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Band 18 - Stilllegung und Nachsorge von Deponien 2009

Schwerpunkt Deponiegas - Der Band enthält Beiträge zu folgenden Themen: Deponievereinfachungsverordnung, Klimaschutz, Deponiegasprognose, Formaldehyd, Siloxane, Spurenstoffe, Nachnutzung, Wasserinfiltration, Schwachgasbehandlung, Schutzentgasung, passive Entgasung und Methanoxidation, Stabilisierung von Altdeponien durch Belüftung, Emissionsmessung, Restgaspotenzial, Clean-Development-Mechanism, Optimierung der Deponieentgasung und -ausbeute


Auswirkungen der Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts auf den Umgang mit Deponiegas
Dr.-Ing. Heribert Dernbach
Seit vielen Jahren wird von Fachleuten und den Bundesländern gefordert, die drei nebeneinander stehenden Deponierechtsverordnungen Abfallablagerungsverordnung (AbfAblV), Deponieverordnung (DepV) und Deponieverwertungsverordnung (DepVerwV) sowie die Verwaltungsvorschriften TA Siedlungsabfall und TA Abfall zu einer Verordnung zusammenzuführen, da es selbst Experten schwer fällt, alle Verweise und Abhängigkeiten der fünf Regelwerke zu durchschauen.
Deponien und Klimaschutz
Dipl.-Ing. Wolfgang Butz
Seit Anfang der 90er Jahre wurden in Deutschland eine Reihe von gesetzlichen Regelungen erlassen und organisatorische Maßnahmen in die Wege geleitet, welche die deponierten Abfallmengen sehr weitgehend verringerten. Hierzu gehören die verstärkte Sammlung und Verwertung von Bioabfällen aus Haushalten und Gewerbe (Verpackungsverordnung 1991), die verstärkte Sammlung von Wertstoffen (Glas, Papier/Pappe, Metalle, Kunststoffe) und die getrennte Sammlung von Verpackungen.
Neue Entwicklungen auf dem Gebiet des Deponiegases, Prognose, Tiefenentgasung, Verwertung, Gasreinigung, Sicherheitstechnik, Schwachgas, Melderegister
Prof. Dr.-Ing Gerhard Rettenberger
Interessanterweise haben sich auf dem Gebiet des Deponiegases, obwohl dieses Gebiet nunmehr seit über 25 Jahren weltweit intensiv bearbeitet wurde, erneut eine Vielzahl neuerer Entwicklungen ergeben. Dies ist auf der einen Seite einer Reihe von gesetzlichen Veränderungen geschuldet, auf der anderen Seite aber auch einer Vielzahl von neuen Erkenntnissen, Entwicklungen und Bestrebungen zur Verminderung der Emissionen, die zum Treibhauseffekt beitragen.
Aktuelles zur Formaldehydproblematik bei Gasmotoren
Dipl.-Ing. Wolfgang Schreier
Durch die im Jahr 2002 erfolgte Novellierung der TA Luft wurde für Abgas von Gasmotoren ein Formaldehydgrenzwert von 60 mg/m³ eingeführt. Im Vergleich zu der früheren Begrenzung von 20 mg/mN³ für organische Stoffe Kl. 1 und Aufhebung des Grenzwertes für Non Methane Hydro Carbons (NMHC) von 150 mg/mN³ ergab sich hierbei eine scheinbare Lockerung der Emissionsbegrenzungen. Die erforderliche Verschiebung des zu messenden Parameterumfangs von Gesamt-C methanfrei (NHMC meist mittels FID mit Konverter) in Richtung direkte Ermittlung der Formaldehydkonzentration führte in der Realität jedoch zu einer deutlich höheren Anzahl dokumentierter Grenzwertüberschreitungen. Eine Auswertung der an Gasmotoren aufgenommenen Messdaten zeigte, dass die Häufigkeit der Grenzwertüberschreitungen in der Größenordnung 30–40 % liegt. Weitere ca. 10–15 % der Messwerte liegen über 50 mg/m³, so dass auch hier unter Berücksichtigung der Messunsicherheit der Grenzwert von 60 mg/m³ überschritten wird. Auffallend ist auch, dass die bei verschiedenen Motoren ermittelten Emissionskonzentrationen insgesamt eine sehr hohe Schwankungsbreite aufweisen. Die Größenordnungen reichen hierbei von 10 bis weit über 100 mg/m³. Tendenziell ist die Formaldehydproblematik bei in den letzten 3–4 Jahren gebauten Motoren deutlich stärker ausgeprägt als bei älteren Motorbaureihen.
Untersuchungen zum Auftreten von Siloxanen im Deponiegas
Dr.-Ing. Stephan Mattersteig, Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Bernd Bilitewski
Siliziumorganische Verbindungen werden in vielen Bereichen in der Industrie eingesetzt und sind somit ubiquitär im Restabfall vorhanden. 1991 wurden siliziumorganische Verbindungen erstmals im Deponiegas nachgewiesen und bis heute führen diese Substanzen in der Abfallwirtschaft zu großen anlagentechnischen Problemen. Nach der Deponierung von Abfällen werden diese Verbindungen freigesetzt und gelangen ins Deponiegas. Bei der energetischen Verwertung von Deponiegasen entsteht bei der Verbrennung amorphes Siliziumdioxid, das an Zylinderlaufflächen und Kolbenringen wie ein Schleifmittel wirkt und zu hohen Verschleißerscheinungen führt. Dies hat für die Anlagenbetreiber eine reduzierte Verfügbarkeit der Motoren und erhöhte Betriebskosten zur Folge. Von Seiten der Motorenhersteller wurde ein technischer Grenzwert von 10 mg/m³ Gesamtsilizium eingeführt. Dabei ist zu beachten, dass sich diese Forderung auf 100 % Methan bezieht.
Spurenanteile im Deponiegas Analytiktrends
Dr. Dipl.-Chem. Thomas Häusler, Dipl.-Ing. Wolfgang Schreier
Die energetische Nutzung von Deponie-, Klär- und Biogasen in Gasmotoren hat sich seit den 80/90er Jahren als sinnvolle und umweltschonende Art der Energieerzeugung etabliert. Trotz standardisierter und ausgereifter Technik kommt es jedoch immer wieder zu erhöhtem Verschleiß und Motorschäden, deren Ursache in den spezifischen Gaszusammensetzungen liegen. Im folgenden Beitrag sollen daher die in Faulgasen typischerweise auftretenden Schadstoffe vorgestellt und ihre Auswirkungen auf die motorische Verwertung beschrieben werden. Da in jüngster Vergangenheit die Themenkomplexe „Silizium“ und „Gasreinigung“ einen immer breiteren Stellenwert einnehmen, werden diese im Rahmen des Beitrages detailliert betrachtet.
Berücksichtigung der Deponiegasbildung bei der Nachnutzung von Deponien
Karl Drexler
Hier ist zu unterscheiden, ob es sich bereits um eine Nutzung handelt, wie vorhandene Bebauung, oder ob eine Nutzung geplant ist, wie die Aufstellung von Bebauungsplänen oder geplante Bauvorhaben.
Wasserinfiltration zur Verbesserung der Gasausbeute
Dipl. Chem. Rolf Schneider
Der bis zum 31.05.2005 abgelagerte Siedlungsabfall besitzt i. d. R. einen hohen Anteil an mikrobiell abbaubarer organischer Substanz. Wie schnell der mikrobielle Abbau stattfindet und die damit verbundene Deponiegasbildung erfolgt, ist davon abhängig, welchen Wassergehalt das Deponiegut aufweist. Insbesondere bei schnellem Deponieaufbau oder bei niederschlagsarmen Deponiestandorten ist ein ausreichend hoher Wassergehalt zumindest bereichsweise nicht gegeben.
Praxisbeispiele der Deponieschwachgasbehandlung
Dr.-Ing. Roland Haubrichs, Christian Schätzel
Das Deponiegas ist das Stoffwechselprodukt mikrobieller Abbauvorgänge inklusive aller Stoffe, die aus dem Abfall in die Gasphase übergehen. Die Deponiegasemissionen aus Abfallablagerungen sind auf der Grundlage gesetzlicher Vorgaben möglichst weitreichend zu verhindern. Das Deponiegas muss daher gefasst und die darin enthaltenen Schadstoffe vor dem Übergang in die Atmosphäre behandelt werden.
Die Verantwortung der Abfallwirtschaft für den Klimaschutz
Prof. Dr. Ing. habil. Werner Bidlingmaier
“Der Klimaschutz ist eine der größten Herausforderungen für die heutige Umweltpolitik. Der globale Klimawandel wird einschneidende Veränderungen für biologische Kreisläufe und das Alltagsleben vieler Menschen mit sich bringen. Deshalb muss in allen Sektoren die Erschließung vorhandener Potenziale zur Minderung von Treibhausgasemissionen angestrebt werden.” So in einer Dokumentation des Umweltbundesamtes vom November 2006.
Schutzentgasung für brennende Deponien am Beispiel zweier Deponien auf den maltesischen Inseln
Dipl.-Ing. Axel Ramthun, Falko Ender
Das Joint Venture (JV) aus den Unternehmen HAASE Energietechnik AG aus Neumünster in Schleswig-Holstein und Vassallo Builders Group Ltd. aus Mosta auf Malta wurde 2006 mit der gastechnischen Sanierung von 2 Deponien auf den Maltesischen Inseln beauftragt. Eine dritte Deponie sollte bezüglich ihrer Emissionen überwacht werden.
Die CDM Relevanz der biologischen Abfallbehandlung
Dipl.-Geoökol. Tobias Bahr, Dr.-Ing. Florian Kölsch, Prof. Dr.-Ing. Klaus Fricke
Nach Schätzungen von Experten entstehen 3 – 5 % (vorsichtige Schätzung) oder sogar 8 – 12 % der Treibhausgasemissionen in Entwicklungs- und Schwellenländern bei primär von der Abfallwirtschaft hervorgerufenen Prozessen. Wesentliche Ursache sind vor allem Methanemissionen aus der Ablagerung unbehandelter Abfälle, die in diesen Ländern sehr hohe Anteile abbaubarer Organik enthalten (v. a. in Siedlungsabfällen).
Insitu-Belüftung und langzeitige Aerobisierung in der Deponienachsorge
Dr.-Ing. Marco Ritzkowski, Dr.-Ing. Kai-Uwe Heyer, Dr.-Ing. Karsten Hupe, Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann
Altablagerungen und Altdeponien produzieren oftmals über Jahrzehnte klimaschädliche Deponiegase. Ein Teil der Methanfracht kann in einer qualifizierten Rekultivierungsschicht biologisch oxidiert werden, jedoch verbleiben erhebliche Restmengen, die unkontrolliert freigesetzt werden. Bei jüngeren Deponien in der Stilllegung wird durch die Installation eines Gaserfassungssystems in Verbindung mit einer energetischen Nutzung des anfallenden Gases diese Emissionsproblematik temporär vermindert, jedoch nicht vollständig gelöst. Nachdem die Gasproduktion sowie die Methankonzentration bestimmte Mindestwerte unterschreiten, lässt sich das weiterhin anfallende Deponiegas nicht mehr in konventionellen Gasmotoren nutzen.
Berührungslose Methanmessung auf Deponien mittels TDLAS-Technik
Dr.-Ing. Martin Reiser, M.Sc. Han Zhu, o. Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert
„Der Austritt von Deponiegas aus einer Deponienoberfläche ist so zu minimieren, dass keine schädlichen Auswirkungen zu befürchten sind.“ Um die Umsetzung dieser Forderung der deutschen Umweltgesetzgebung zu überwachen, wurden seit langem Regeln und Techniken etabliert, wie Emissionen zu mindern und zu messen sind (TA-Siedlungsabfall). So ist der Nachweis der „minimalen Emission“ im Rahmen der Fremdüberwachung 2-mal jährlich mittels FID-Rastermessung zu erbringen. Durch die zunehmende Sensibilisierung auf die Emission klimarelevanter Gase stehen nun auch Deponien immer wieder im Blick der Öffentlichkeit.
Quantifizierung von Methan-Emissionen aus Deponien: Das Projekt MiMethox
Dr.-Ing. Jan Streese-Kleeberg, Dipl.-Biol. Sonja Bohn, I. Rachor, Dr. Julia Gebert, Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann
Im Zuge der verstärkten Diskussion um anthropogene Emissionen klimawirksamer Gase hat auch das Thema Deponiegas erneut verstärkte Beachtung erfahren. Obgleich der Beitrag deponiebürtigen Methans zur gesamten vom Menschen verursachten Verstärkung des Treibhauseffekts lediglich etwa 3 Prozent beträgt, stellen Deponien eine der größten anthropogenen Methanquellen dar. Die Verminderung von Methanemissionen stellt einen besonders wirksamen Beitrag zum Klimaschutz dar, da dieses Gas ein hohes Treibhausgaspotenzial und gleichzeitig eine kurze atmosphärische Lebensdauer hat, sodass sich Emissionsreduzierungen bereits nach relativ kurzer Zeit auswirken.
Restgaspotenziale abgeleitet aus Untersuchungen des Ablagerungsgutes und Bedeutung des Deponierückbaus
Dipl.-Ing. Stepanka Urban-Kiss
Die Gründe für eine Untersuchung des Ablagerungsgutes aus einer Deponie leiten sich aus folgenden Überlegungen ab: Verbesserung der Entscheidungsgrundlage für einen Ausbau der Deponiegasfassung und/oder Verbesserung der Entscheidungsgrundlage für die Sanierung einer Deponie:
Vollständige Nutzung des Deponiegaspotenzials durch Reformierung mit Biogas
Prof. Dr.-Ing. Christof Wetter, Elmar Brügging
Die Entsorgungsgesellschaft Steinfurt mbH betreibt am Standort Altenberge eine Zentraldeponie für Siedlungsabfälle. Die Deponie teilt sich in die zwei Teildeponien Zentraldeponie-Altenberge I (ZDA I) und Zentraldeponie-Altenberge II (ZDA II) auf. Die ZDA I wurde 1996 außer Betrieb genommen und teilversiegelt. In diesem Zusammenhang wurden insgesamt 58 Gasbrunnen in einem Abstand von ca. 60 m auf dem Deponiekörper angelegt. Seit der Inbetriebnahme dieser Vertikalbrunnen wird die ZDA I aktiv entgast und das erfasste Deponiegas in einer weiteren Veredelungsstufe mit Hilfe eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) (800 kWel) energetisch verwertet.
Mögliche Ansätze zu Treibhausgas-Zertifikat-Projekten in Deutschland
Prof. Dr.-Ing Gerhard Rettenberger
Treibhausgaszertifikate können in unterschiedlicher Weise generiert werden. Unterschieden wird grundsätzlich zwischen Emissionsrechten, z. B. den EUA und den hier betrachteten Emissionsgutschriften, den CER in CDM-Projekten, den ERU in JI-Projekten oder den VER aus dem freiwilligen Markt.
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