Deponietechnik II - Oberflächenabdeckung, Gaserfassung

Oberflächenabdeckung: Aufgaben einer Oberflächenabdeckung
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- Begrenzung der Infiltration des Niederschlagswassers in den Müllkörper und damit Reduzierung der Sickerwasserneubildung
- Geeigneter Wurzelraum für Begrünung und Rekultivierung
- Minimierung von gasförmigen Emissionen (Methanemissionen)
- Wirksamkeit als Geruchsfilter
- Ästhetische Wirkung durch Eingliederung ins Landschaftsbild
- Hygienische Wirkung, vor allem durch verringerte Anziehung für Ratten, Insekten, Vögel
- Minimierung von Erosion (Wind und Wasser) und Staubbildung
- Verhinderung von Papier- und Kunststoffverwehungen aus der Müllablagerung
- Sicherung der Böschungsstabilität
- Klima: Niederschlag, Verdunstung
- Deponieform: Oberflächenabfluss
- Deponieabdeckung: Wasserrückhalt, Durchlässigkeit
- Vegetation: Transpiration, Interzeption
- Weitere Faktoren: Wassergehalt der Abfälle (Presswasser), Wasserneubildung durch aeroben Abbau, Wasseraustrag über die Gasphase, Wasserverbrauch durch anaeroben Abbau
Oberflächendichtung ist kritisch:
- notwendige Auslaug-, mikrobielle Abbau- und
Umbauprozesse im Deponiekörper unterbunden bzw.
zumindest deutlich verlangsamt => „Mumifizierung"
- technisch kaum möglich eine Deponie großflächig und langfristig vollkommen abzudichten, Dichtungssystem an der Oberfläche unterliegt aufgrund alterungsbedingter Veränderungen des Deponiekörpers Verformungen und mechanischen Beanspruchungen, Frost, Pflanzenwurzeln,...
- DVO2008: temporäre Abdeckung (max. 20 Jahre) für
Siedlungsabfälle mit hohem biologisch abbaubaren Anteil zur Steuerung des Wasserhaushaltes und Steigerung der Deponiegaserfassung
für Reststoff- und Massenabfalldeponien
- Bewuchs
- Rekultivierungsschicht
- Flächenentwässerung
- Kunststoffdichtungsbahn
- mineralische Dichtungsschicht
- Gasdrainschicht
- Ausgleichsschicht
- Abfall

Für Inertabfall- und Baurestmassendeponien:
> 40 cm mineralische Dichtschicht

Alternative Dichtsysteme , v.a. in Böschungsbereichen sind zulässig => Gleichwertigkeitsnachweis
- Kapillarsperren (Böschungsbereich, > 10°): Feinkörnige Kapillarschicht, Grobkörniger Kapillarblock
- Bentonitmatten
- Asphaltdichtungen

„Wasserhaushaltsschicht" in entsprechender Stärke
(Mächtigkeit) aus Material mit hoher Wasserspeicherkapazität kombiniert mit Vegetation mit hoher Transpirationsleistung; gilt als „Dichtschicht" wenn „Dichtwirkung" (< 5% des JahresNS laut DVO) erreicht wird
• Aktive Entgasung: Gas wird abgesaugt und über
Deponiegasfackel entsorgt
• Aktive Entgasung und energetische Verwertung:
- Gasmotor
- Gasturbine
- Gasverflüssigung
• Passive Entgasung: CH4- Anteil wird über „Gasfenster"
(Methanoxidationsfenster) biologisch oxidiert
• Passive Entgasung durch biologische Methanoxidation, entsprechende Ausbildung von Zwischen- und Endabdeckung
GasentsorgungAktiv: (Zwangsentgasung) - Gasbrunnen (vertikal) - Gasdrainagen (horizontal) - Kombinationen: energetische Verwertung, Gasfackel, Biofilter, Methanoxidation Passiv: Konvektion (geringster Widerstand) - Gasfenster - Gasgräben (vertikal) - Abdeckschicht (horizontal) - Kombinationen: Methanoxidation, Abdeckschicht, Biofilter, GasfensterDeponiegasemissionen bei GaserfassungAktive Entgasung Wirkungsgrad: 35% Betriebsdeponie (ohne Abdeckung) 65% Zwischenabdeckung aus Lehm 85% Endabdeckung mineralische Dichtschicht 90% Endabdeckung Kombinationsdichtung 40 - 60% Lebenszyklus einer Deponie Diffusiver (Konzentrationsgefälle) Konvektiver (druckgetriebener)Biologische MethanoxidationCH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + 210,8 kCal/mol + Biomasse exothermer ProzeßMethanoxidation - Einflussfaktoren- Temperatur - Wassergehalt - gleichmäßige O2-Zufuhr, CH4-Zufuhr - Nährstoffversorgung N,P,S,...Methanoxidationsschichten Technischer Aufbau- Oxidationsschicht (>1,2m) - Gasverteilungschicht (0,5m: Grobschotter) - oberste Müllschicht: unverdichtetMethanoxidationsschichtGroße Oxidationsfläche + geringe Methanfracht /m² + hohe Oxidationsleistung + gesamte Deponieoberfläche abgedeckt - Hoher Materialbedarf - Höhere Gesamtkosten (aber geringe spezifische Kosten: 22 - 33 Euro/m²) - Monitoring aufwendigerMethanoxidationsfensterEingeschränkte Oxidationsfläche - Hohe Methanfracht /m² => oft Überbelastung des Systems => geringe Oxidationsleistung - Unkontrollierte Gasemissionen auch „außerhalb" der eingerichteten Fenster + geringe Gesamtkosten, aber höhere spezifische Kosten (150 - 250 Euro/m²) + einfacher zu monitorenMethanoxidationsschichten: Anwendungsbereiche- Altablagerungen (auch in Kombination mit insitu Sanierungs- oder Sicherungsverfahren) - kleine Deponien mit geringer Gasproduktion - Deponien in der Nachsorgephase - Ablagerungen von MBA Material mit deutlich verringertem Emissionspotential - temporäre und Endabdeckung von Reaktordeponien (zusätzliche Sicherheit zur Zwangsentgasung) - Entwicklungsländer