In situ Behandlung der Deponie Dorfweiher zur Beschleunigung biologischer Abbauprozesse Daniel Laux, Landratsamt Konstanz Dr.-Ing. Martin Reiser, Universität Stuttgart Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert, Universität Stuttgart
Inhalt 1. Veranlassung und Hintergrund 2. Ziele 3. Aerobisierungsverfahren 4. Messung und Steuerung 5. Bisherige Ergebnisse 6. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 2
1. Veranlassung und Hintergrund Viele Deponien seit 2005 stillgelegt und in die Nachsorgephase überführt Deponien emittieren weiterhin Deponiegase und belastetes Deponiesickerwasser Emissionen über Jahrzehnte bis Jahrhunderte, hauptsächlich durch anaeroben Abbau verursacht Im Mai 2009 endgültige Entscheidung des Landkreises Konstanz ein Forschungsprojekt zur Verkürzung der Nachsorgezeit durchzuführen 3
Deponie Konstanz-Dorfweiher Hausmülldeponie (DK I/II) Projekt in einem Teilbereich (Fläche: 12.000 m², Abfallmenge: 72.000 m³) Qualifizierte Basisabdichtung Ablagerung von Abfällen endete 2003 Vorerkundung im Jahr 2007 BA IV Deponie Dorfweiher mit Projektbereich BA IV (Orthophoto LGL, www.lgl-bw.de, Az.: 2851.9-1/19) 4
2. Ziele Verringerung der Nachsorgezeit: Verbesserung der Sickerwasserqualität Vorwegnahme von Setzungen Reduzierung schädlicher Deponiegasemissionen Erprobung und Optimierung des Belüftungsverfahrens und des Biofilters Einsatz des Verfahrens auf weiteren Deponieabschnitten und Deponien 5
3. Aerobisierungsverfahren Drehkolbengebläse Biofilter Schotter Abfall Sickerwassersammlung Mineralische Basisabdichtung (1 m) Geologische Barriere (25 m) 6
Aktive Belüftung und Befeuchtung des Deponiekörpers Flächendeckende Intervallbelüftung im Niederdruckverfahren 80 Lanzen im 10 m Raster Belüftungsmenge zwischen 900 und 1.200 m³/h mit Luftdruck zwischen 0,4 und 4,0 bar Rückführung von Sickerwasser zur Befeuchtung des Deponiekörpers möglich Belüftungsphase: 2010-2012 Monitoringphase: 2013-2014 Bauabschnitt Schotterschicht und Belüftungslanzen 27.10.2009 7
Fertiggestellter Projektbereich am 23.12.2009 8
4. Messung und Steuerung Deponiegase regelmäßig an 26 Stellen im Deponiekörper und im Biofilter gemessen und analysiert Kontinuierliche Messung der Temperatur an 64 Punkten in der Deponie und im Biofilter Hauben-Messungen, FID- Messungen und Methanmessungen mit Laser (TDLAS) über Biofilter Methanmessungen mit Laser über dem Biofilter 9
Messungen des Sickerwassers sowie der Setzungen Sickerwasser: kontinuierliche Messung von Menge, ph-wert, Leitfähigkeit, Redoxpotenzial Analysen von Sickerwasser in regelmäßigen Abständen Setzungsmessungen mit hydrostatischem Linienmesssystem Sickerwasserschacht mit Messeinrichtungen 10
5. Bisherige Ergebnisse Lage der 17 Temperaturmesslanzen als Punkte dargestellt (rote Punkte für Temperaturprofil verwendet ) Lage der 18 Gasmesslanzen als Punkte dargestellt 11
Temperaturprofil vor Aufbringung des Biofilters und vor Belüftungsbeginn Mittlere Temperatur: 27,3 C 12
Durch das Biofilter steigt die Temperatur an der Oberfläche des Deponiekörpers ( Heizdeckeneffekt ) Mittlere Temperatur: 38,9 C 13
Temperatur [ C] Temperaturverlauf korreliert mit der Belüftung 60 55 50 45 40 Belüftung an Temperatur gesamt (55 Sonden) 35 Temperatur -0,5 m (12 Sonden) Temperatur -2 m (17 Sonden) Temperatur -4 m (15 Sonden) Temperatur -6 bis -8 m (11 Sonden) 30 01.03.10 29.03.10 26.04.10 24.05.10 21.06.10 19.07.10 16.08.10 13.09.10 11.10.10 08.11.10 06.12.10 03.01.11 31.01.11 28.02.11 Datum 14
Methankonzentration im Deponiekörper 15
[ Vol.-%] Gaszusammensetzung im Biofilter, Messpunkt Mitte : sehr geringe Methanemissionen 25 Belüftung an O2 [Vol%] 20 CO2 [Vol%] CH4 [Vol%] 15 10 5 0 26.03.2010 15.05.2010 04.07.2010 23.08.2010 12.10.2010 01.12.2010 20.01.2011 Datum 16
Konzentration [mg/l] CSB im Sickerwasser aus dem Projektbereich 9.000 8.000 Belüftung an CSB [mg/l] 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0 08.09.2009 07.11.2009 05.02.2010 06.04.2010 05.06.2010 04.08.2010 03.10.2010 02.12.2010 31.01.2011 Datum 17
Setzungen seit 02.12.2009 [m] Setzungen der Deponie: stellenweise bis 70 cm Länge [m] 18
6. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Die Intervallbelüftung verursacht deutliche Veränderungen im Deponiekörper: Temperatur: Anstieg auf ca. 50 C nach 8 Monaten Belüftung Methan: Produktion nimmt ab, Emissionen werden gemindert Sickerwasser: Veränderungen in der Zusammensetzung, Erhöhung der Abflussmenge Setzungen: Stärkere Setzungen als im Vergleichszeitraum ohne Belüftung (Messungen vor Belüftungsphase) 19
Nächste Schritte: Beschreibung der Prozesse im Deponiekörper Weiterentwicklung von Steuer- und Regelalgorithmen Wärmebilanzierung Kohlenstoffbilanzierung Danksagung: Das Projekt wird vom Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr Baden-Württemberg (UVM) unterstützt. 20
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 21