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Band 21 - Stilllegung und Nachsorge von Deponien 2013

Dieser Band der Trierer Berichte zur Abfallwirtschaft fasst die Beiträge der Fachtagung „Stilllegung und Nachsorge von Deponien 2013, Schwerpunkt Deponiegas“ zusammen. Folgende Themenfelder werden dabei im Wesentlichen behandelt: Neue Entwicklungen und Erkenntnisse; Belüftung und Methanoxidation; Entsorgung und Verwertung methanarmer Gase; Entgasungstechnik und Nachnutzung


Anforderungen an die Prüfungen nach Betriebssicherheitsverordnung und § 29a BImSchG
Dipl. Umw./Dipl. Betriebswirtin (VWA) Begoña Hermann
Bei Anlagen, die sowohl den Anforderungen der Betriebssicherheitsverord-nung (BetrSichV) unterliegen als auch den Anforderungen des Bundes-Immissionsschutzgesetzes können Überschneidungen des Prüfgegenstandes, wie auch der Prüfinhalte vorkommen. Die Anforderungen nach beiden Rechts-grundlagen sind jedoch keinesfalls identisch, so dass im Einzelfall zu prüfen ist, wie Doppelprüfungen vermieden werden können.
Deponieverhalten und Gashaushalt von MBA-Deponien
Dr.-Ing. Kai-Uwe Heyer, Dr.-Ing. Karsten Hupe, Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann
Aufgrund der Regelungen in der früheren TA Siedlungsabfall (TASi, 1993) endete die Ablagerung von unbehandelten organischen Abfällen zum 01.06. 2005. Im Anhang 2 der Abfallablagerungsverordnung (AbfAblV, 2001) wurden zudem Zuordnungskriterien für die Deponierung mechanisch-biologisch vor-behandelter Abfälle festgelegt. Die wesentlichen Regelungen sind in die Deponieverordnung, die am 16.07.2009 in Kraft trat (DepV, 2009), übernommen worden.
Wie altern Deponien?
Prof. Dr.-Ing. Renatus Widmann
Siedlungsabfalldeponien haben ein äußerst inhomogenes und komplexes Innenleben. In ihnen sind Materialien unterschiedlichster Herkunft und Eigenschaft vertreten. Die organischen Bestandteile mit ihrem Potenzial zur Deponiegasbildung stehen hierbei im besonderen Fokus. 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. Das Endprodukt dieser organischen Umsetzung sind neben Spurenelementen im Wesentlichen Kohlendioxid (ca. 45%) und Methan (ca. 55%). Beide Gase werden als Treibhausgase eingestuft, wobei das Methan im Vergleich zu Kohlendioxid eine über das 23-fache höhere Wirkung (Aufgrund des COP-Beschlusses ab 2012) auf die Klimaerwärmung hat. Hieraus leitet sich die Auflage ab, dass Deponiegasemissionen kontrolliert abgeführt werden müssen.
Mikrobielle Methanoxidation in Deponieabdeckschichten: Wesentliche Erkenntnisse aus dem Projekt MiMethox
Dr. Julia Gebert
Deponien sind in Europa nach der Landwirtschaft mit etwa 3.7 Gg pro Jahr die zweitgrößte Quelle anthropogener Methanemissionen. Methan ist explosibel und trägt im Vergleich zu Kohlendioxid mit der 25-fachen Wirkung zum Treibhauseffekt bei. Die Nutzung oder die Abfackelung des im Müllkörper gebildeten Methans, wie sie bei jüngeren Deponien praktiziert werden, sind bei den meisten älteren Deponien nicht mehr möglich, da deren Gasaufkommen dafür zu gering ist. Außerdem fehlt in diesen Deponien in der Regel ein Gaserfassungssystem. Dennoch wird im Müllkörper auch Jahrzehnte nach der Schließung weiterhin Methan produziert, das in der Regel unkontrolliert über die Oberfläche in die Atmosphäre entweicht. Von den zahlreichen Altdeponien geht daher noch über einen langen Zeitraum nach Abschluss der Deponierung ein erhebliches Gefährdungs- und klimawirksames Potenzial aus. Gleiches gilt für Deponien, deren abgelagertes Material von vorneherein eine geringere Gasbildung aufweist, wie zum Beispiel Deponien für mechanisch-biologisch vorbehandelte Abfälle, für kontaminierte Böden oder für Baggergut.
Präferentielle Fließwege: Kleinräumige Heterogenität der Gasverteilung in Deponieabdeckschichten
Christophe Geck, Dr. Julia Gebert, Prof. Dr. Eva-Maria Pfeiffer
Die Untersuchungen zu den Bedingungen für den Einsatz von Methanoxidationsschichten durch das Projekt MiMethox erstrecken sich zum einen auf Planungsempfehlungen für neu zu errichtenden Systeme und Optimierungsempfehlungen für bestehende Abdeckschichten. Zum anderen werden Altablagerungen betrachtet, die meist weder über Abdichtungen noch über homogen aufgebaute, geplante Oberflächenabdeckungen verfügen. Häufig sind diese Deponien mit verschiedenem Bodenmaterial in variabler Mächtigkeit abgedeckt. Hieraus ergeben sich sehr heterogene bodenphysikalische Eigenschaften. Weiterhin sind häufig Art und Zusammensetzung des eingelagerten Abfalls sehr heterogen oder nicht bekannt.
Anforderungen an Methanoxidationsschichten
Wolfgang Bräcker
Die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes einer Methanoxidationsschicht bestimmen sich neben der technischen und wirtschaftlichen Realisierbarkeit aus behördlicher Sicht insbesondere aus den Rechtsgrundlagen, denen eine Abfallablagerung im Einzelfall unterliegt.
Planung und Dimensionierung von Methanoxidationsfenstern (Methox-Fenster) auf der Baggergutdeponie Francop
Dr.-Ing. Heribert Dernbach, Dr. Julia Gebert, Dr. Bernd Steinert
Da die im abgelagerten Abfall vorhandenen abbaubaren organischen Bestandteile endlich sind, nimmt die anfallende Deponiegasmenge im Laufe der Jahre stetig ab. Es kommt der Zeitpunkt, an dem weder eine Verwertung noch eine Verbrennung in einer Fackel möglich ist. Die verbleibende geringe Deponiegasmenge wird dann in der Regel einer Schwachgasbehandlung unterzogen. Mehrere Verfahren sind in den letzten Jahren entwickelt worden und werden von verschiedenen Firmen angeboten. Aufgrund der sehr im Vergleich zu Kohlendioxid hohen Wirksamkeit des Methans als Treibhausgas wird diese weitere Behandlung des Gases von den zuständigen Behörden zu Recht gefordert. Als Alternative zur technischen Schwachgasbehandlung kann das Methan auch gezielt in entsprechend dimensionierten Methanoxidationsfiltern, in Methanoxidationsfenstern oder in einer speziell aufgebauten Rekultivierungsschicht oxidiert werden.
Die Deponiebelüftung als Klimaschutzmaßnahme: Potenziale, Verfahren, Fördermöglichkeiten
Dr.-Ing. Kai-Uwe Heyer, Dr.-Ing. Karsten Hupe, Dipl.-Ing. Astrid Koop, Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann
Auch in stillgelegten Siedlungsabfalldeponien wird noch über Jahrzehnte Deponiegas gebildet. Eine energetische Gasverwertung ist dabei an vielen Standorten nur etwa 10 bis 15 Jahre nach Beendigung der Abfallablagerung möglich. Nach Abschluss der energetischen Gasverwertungsphase wäre noch eine langfristige Deponierestgasbehandlung erforderlich, um eine konsequente Vermeidung von Methanemissionen mit ihren erheblichen Klimaauswirkungen zu gewährleisten.
Motorische Verwertung bei Schwachgaskonzentrationen bis 30% Methan
Jörg Simon
Durch die im Jahr 1993 erlassene 3. Allgemeinen Verwaltungsvorschrift „Technische Anleitung Siedlungsabfall“ wurde festgelegt, dass die Ablagerung unbehandelter Abfälle mit hohem Gehalt an biologisch abbaubarer organischer Substanz bis zum 01.06.2005 beendet werden musste. Dies hatte zur Folge, dass alle Deponiebetreiber von diesem Zeitpunkt an mit einem stark veränderten Müllaufkommen zu tun hatten, was sich schlussendlich auch auf den an der Deponie herrschenden Gashaushalt auswirkte. Verstärkt wurde dieser Effekt im Wesentlichen noch durch die im Jahr 2002 verabschiedete Abfallverordnung, die bei der Deponiestilllegung oder der Stilllegung eines Deponieabschnittes die Aufbringung einer Oberflächenabdichtung ob als Temporär- oder als Endabdeckung fordert.
Anwendung des Tandemmischers am konkreten Beispiel
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. Die Deponie belegt eine Fläche von ca. 40 ha, in die von 1969 bis 1991 etwa 15 Millionen Kubikmeter Abfall, bestehend aus Hausmüll, hausmüllähnlichen Gewerbeabfall, Bauschutt und Baustellenabfällen abgelagert wurden.
Erfahrung mit der Entsorgung methanarmer Gase
Dr. Roland Berger
Eine genaue Prognose zur Entwicklung des Deponiegasaufkommens in der Schlussphase der Gasproduktion älterer Deponien ist schwierig und von vielen Faktoren abhängig. Da die Gasproduktion noch über Jahre weitergeht, wurden Deponiegasfackeln entwickelt welche bis 15 Vol.-% Methan die gesetzlichen Bestimmungen bezüglich Temperatur und Verweilzeit erfüllen. Mit der neuen e-flox-Brennkammer kann ohne Stützgas bis hinunter auf 6,5 Vol.-% CH4 und mit Stützgas bis auf 3 Vol.-% CH4 das anfallende Deponiegas bei 1100 bis 1200°C und einer Verweilzeit > 0.6 Sekunden entsorgt werden.
Methanschlupf und Formaldehydproblematik bei Gasottomotoren – Befunde, Eingriffsmöglichkeiten
Dipl.-Ing. Wolfgang Schreier
Bei Emissionsmessungen an Gasmotorenanlagen zur Deponiegasnutzung werden vielerorts Überschreitungen der Formaldehydgrenzwerte und hohe Methankonzentrationen im Abgas festgestellt. Im Rahmen dieses Beitrages soll ein Überblick über die Ursachen der Formaldehydentstehung und zum Methanschlupf gegeben und mögliche Maßnahmen zur Emissionsreduzierung kurz vorgestellt werden. Ferner wird eine Messtechnik zur simultanen direktanzeigenden Messung der genannten Emissionen vorgestellt und deren Vorteile und Anwendungsgrenzen aufgezeigt. Durch den Einsatz dieser Messtechnik kann eine Optimierung der Motoreneinstellung erfolgen und damit verbunden ein erheblicher Beitrag zur Reduzierung klimarelevanter Emissionen zu erzielt werde.
Nachnutzung der Deponie Leppe als Landmarke, öffentlicher Park und Gewerbebetrieb
Monika Lichtinghagen-Wirths
Die 45 ha umfassende, ehemalige Zentraldeponie Leppe hat sich im Laufe ihres Betriebes zu einem Entsorgungszentrum mit verschiedenen Einrichtungen der Stoffumwandlung und Kreislaufwirtschaft entwickelt. Die fortgeschrittene Verfüllung des Areals wurde als Chance begriffen, den Standort, basierend auf seinen Kernkompetenzen und Alleinstellungsmerkmalen, neu auszurichten. Im Kontext der Regionale 2010 stellte sich der Bergische Abfallwirtschaftsverband (BAV) dieser Aufgabe gemeinsam mit den Kreisen Oberberg und Rheinberg sowie den Gemeinden Lindlar und Engelskirchen.
Von der Deponie zum Energiepark Eine Deponie im Wandel der Zeit
Peter Volk, Dipl.-Ing. Reimund Bach, Simon Rinnus
Der ZAKB betreibt die ehemalige Kreismülldeponie Lampertheimer Wald, jetzt Energiepark Hüttenfeld. Die Deponieabschnitte sind endverfüllt und befinden sich in der Stilllegungs- und Nachsorgephase.
Anforderungen an temporäre Abdichtungen und ihre Überwachung hinsichtlich der Emissionsvermeidung nach hessischer Handlungsempfehlung
Dipl.-Ing. Hans-Andreas Krieter
Je nach Zusammensetzung des Deponieinventars kann es jedoch insbesondere bei Deponien der Deponieklasse 2 aufgrund von Umsetzungs- und Kon-solidierungsprozessen zu größeren, ungleichmäßigen Setzungen kommen, die Schäden an der Oberflächenabdichtung verursachen können. Aus diesem Grund werden für Altdeponien, die vor dem Jahr 2005 mit organikhaltigen Abfällen beschickt wurden, sogenannte temporäre Oberflächenabdeckungen bis zum Zeitpunkt des Aufbringens der endgültigen Oberflächenabdichtung zugelassen (§25 DepV).
Quantifizierung von Deponiegasemissionen über ein linienintegrierendes Fernmessverfahren
M.Sc. Han Zhu, Dr. Marcus Oliver Letzel, Dr.-Ing. Martin Reiser, o. Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert, Dr. Wolfgang Bächlin
Es gibt eine Vielzahl natürlicher und künstlicher Flächenquellen, die klimarelevante Gase emittieren. Vor allem für Lachgas- und Methanemissionen spielen passive Flächenquellen wie beispielsweise Stauseen, Reisfelder, Sümpfe und Mülldeponien eine große Rolle. Während die Messung der Konzentration über solchen Quellen relativ einfach ist, ist die Bestimmung der emittierten Fracht oft nur mit erheblichem Aufwand möglich. Literaturdaten oder Emissionsraten, die aufgrund gesetzlicher Regelungen erfasst werden müssen, sind daher häufig berechnet oder abgeschätzt und basieren nicht auf Messdaten (z. B. Methan-Emissionen im EPER).
Gastechnische Sicherung einer Deponie als Voraussetzung zur Rückgabe an den Eigentümer
Dipl.-Ing. Stepanka Urban-Kiss, Prof. Dr.-Ing Gerhard Rettenberger
Die Landeshauptstadt Stuttgart hat auf der Gemarkung Waiblingen-Neustadt/ Hohenacker die Deponie Erbachtal von 1902 bis 1995 betrieben. Die Oberfläche der Deponie soll der öffentlichen Nutzung zur Naherholung zugeführt werden. In diesem Zusammenhang wurde ein Sicherheitskonzept erstellt, um die technischen Einrichtungen der Deponie für den Nachnutzungszweck in einen dauerhaft sicheren Zustand zu überführen.
Gastechnische Sanierung einer umgelagerten Deponie mit angrenzender Bebauung
Dipl.-Ing. (FH) Eckhard Haubrich
Die Altablagerung „Lehmgrube“, eine in unmittelbarer Nähe zu Gewerbe- und Wohnansiedlungen liegende ehemalige Deponie auf der Gemarkung Mittelbiberach mit einer Fläche von ca. 4,1 ha, wurde in der Zeit von 1966-1974 mit Erdaushub, Bauschutt, Haus- und Sperrmüll sowie Gewerbe- und Industrieabfällen (insbesondere aus der Arzneimittelherstellung) verfüllt. Das Ablagerungsvolumen beträgt ca. 230.000 m³.
Erfahrung mit dem Einsatz von Mikrogasturbinen
Robert Stucki, Beat Näf
Mikrogasturbinen sind eine sinnvolle Alternative zu Gasmotoren. Die Vorteile von Gasturbinen sind, dass sie selbst bei niedrigen Methangehalten im Gas noch betrieben werden können und außerdem – soweit Capstone Turbinen betroffen sind - keine weiteren Betriebsstoffe benötigen und wartungsarm sind.
Fördermöglichkeiten für Maßnahmen zur Vermeidung von Deponiegasemissionen
Dipl.-Ing. Wolfgang Butz
Seit Juni 2005 ist die Ablagerung von biologisch abbaubaren Abfällen in Deutschland nicht mehr zulässig, so dass die nach diesem Zeitpunkt abgelagerten Abfälle nicht mehr zur Deponiegasbildung beitragen. Auch wurden bereits in den Jahren vor 2005 hunderte ehemalige Hausmülldeponien geschlossen. Die Gasbildung in deutschen Deponien erfolgt ausschließlich aus älteren Ablagerungen und ist daher mit voranschreitendem biologischem Abbau rückläufig.
Neues auf dem Gebiet der Deponiegastechnik: Stand – Ausblick – offene Fragen
Prof. Dr.-Ing Gerhard Rettenberger
Im Folgenden soll erneut versucht werden, wie bereits anlässlich der Tagungen der letzten Jahre, einen Überblick darüber zu geben, was sich auf dem Gebiet der Deponiegastechnik wesentliches getan hat und über das ansonsten nicht bei dieser Tagung an anderer Stelle berichtet wird.
Pflichten des Deponiebetreibers nach der Betriebssicherheitsverordnung – Abnahme, Prüfung, Dokumentation, Schulung
Prof. Dr.-Ing Gerhard Rettenberger
Der Betreiber von Deponiegasanlagen sieht sich als Arbeitgeber verschiedenen Rechtsnormen zum Schutz seiner Mitarbeiter vor Arbeitsunfällen gegenüber. Diese sind im Wesentlichen: Arbeitsschutzgesetz, Sozialgesetzbuch, Bundesimmissionsschutzgesetz, Chemikaliengesetz.
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