DE10162792B4 - Landfill and procedures for improved landfill management - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur verbesserten Bewirtschaftung von Deponien mit verteilt angeordneten Gasbrunnen zur Abschöpfung des durch den biochemischen Abbauprozess entstehenden Deponiegases, das einer Gasverwertungsstation zur Erzeugung elektrischer und/oder thermischer Energie zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Deponiegas extern erzeugte Gase, insbesondere Biogase, zugemischt werden.Process for improved management of landfills with gas wells arranged in a distributed manner to skim off the landfill gas resulting from the biochemical degradation process and which is fed to a gas utilization station for generating electrical and / or thermal energy, characterized in that gases, in particular biogas, which are generated externally are mixed into the landfill gas.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Mülldeponien, sowie auf ein Verfahren zur verbesserten Bewirtschaftung von Deponien mit verteilt angeordneten Gasbrunnen zur Abschöpfung des durch den biochemischen Abbauprozess entstehenden Deponiegases, das einer Gasverwertungsstation zur Erzeugung elektrischer und/oder thermischer Energie zugeführt wird.The invention relates to landfills, as well on a process for improved landfill management with distributed gas wells for skimming off the biochemical Mining process of landfill gas produced, that of a gas utilization station is supplied to generate electrical and / or thermal energy.
Deponien werden seit geraumer Zeit großflächig abgedeckt, damit weder Oberflächenwasser, insbesondere Regenwasser, ständig in den Müllberg eindringt und dann kontaminiert als nur kompliziert und teuer zu entsorgendes Sickerwasser wieder austritt, sondern auch um unerwünschte Kontaminationen der Umgebung durch den Müllberg selbst zu vermeiden. Wenn eine solche Deponie oberflächig abgedeckt wird, muss auf jeden Fall sichergestellt werden, dass Wasserzugeführt wird, da ansonsten in kurzer Zeit der biochemische Abbauprozess abklingt und folglich die Methangasproduktion versiegt. In jedem Fall aber – sei es, dass die Deponie abgedeckt ist oder nicht – ist die Methangasproduktion sehr schwankend, was die Verwertung des abgesaugten Deponiegases in einer Gasverwertungsstation außerordentlich erschwert.Landfills have been around for quite some time covered extensively, thus neither surface water, in particular Rainwater, all the time penetrates the garbage mountain and then contaminated as only complicated and expensive to dispose of Leachate emerges again, but also to avoid unwanted contamination the area through the garbage mountain to avoid yourself. If such a landfill is covered on the surface must be ensured in any case that water is supplied, otherwise the biochemical degradation process subsides in a short time and consequently methane gas production ceases. In any case - be it that the landfill is covered or not - is the methane gas production very fluctuating what the recovery of the extracted landfill gas extremely difficult in a gas recovery station.
Hinzu kommt, dass derartige Deponien nach der vollständigen Verfüllung eine aktive Bewirtschaftungszeit von allenfalls 25 bis 30 Jahren aufweisen, in der eine technisch verwertbare Deponiegasproduktion noch erfolgt. Anschließend muss aber nach wie vor – trotz der eigentlich nicht mehr gegebenen Verwertbarkeit- das Deponiegas in irgendeiner Form gesammelt werden, da eine solche Deponie noch Jahrzehnte lang wenn auch im verringerten Ausmaß aktiv ist und ansonsten die Umwelt massiv geschädigt würde. Man geht davon aus, dass nach 30 Jahren Aktiv-Gasphase noch ca. 70 Jahre eine Schwachgasphase auftritt, wobei die Entsorgung des schlechten Gases in dieser Schwachgasphase erhebliche Kosten verursacht. Beispielsweise kommt bisher hierfür nur ein Abfackeln in Frage, das natürlich auch eine ständige Aufsicht erforderlich macht.Add to that such landfills after the full backfilling an active management period of at most 25 to 30 years have a technically usable landfill gas production still done. Subsequently but still has to - despite the landfill gas, which is actually no longer usable to be collected in some form since such a landfill is still decades away long if active to a lesser extent and otherwise the Massively damaged the environment would. It is assumed that after 30 years of active gas phase, approx. 70 years a lean gas phase occurs, the disposal of the bad Gases in this lean gas phase causes considerable costs. For example so far comes for this just a flaring in question, which of course also requires constant supervision makes necessary.
Die Größenordnung der Probleme erkennt man am besten daraus, wenn man bedenkt, dass eine Deponie mit einer Grundfläche von 10 ha pro Jahr in der Aktivphase ca. 4 Mio. Kubikmeter Deponiegas produziert. Selbst wenn man von einer erheblich geringeren Gasproduktion in der Schwachgasphase ausgeht, so sind es immer noch Hunderttausende von Kubikmetern Deponiegas, die entsorgt werden müssen.The magnitude of the problems can be seen best of all if you consider that a landfill with a Floor space of 10 ha per year in the active phase approx. 4 million cubic meters of landfill gas produced. Even if you have a significantly lower gas production in the low gas phase, there are still hundreds of thousands of cubic meters of landfill gas that need to be disposed of.
Ein weiteres Problem bei der Verwertung des Deponiegases besteht darin, dass bei einer guten Deponie der Methananteil über 50 % liegt. Wegen der starken Schwankungen entsprechend der jeweiligen Jahreszeit, des Regenanfalls oder der Art der Bewässerung der Deponie, kommt es aber immer wieder vor, dass der Methananteil auf unter 45 % fällt und in diesem Fall ergeben sich Probleme bei der Verwertung des Deponiegases in Gasmotoren.Another problem with recycling of the landfill gas is that in a good landfill the Methane content above 50% lies. Because of the strong fluctuations according to the respective Season, rainfall or type of irrigation the landfill, it happens again and again that the methane content falls below 45% and in this case there are problems with the recycling of the landfill gas in gas engines.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur verbesserten Bewirtschaftung von Deponien zu schaffen, das die vorstehend genannten Schwierigkeiten beseitigt.The invention is therefore the object based on a process for improved landfill management to create, which eliminates the difficulties mentioned above.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass dem Deponiegas extern erzeugte Gase, insbesondere Biogase, zugemischt werden.To achieve this object, the invention provides that gases generated externally to the landfill gas, in particular biogases, be added.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist natürlich nicht die Erkenntnis, dass man einem nicht in kontinuierlicher Menge und Güte gewonnen Gas bei der Verwertung ein anderes Gas zum Ausgleich solcher Schwankungen beimischt. Das Wesen der Erfindung liegt vielmehr darin, dass man bei der Bewirtschaftung von Deponien, bei denen es an sich nicht primär auf die Verwertung des- Deponiegases ankommt, erhebliche Verbesserungen dadurch erzielen kann, dass man extern erzeugte Biogase dem Deponiegas beimischt, da auf diese Art und Weise auch in der Schwachgasphase, also in einem Zeitraum von etwa 70 Jahren nach Ende der Aktivphase, noch ein wirtschaftlicher Betrieb notwendig ist, der die Deponie nicht zu einem reinen Kostenträger verkommen lässt.The essence of the present invention is natural not realizing that you are not in a continuous amount and goodness recovered gas during recycling another gas to compensate for such Fluctuations admixed. Rather, the essence of the invention is that when managing landfills where it is not in itself primary depends on the recycling of the landfill gas, significant improvements can be achieved by using externally generated biogas in landfill gas admixed, because in this way also in the low gas phase, in a period of about 70 years after the end of the active phase an economic operation is necessary that the landfill does not to a purely cost bearer let it deteriorate.
Von Bedeutung ist dabei auch, dass man nicht etwa Stadtgas oder etwas dergleichen beimischt, sondern dass es sich um Biogas handelt, das entweder aus der Behandlung von Kommunalabwässern oder anderen belasteten Abwässern gewonnen wird, oder aber auch aus einer anaeroben Schlammbehandlung der Abwässer. Solche Biogase, die für sich ja ebenfalls angesichts der meist zu geringen Menge ein Entsorgungsproblem darstellen, können in Verbindung mit dem Deponiegas einen wirtschaftlichen Dauerbetrieb gewährleisten und gleichzeitig zwei unterschiedliche Umweltprobleme durch ihre vorstehend beschriebene Zusammenführung beseitigen. Die Biogase können darüber hinaus auch aus der Behandlung von Biomassen oder Bioabfällen gewonnen werden, beispielsweise aus der Behandlung von Prozessabwässern bei der Behandlung von Restmüll oder über die Fermentation von Wirtschaftdünger tierischer Herkunft, beispielsweise. Gülle oder Pferdemist.It is also important that you don't mix city gas or something like that, but that it's biogas, either from treatment of municipal wastewater or other contaminated waste water is obtained, or from an anaerobic sludge treatment the sewage. Such biogas, in themselves yes also in view of the usually too small amount of waste disposal can represent in Connection with the landfill gas an economical continuous operation guarantee and at the same time two different environmental problems due to their above described merge remove. The biogases can about that also obtained from the treatment of biomass or bio-waste , for example from the treatment of process waste water the treatment of residual waste or about the fermentation of manure animal origin, for example. Manure or horse manure.
Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, die zugeführten Gase durch die Fassung der Grubengase stillgelegter oder noch in Betrieb befindlicher Kohlegruben oder als Abfallprodukte, wie Methangas oder ähnliche Kohlenwasserstoff-Verbindungen, bei chemischen Produktionsprozessen zu gewinnen.Finally, it is also in the Within the scope of the invention, the supplied Gases decommissioned by the mine gases or still in Operating coal mines or as waste products such as methane gas or similar Hydrocarbon compounds in chemical production processes to win.
Ein ganz wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens der Verwendung von Biogasen aus Abfällen oder Biomassen besteht dabei darin, dass – wie in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein kann – eine solche Deponie mit einer Gasverwertungsstation zur Durchführung des vorstehenden Bewirtschaftungsverfahrens zweckmäßig so ausgestaltet ist, dass die Behandlungsstation zur Erzeugung der externen Biogase in das Deponieareal einbezogen ist und mit einer Sammelstation für das umzusetzende Abfallmaterial versehen ist.A very significant advantage of the method according to the invention of using biogases from waste or biomass is that - as can be provided in a further embodiment of the invention - such a landfill with a gas utilization station is intended for carrying out the above management method is moderately designed so that the treatment station for generating the external biogas is included in the landfill area and is provided with a collection station for the waste material to be converted.
Dabei ergeben sich gleich zwei Vorteile auf einmal. Es ergibt sich nicht nur eine verbesserte Deponiebewirtschaftung durch das Zumischen von extern erzeugten Biogasen, sondern man hat die Möglichkeit, die schwer zu entsorgenden Abfälle direkt bei einer Deponie zu sammeln und dort noch zusätzlich sinnvoll so zu verwerten, dass anschließend nur noch problemlos in die Natur ausbringbarer Humus oder Dünger übrig bleibt. Mülldeponien sind üblicherweise relativ großflächig und abseits von Ortschaften angelegt, sodass sich im Hinblick auch auf die Raumordnungsverfahren keinerlei Problematik ergibt, wenn man eine Sammelstation für Biomüll, kommunale Abwässer od. dgl. mit anschließt, die dann an Ort und Stelle gleich in der angesprochenen Weise verwertet werden, wobei die anfallenden Biogase zusammen mit den Deponiegasen verarbeitet werden können. Bei Verwertung von Gasen aus Kohlegruben oder aus chemischen Produktionsprozessen können auf dem Deponiegelände entweder Speichertanks vorgesehen sein, in die diese Gase über Pipelines oder Gastankwagen eingespeist werden können, oder aber man kann – was natürlich in erster Linie für zukünftige Anlage gilt – Deponien gezielt in der Nähe entsprechender chemischer Produktionsanlagen, wo ebenfalls keine Wohnbebauung vorgesehen ist, oder auf alten Bergwerksgeländen ansiedeln, sodass unmittelbar eine Verbindung zwischen den anfallenden Biogasen und der Gasverwertungsstation für die Deponiegase gegeben ist.There are two advantages at once. This not only results in improved landfill management by adding externally generated biogases, but you have the possibility, the difficult to dispose of waste collect directly from a landfill and make additional sense there so that afterwards only humus or fertilizer that can be spread into nature remains. landfill are common relatively large and remote of localities, so that with regard to the spatial planning procedures no problem arises if you have a collection point for organic waste, municipal sewerage or the like. which is then used on the spot in the manner mentioned the resulting biogases together with the landfill gases can be processed. When recycling gases from coal mines or from chemical production processes can on the landfill site either storage tanks are provided, into which these gases are pipelined or Gas tankers can be fed, or you can - which of course in primarily for future investment applies - landfills targeted near appropriate chemical production facilities, where no residential development is planned either or on old mining sites settle so that there is a direct connection between the resulting biogases and the gas recovery station for the landfill gases are present.
Der bevorzugt im Deponiegelände angeordneten Behandlungsstation ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt ein Annahmehäcksler für Biomasse zugeordnet, um diese so weit zu zerkleinern, dass sie – wiederum bevorzugt unter Vermischung mit Gülle, Pferdemist oder Abwässern – in Gärtanks zu Biogas vergoren zu werden.The one preferably located in the landfill site Treatment station is preferred in a further embodiment of the invention an acceptance chopper for biomass assigned to shred them so far that they - again preferably mixed with liquid manure, horse manure or waste water - in fermentation tanks Biogas to be fermented.
Einem Gasmischer für das Deponiegas und das Biogas soll gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Verdichterstation nachgeschaltet sein, wobei dieser Verdichterstation bevorzugt eine Deflagrationssicherung vorgeschaltet ist, beispielsweise in Form einer Kammer mit darin enthaltenen Glaskügelchen. Eine solche Deflagrationssicherung verhindert ein Rückschlagen von Flammen, wenn durch Funkenschlag in der mechanischen Verdichterstation das Gas entzündet werden sollte, sodass ein derartiger Gasbrand überhaupt nicht aus der Verdichterstation herausgelangt.A gas mixer for the landfill gas and the biogas should according to one Another feature of the present invention is a compressor station be connected downstream, this compressor station preferably one Deflagration assurance is connected upstream, for example in the form a chamber with glass beads inside. Such deflagration protection prevents kickback of flames if there is a spark in the mechanical compressor station the gas ignites should be such that such a gas fire does not come from the compressor station at all comes out.
Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, dass zwischen der Deflagrationssicherung und der Verdichterstation ein Kondenswasserabscheider, beispielsweise ein Zyklon, in die Gasleitung eingeschaltet ist.Finally, it is also in the Framework of the invention that between the deflagration and the compressor station a condensate separator, for example a cyclone in which the gas line is switched on.
Dem Gasmischer ist bevorzugt eine Analysestation vorgeschaltet, die sowohl das Deponiegas als auch das Biogas in seiner Menge und Qualität analysiert und anhand dieser Ergebnisse über einen Rechner die Menge des zugemischten Biogases entsprechend steuert.The gas mixer is preferably one Upstream analysis station that both the landfill gas and the quantity and quality of the biogas is analyzed and based on this Results about a computer controls the amount of biogas mixed accordingly.
Wenn das Biogas nicht über einen – bei jeder Art der Erzeugung einsetzbaren – Speichertank zugeführt wird, aus dem ja unterschiedlich dosierte Mengen problemlos abgerufen werden können, kann beispielsweise durch die Steuerung des Produktionsprozesses des Biogases eine solche gesteuerte Zufuhr erreicht werden.If the biogas does not have one - with every type generation usable - storage tank supplied from which differently dosed quantities can be called up without any problems can be can, for example, by controlling the production process such a controlled supply of the biogas can be achieved.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Other advantages, features and details of Invention result from the following description of a embodiment as well as from the drawing. Show:
In
Bevorzugt wird - wie man insbesondere
aus den
Zunächst wird die Biotrockenmasse
in ein Vorratssilo
Der am unteren Ende der Gärbehälter in
der Leitung
Durch die erfindungsgemäße Zuführung von Biogas zu Deponiegas zur gemeinsamen Verarbeitung in einer Gasverwertungsstation zu Strom und thermischer Energie lässt sich das an Deponien anfallende Deponiegas wesentlich wirtschaftlicher umsetzen, als beim Versuch der alleinigen Verwertung des Deponiegases, das ja in schwankenden Mengen und Zusammensetzungen anfällt. Die sowieso notwendigen Sammelstationen für Abwässer, Biomassen, tierische Abfälle, wie Pferdemist od. dgl., lassen sich vorteilhaft und ohne Beeinträchtigung von Wohngebieten im Bereich einer Deponieanlage errichten, wobei dies dann auch gleich noch den Vorteil hat, dass die Erzeugung des Biogases bei der Verarbeitung dieser Abfallstoffe unmittelbar im Bereich der Weiterverarbeitung mit dem Deponiegas erfolgt.By supplying biogas according to the invention to landfill gas for joint processing in a gas recovery station the landfill related to electricity and thermal energy Implement landfill gas much more economically than when trying the sole utilization of the landfill gas, which fluctuates Amounts and compositions are incurred. The anyway necessary collection stations for waste water, biomass, animal waste like horse manure or the like, can be advantageous and without impairment of residential areas in the area of a landfill site, whereby this then also has the advantage that the generation of the Biogases in the processing of these waste materials directly in the Further processing takes place with the landfill gas.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnte natürlich auch ein Gassammelbehälter für das Biogas im Bereich der Verwertungsstation, also im Bereich der Gasmotoren und der vorgeschalteten Mischeinrichtung, angeordnet sein, in die Gas aus Bergwerken oder von chemischen Produktionsanlagen entweder direkt über Pipelines eingeleitet oder aber mithilfe von Tankzügen oder Tanklastwagen eingespeist wird. Auch in diesem Fall wiederum wäre es sehr sinnvoll, die Deponieanlage entweder im Bereich eines alten Bergwerks oder neben einer sowieso abseits einer Wohnbebauung anzuordnenden chemischen Produktionsanlage anzuordnen, sodass eine problemlose direkte Verarbeitung der Biogase von diesen Anlagen zusammen mit dem Deponiegas stattfinden kann.The invention is not based on the illustrated embodiment limited. So could of course also a gas collector for the Biogas in the area of the recycling station, i.e. in the area of gas engines and the upstream mixing device, can be arranged in the Gas from mines or from chemical production plants either directly via pipelines initiated or fed in by tanker trucks or tanker trucks. In this case, too, would be it makes very sense to either landfill the area of an old one Mine or next to one to be arranged apart from a residential area anyway to arrange chemical production plant, so that a problem-free direct processing of the biogas from these plants together with the landfill gas can take place.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KRESS, DIETER, 91740 RUECKINGEN, DE Owner name: ALKER, ROGER, 91578 LEUTERSHAUSEN, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |