervolgens een nieuwe drainagebuis op een andere lokatie in de vuilnisstortplaats 30 aan te brengen.

Om een doelmatige onttrekking van gas aan de vuilnisstortplaats te bewerkstelligen is het gewenst dat het leidingsysteem zodanig is uitgevoerd dat in de vuilnisstortplaats aangebrachte drainagebuizen en/of het onder de afdichting gelegen leidingsysteem een onderdruk kan worden aangebracht.

6

De onderhavige uitvinding heeft aldus betrekking op de toepassing van in verticale richting in vuilnisstortplaatsen aangebrachte drainagebuizen voor het ontgassen van de vuilnisstortplaats. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op de toepassing van in verticale richting in vuilnisstortplaatsen 5 aangebrachte drainagebuizen voor het zetten van de vuilnisstortplaats.

De onderhavige uitvinding ziet met name toe op het activeren van de gehele vuilnisstortplaats om aldus deel te nemen aan actieve afbraak en gasproductie, waarbij de voorheen in-actieve delen worden ontsloten voor water en gas. Volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding is het ook mogelijk om aan 10 de drainagebuizen water toe te voeren waardoor aldus in de vuilnisstortplaats sprake kan zijn van een afvoer van oplosbare en/of mobiele niet-afbreekbare schadelijke stoffen naar de percolaatafvoer aan de onderzijde van de stortplaats waardoor aldus een minder schadelijke stortplaats overblijft. Het aldus verkregen percolaat kan worden afgepompt en aan een zuivering worden onderworpen. Onder 15 toepassing van de onderhavige werkwijze is het aldus mogelijk gebleken om de totale gasopbrengst van een vuilnisstortplaats te verhogen, waarbij niet alleen een snellere gasopbrengst wordt gerealiseerd, maar ook een meer volledige biologische afbraak van de vuilnisstortplaats zelf.

20

Claims (20)

1. Werkwijze voor het ontgassen en voor het aktiveren van biologische afbraak van vuilnisstortplaatsen door het daarin aanbrengen van drainagebuizen, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: 5 i) het in verticale richting direct in de vuilnisstortplaats aanbrengen van voorgefabriceerde drainagebuizen, ïi) het via een boven of direkt onder het oppervlak van het afval van de vuilnisstortplaats gelegen leidingsysteem onderling verbinden van de drainagebuizen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als drainagebuis een voorgefabriceerd flexibel kunststof profiel wordt toegepast, welk profiel aan de buitenomtrek daarvan is omgeven door een filtermateriaal.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het filtermateriaal thermisch gebonden polypropyleenvezels omvat.

4. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in stap i) de drainagebuizen tot op een verticale afstand kleiner dan 4 meter van de onderafdichting van de vuilnisstortplaats en het eventueel daarin gelegen aanwezige afvoersysteem worden aangebracht.

5. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, 20 met het kenmerk, dat de drainagebuizen zodanig diep in de vuilnisstortplaats worden aangebracht dat de drainagebuizen een verbinding vormen met het reeds in de vuilnisstortplaats aanwezige afvoersysteem.

6. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat op het aan de oppervlakte liggende afval van de vuilstortplaats 25 een bovenafdichting voor gas en water wordt aangebracht.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de bovenafdichting een laag mineraal afdichtingsmateriaal omvat.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het in stap ii) toegepaste leidingsysteem geheel of gedeeltelijk is gelegen onder de 30 bovenafdichting van de vuilnisstortplaats.

9. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 6-8, met het kenmerk, dat het in stap ii) toegepaste leidingsysteem geheel of gedeeltelijk wordt vervangen door het aanbrengen van een drainagelaag onder de bovenafdichting. 1 o * β 9 7 n ψ

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de drainagelaag is gekozen uit een laag van poreus materiaal, een drainagemat en een drainagekanaal van poreus materiaal.

11. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat stap i) 5 omvat het in de vuilnisstortplaats in verticale, benedenwaarts gerichte richting drukken van de voorgefabriceerde drainagebuis in een holle geleidende lans, waarbij de onderzijde van de lans wordt voorzien van een plaat waaraan de drainagebuis wordt bevestigd, welke plaat het in de vuilnisstortplaats aanwezige afval verdringt en na het uit de vuilnisstortplaats wegnemen van de lans achterblijft 10 op de diepte waarin de drainagebuis in de bodem van de vuilnisstortplaats is aangebracht.

12. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verticale drainagebuizen op een onderlinge afstand van 1-7 meter in de vuilnisstortplaats worden aangebracht.

13. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het in stap ii) vermelde leidingsysteem zodanig is uitgevoerd dat in de vuilnisstortplaats aangebrachte drainagebuizen een onderdruk kan worden aangebracht.

14. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-13, met het 20 kenmerk, dat het in stap ii) vermelde leidingsysteem zodanig is uitgevoerd dat aan de drainagebuizen water kan worden toegevoerd.

15. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat aan het oppervlak van de vuilnisstortplaats een biologisch aktieve toplaag wordt aangebracht waarin de daar aanwezige micro-organismen de 25 uit de vuilnisstortplaats tredende methaangassen en geurcomponenten door de beschikbaarheid van zuurstof omzetten in C02 en water.

16. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in stap i) de drainagebuizen tot een hoek van minimaal 45 0 ten opzichte van het maaiveld in de vuilnisstortplaats worden aangebracht.

17. Vuilnisstortplaats voorzien van op regelmatige afstand gelegen, in verticale richting aangebrachte drainagebuizen.

18. Vuilnisstortplaats volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat zich aan het oppervlak van de vuilnisstortplaats een bovenafdichting, omvattende een laag mineraal afdichtingsmateriaal, bevindt. * ✓

19. Toepassing van in verticale richting in vuilnisstortplaatsen aangebrachte drainagebuizen voor het stimuleren van de biologische afbraak en het ontgassen van de vuilnisstortplaats.

20. Toepassing van in verticale richting in vuilnisstortplaatsen 5 aangebrachte drainagebuizen voor het consolideren van de vuilnisstortplaats. 1036270