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Band 20 - Stilllegung und Nachsorge von Deponien 2011

Schwerpunkt Deponiegas - Der Band enthält Beiträge zu folgenden Themen:Neue rechtliche Entwicklungen, EEG-Novelle, Besteuerung, aktuelle wissenschaftliche und rechtliche Trends, Erfahrungen mit der Wasserinfiltration, Verfahren zur Deponiebelüftung, Verbesserung der Gasausbeute, Techniken zur Methanoxidation, Neue Technologien bei der Gasverwertung, Verbesserung der Wirkungsgrade, Nachnutzung von Deponien, Formaldehyd-Problematik, Emissionsmessverfahren, Methanschlupf, Sicherheitstechnik


Deponiegasverwertung der Deponie Eichholz
Martin Eisenlohr
In der Zeit von 1976 bis 2005 wurde die Deponie Eichholz mit insgesamt 2,0 Mio Mg Hausmüll und hausmüllähnlichen Abfällen verfüllt. Im Jahr 1988 wurde die Entgasungsanlage und in 1990 die erste Gasverwertung in Betrieb genommen. Im Jahr 2002 wurde die maximale Gasmenge erreicht. Die Gasmenge ist seither rückläufig.
Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Deponiegastechnik, Stand – Ausblick – offene Fragen
Prof. Dr.-Ing Gerhard Rettenberger
Die Anforderungen an die Deponiegastechnik haben sich in den letzten Jahren erneut intensiv weiter entwickelt. Dies ist insbesondere durch folgend Punkte gegeben: - die Deponiegasentwicklung ist insgesamt stark rückläufig, da nur noch geringe Mengen organischer Abfälle zur Deponie gelangen, so dass die Entgasung bzw. Verwertung an zurückgehende Volumenströme und geringe Methankonzentrationen angepasst werden muss - eine große Anzahl der Deponien befinden sich in der Stilllegungs- bzw. Nachsorgephase, so dass die Frage nach einer Stabilisierung und möglichen Nachnutzung trotz möglicher Deponiegasemissionen im Raum steht - die gesetzlichen Vorgaben zum Arbeitsschutz durch die europäischen Vorgaben auf neue Grundlagen gestellt wurden - die Auswirkungen von Methanemissionen auf den Treibhausgaseffekt noch viel ernster eingestuft wird als noch vor wenigen Jahren
Neues Nachweisverfahren zur Erfassung von Methanemissionen an Deponien als Ergänzung zur FID Methode
Dipl.-Ing. Wolfgang Schreier
Der Nachweis von Gasaustritten an der Deponieoberfläche mit Hilfe von FID-Messungen ist eine bereits seit ca. 30 Jahren bewährte Messmethodik. Hierbei handelt es sich um eine Deponiebegehung bei der an einzelnen Messpunkten mit einem tragbaren Flammenionisationsdetektor (FID) Methankonzentrationswerte aufgenommen werden.
Numerische 3 D-Simulation der Deponiegasbildung und Setzungen in Siedlungsabfalldeponien
Jun.-Prof. Dr.-Ing. Tim Ricken, Prof. Dr.-Ing. Renatus Widmann
Siedlungsabfalldeponien haben ein äußerst komplexes und dazu lebendiges Innenleben. In ihnen sind Materialien unterschiedlichster Herkunft und Eigenschaft vertreten. Segen und Fluch für Deponiebetreiber und Umweltschützer zugleich sind die organischen Bestandteile, welche durchschnittlich 18 Vol.-% des Abfalls ausmachen. Unter der Beteiligung verschiedener Bakterien wird das organische Material im Deponiekörper für kurze Zeit aerob, danach die längste Zeit anaerob umgesetzt und das über einen Zeitraum von bis zu 200 Jahren. Die Endprodukte dieser organischen Umsetzung sind neben Spurenelementen im Wesentlichen Kohlendioxid (40 %) und Methan (60 %). Beide Gase werden als Treibhausgase eingestuft, wobei das Methan im Vergleich zu Kohlendioxid eine über das 20-fache höhere Wirkung auf die Klimaerwärmung hat.
Schwachgasbehandlung und Deponiebelüftung – Möglichkeiten zur Integration in den Emissionshandel
Dr.-Ing. Kai-Uwe Heyer, Dr.-Ing. Karsten Hupe, Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann, Dr.-Ing. Marco Ritzkowski
Auch aus geschlossenen Siedlungsabfalldeponien emittiert noch über Jahr-zehnte Deponiegas. Eine energetische Gasnutzung ist dabei an vielen Deponien 10 bis 15 Jahre nach Beendigung der Abfallablagerung möglich. Nach Abschluss einer energetischen Nutzung wäre noch eine langfristige Deponierestgasbehandlung erforderlich, um eine konsequente Vermeidung von Methanemissionen in die Atmosphäre zu gewährleisten. Es gibt keine verbindlichen quantitativen Kriterien, wie lange die Erfassung und Behandlung von Deponiegas erfolgen soll. Ein pragmatisches Kriterium wäre die technische und wirtschaftliche Zumutbarkeit. Ein emissionsbezogenes Kriterium wurde dahingehend vorgeschlagen, dass verbleibende Methanemissionen so gering sein sollten (≤ 0,5 l CH4/m2*h), dass sie per Methanoxidation in der Rekultivierungsschicht weitgehend abgebaut werden.
Gesteuerte Entgasung zur Optimierung der Gasverwertung in der Schwachgasphase, Vorstellung eines Praxisbeispiels
Jürgen Machnow
Im Auftrag des Umweltamtes der Stadt Frankfurt am Main ist die Rytec GmbH für den Betrieb der Deponieentgasung und -gasverwertung der Deponie Dreieich-Buchschlag verantwortlich.
Pilotprojekt zur Deponiebelüftung und Methanoxidation an der Deponie Konstanz-Dorfweiher, Ergebnisse nach 1 Jahr Betriebszeit
Dr.-Ing. Martin Reiser, Dipl.-Ing. Daniel Laux, Dipl.-Phys. Kurt Lhotzky, o. Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert
Zur Verkürzung der Nachsorgezeit wird auf einem Teilbereich der Deponie Dorfweiher in Konstanz eine neue In situ Behandlungstechnik angewandt. Die Deponie wird auf verschiedenen Druckniveaus intervallartig belüftet. Die Abluft wird passiv über ein offenes Biofilter behandelt, das die Deponiefläche be-deckt. Die Belüftung erfolgt über 80 Belüftungslanzen, die in einem Raster im Abstand von 10 Metern über die Fläche verteilt sind. Die benötigte Feuchtig-keit für den biologischen Abbau des Abfalls kann durch Rückführung von ge-sammeltem Sickerwasser aus dem Projektbereich über Verteilereinheiten ausgeglichen werden. Der Belüftungszeitraum ist auf drei Jahre angesetzt. Danach werden die Auswirkungen der aeroben Behandlung auf die Deponie in einer zweijährigen Beobachtungsphase weiter ausgewertet.
Beurteilung der Methanoxidationskapazität von Deponieabdeckschichten im Zusammenhang mit der Berechnung von Emissionsminderungen bei Klimaschutzprojekten
Dr.-Ing. Marco Ritzkowski, Dr.-Ing. Jan Streese-Kleeberg
Methan (CH4) trägt zur Erwärmung der Erde bei. Anthropogene Quellen verursachen mehr als 70 % der globalen Methanemissionen, wobei hierin ca. 35 Mio. Tonnen CH4 aus Deponien und Altablagerungen (Anteil: ca. 12 %) enthalten sind. Eine Reduzierung dieser Emissionen stellt aufgrund der Vielzahl an Ablagerungsstätten sowie der infolge des Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstums weltweit steigenden Abfallproduktion eine signifikante Herausforderung für die Abfallwirtschaft dar.
Erfahrungen mit der Umsetzung der Methanoxidation an ausgeführten Beispielen
Prof. Dr.-Ing Gerhard Rettenberger, Dipl.-Ing. Stepanka Urban-Kiss
Die mikrobielle Methanoxidation in der Natur ist bereits seit langem bekannt. In der Deponietechnik spielt sie seit etwa Mitte der siebziger Jahre des letzten Jahrhunderts eine Rolle, nachdem Hoecks seine Erkenntnisse über die Methanoxidation in der Umgebung von Lecks an Gasleitungen auf Deponien übertrug. Bereits damals wurde bei eigenen Untersuchungen mit Abfallproben aus einer Abfalldeponie festgestellt, dass das Methanoxidationspotenzial in der Größenordnung von 12 l Methan pro Mg Abfall und Stunde liegt. Bei Übertragung auf eine Abfallschicht an der Oberfläche einer Deponie und Annahme einer gewissen aktiven Schichtdicke würde sich daraus eine Oxidation des Methans von ca. 5 l/m².h ergeben.
Wege und Kriterien zur Entlassung aus der Deponienachsorge
Dr.-Ing. Kai-Uwe Heyer, Dipl.-Ing. Astrid Koop, Dr.-Ing. Karsten Hupe, Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann
Übergeordnetes Ziel der Stilllegungs- und Nachsorgemaßnahmen auf Siedlungsabfalldeponien, wie sie in Deutschland insbesondere bis 2005 betrieben wurden, ist es, ihre langfristige Umweltverträglichkeit zu gewährleisten. Dazu sind sie in einen derart emissionsarmen Zustand zu überführen, dass nicht nur eine an das Deponieverhalten angepasste Oberflächenabdichtung aufgebracht werden kann, sondern auch eine Reduzierung des Nachsorgeaufwands und eine Entlassung aus der Nachsorge in überschaubaren Zeiträumen erreicht wird.
Voraussetzungen zur Genehmigung von Anlagen zur Sickerwasserinfiltration und Belüftung an Deponien
Wolfgang Bräcker
Für die Oberflächenabdichtung von Deponien der Klasse II sind gemäß Anhang 1 Nr. 2 Deponieverordnung grundsätzlich zwei Abdichtungskomponenten erforderlich. Gemäß Fußnote 6 Tabelle 2 Anhang 1 DepV kann eine der beiden Abdichtungskomponenten durch eine Wasserhaushaltsschicht oder durch ein Dichtungskontrollsystem ersetzt werden. Bei Deponien, auf denen Hausmüll, hausmüllähnliche Gewerbeabfälle, Klärschlämme oder andere Abfälle mit hohem organischen Anteil abgelagert wurden, wird dies aber an die Bedingung geknüpft, dass der Deponiebetreiber Maßnahmen nach § 25 Abs. 4 zur Beschleunigung biologischer Abbauprozesse und zur Verbesserung des Langzeitverhaltens nachweislich erfolgreich durchführt oder durchgeführt hat. Dieser Prozess wird in der Fachliteratur regelmäßig unter dem begriff „In-situ-Stabilisierung“ zusammengefasst.
Zum Stand der Formaldehydproblematik bei Deponiegasmotoren
Dipl.-Ing. Wolfgang Schreier
Die Formaldehydproblematik nimmt bei der motorischen Verwertung von Bio-, Klär- und Deponiegas nach wie vor einen sehr hohen Stellenwert ein. Durch verschiedene Forschungsprojekte kann es als gesichert angesehen werden, dass die Bildung von Formaldehyd im Motorenabgas ausschließlich bei der innermotorischen Verbrennung im Bereich des Feuersteges erfolgt und diese Problematik mit zunehmender Verdichtung des Motors ansteigt.
Aktueller Stand der Deponieentgasung, Betriebserfahrung mit neuen Verfahren insbesondere für den Schwachgasbetrieb
Christian Schätzel, Dr.-Ing. Roland Haubrichs
Eine zunehmend größer werdende Anzahl an Deponien wird mit neuen Verfahren zur Deponieschwachgasbehandlung ausgestattet. Unter Deponieschwachgasbehandlung kann hier die Entsorgung kleiner Gasmengen und/oder Gasen mit geringen Methangehalten verstanden werden. Die zunehmende Anzahl neuer Verfahren, die ausdrücklich für die Schwachgasbehandlung geeignet sind, kann einerseits auf konkrete Anforderungen, wie z. B. eine erforderliche Schutzentgasung, aber auch auf die generell wachsende Bedeutung der Entsorgung und Behandlung schwacher Deponiegase im Hinblick auf den Klimaschutz zurückgeführt werden. Aus der Anwendung der neuen Verfahren resultieren technische, organisatorische und genehmigungsrechtliche Anpassungen.
Schadstoffpotenzial von verschiedenen Abfall- und Recyclingstoffen und deren Wirkung auf den Boden und das Grundwasser
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Bernd Bilitewski
Das Abfallaufkommen in Deutschland betrug 2004 ca. 340,5 Mio. Mg, wobei die Gruppe der „Bau- und Abbruchabfälle einschließlich Straßenaufbruch“ den größten Anteil ausmachte. Die ständig neu entstehenden Abfälle müssen verwertet oder beseitigt werden. Die Bewertung mit einer entsprechenden Verwertung der ständig anfallenden Abfallmengen sollen zukünftige Einträge von Schadstoffen vor allem in den Boden und das Grundwasser und damit in die Nahrungskette verhindern, bzw. so gering wie möglich gehalten werden.
Planung, Bau und Betrieb einer 2 MW Deponiegasverwertungsanlage auf der Deponie Chiajna, Bukarest
Dipl.-Ing. Axel Ramthun
Der Eigentümer der Deponie Chiajna, die IRIDEX Group Bukarest, Rumänien, versuchte gemeinsam mit einem norwegischen Investor sowie einem Bukarester Dienstleistungsunternehmen ein Projekt zur energetischen Verwertung des Deponiegases auf der Deponie Chiajna zu entwickeln. Erste Überlegungen wurden bereits in 2006 durchgeführt. 2007 wurde die HAASE Energietechnik AG als Technologiepartner für das Projekt gewonnen. Leider konnten sich die Projektpartner im Rahmen der Verhandlungen nicht über Umfang, Kosten, Erlöse und Überschussverteilung einigen. Die Verhandlungen wurden ergebnislos abgebrochen, der Deponieeigentümer entschloss sich, das Projekt selbst zu finanzieren und zu betreiben. Auf dieser Basis wurden die Verhandlungen zwischen der IRIDEX und HAASE wieder aufgenommen und im Februar 2010 mit der Unterzeichnung eines Design and Built Contracts erfolgreich abgeschlossen. HAASE wurde hierin mit der Planung eines Gasfassungssystems, der Bauüberwachung sowie der Errichtung der technischen Anlagen zur Deponiegasförderung und Verwertung beauftragt. Die Arbeiten sollten im Frühling 2010 beginnen und im Spätsommer mit der Inbetriebnahme der Gesamtanlage abgeschlossen sein.
Erfahrungen mit der Kostenentwicklung und der Betriebsstabilität von kompakten Entgasungs- und Fackelanlagen
Jeannette Troxler, Jörg Simon
Der Erfahrungsbericht enthält zwei verschiedene Systeme der Deponieentgasung für die Nachsorge von Altdeponien. Das erste System basiert auf der Grundidee, den Methangehalt so hoch wie möglich (30-50 Vol.-% CH4) zu hal-ten. Im Gegensatz dazu das zweite System mit der Anforderung, niedrige Gaskonzentrationen (15-30 Vol.-% CH4) in einer Hochtemperaturfackel zu ent-sorgen. Dazu folgen Beispiele, die in Deutschland und England realisiert wur-den.
Hochtemperaturverbrennung von Deponieschwachgas in der Schlussphase der Gasentwicklung, FLOX-Brenner Technik
A. Michel, Dr. Roland Berger
Die Firmen DepoTec Service GmbH und e-flox GmbH bauen im Moment ein neues Hochtemperaturverbrennungssystem auf Basis der FLOX-Brenner Technik auf, mit dem auch niederkalorische Brenngase aus alternden Depo-nien problemlos und ohne Zusatzgase oxidiert werden können. Das bei Schwachgasen aus Biogasaufbereitungssystemen bereits vielfach erprobte System steht somit auch für die Anwendung bei Deponien zur Verfügung. Durch ein ausgeklügeltes System zur Wärmerückgewinnung und die äußerst robuste FLOX-Technik ist das System sehr flexibel bei unterschiedlichen Me-thangehalten (30-3 Vol-%) und unterschiedlichen Gasmengen einsetzbar. Die aktuellen Anlagen sind für einen Durchsatz von 20-100 m³/h Deponiegas ge-eignet. Auch Wärmenutzungskonzepte sind möglich.
Neue Aspekte der Deponiegasverwertung: Repowering von Bestandsanlagen mit wirkungsgradgesteigerten modernen Deponiegasmotoren Deponiegas–BHKW in der EEG Novelle für 2012
Gunther Ehrenberg
Repowering von Deponiegasverwertungsanlagen am Beispiel der Deponie "Im Dienstfeld" durch optimale Anpassung der Verwertungsanlagen, Einsatz von wirkungsgradgesteigerten Motoren und Verbesserung der Deponiegasbildung durch Reinfiltration von Sickerwasser in den Deponiekörper. Ausblick auf die EEG-Novelle 2012
Übersicht und aktueller Stand der ORC-Technik im Bereich „Gasmotoren für Deponie-, Bio- und Holzgas“
Dipl.-Ing.(FH) Herbert Heinz
Der ORC-Prozess wird zur Umwandlung von Abwärme, für die Produktion von Strom, mittels Verdampfung eines organischen Arbeitsmediums, bei niedrigen Temperaturen eingesetzt
Solare Deponieabdeckung – Kraftwerk der Zukunft
Khalid Bachiri, Andrea Bodenhagen
Vorteile von Solar-Abdeckungen zur Deponieschließung – Faszination Flexibilität Von Müll zu sauberer Energie – drei Lösungswege Malagrotta, Italien – Deponiesanierung Leppe, Deutschland - Testanlage San Antonio, Texas, USA Wirtschaftliche Vorteile solarer Abdeckungen auf Deponien
Stellenwert der Deponiegastechnik aus der Sicht des Umweltbundesamtes
Dipl.-Ing. Wolfgang Butz
Aufgrund rückläufiger Deponiegasbildung wird die klassische Deponiegas-technik (Gasmotor, Fackel) in Deutschland an Bedeutung verlieren und zu-nehmend durch Verfahren zur Schwachgasbehandlung und passive Entga-sungs- und Emissionsminderungsverfahren ersetzt werden. Die Anforderungen der Rechtsvorschriften und das technische Regelwerk müssen an die-se veränderten Rahmenbedingungen angepasst und weiterentwickelt werden.
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