DE102005005235A1

DE102005005235A1 - Verfahren und Einrichtung zur Methanreaktivierung von Deponien

Info

Publication number: DE102005005235A1
Application number: DE102005005235A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. Seemann
Original assignee: Energy Systems & Solutions Gmb; Energy Systems & Solutions GmbH
Current assignee: Energy Systems & Solutions Gmb; Energy Systems & Solutions GmbH
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-05
Also published as: DE102005005235B4

Abstract

Verfahren zur Stabilisierung und Steuerung der biochemischen Prozeßabläufe innerhalb einer gedichteten Deponie (Reaktordeponie), insbesondere zur Methanreaktivierung im Falle eines Stillstandes der biologischen Reaktion durch Wassermangel (Trockenfallen) oder bei Verringerung der Methankonzentration durch Wärmeverluste innerhalb der Deponie. DOLLAR A Dazu erfolgt eine anaerobe Ventilation des übersaugten Deponiekörpers unter Verwendung einer Teilmenge des geförderten und unbehandelten Deponiegases als Transportmittel für Wasser und Wärme in Form der Zugabe von Wasserdampf und/oder einer Befeuchtung des Deponiegases. DOLLAR A Zur Dampferzeugung wird vorzugsweise Niederschlags- oder, soweit anfallend, Sickerwasser eingesetzt, das unter energetischer Nutzung des Deponiegases in einem Brennheizkraftwerk (BHKW) 11 und/oder einer Stationären Wirbelschichtfeuerungsanlage (SWSF) 12 verdampft wird. DOLLAR A Mit diesen Verfahren wird eine gleichmäßige Durchfeuchtung des Müllkörpers 1.1 und die Aufrechterhaltung des Wärmebedarfes für einen effektiven biochemischen Prozeß bei Vermeidung einer Sickerwasserausscheidung in der Deponie 1 gesichert. DOLLAR A Dieses Verfahren erfordert kein Schlitzen der Abdichtung oder Einbau von Schluckbrunnen oder von Drainageleitungen. DOLLAR A Die Methanproduktion kann so bis zur vollständigen Ausschöpfung der Deponie erfolgen. Ebenso können damit Altdeponien, deren Methanproduktion durch Trockenfallen zum Stillstand gekommen sind, erfolgreiche reaktiviert werden (vgl. Fig. 1).

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Stabilisierung und Steuerung der biochemischen Prozeßabläufe innerhalb einer gedichteten Deponie, insbesondere zur Methanreaktivierung im Falle eines Stillstandes der biologischen Reaktion durch Wassermangel oder bei Verringerung der Methankonzentration durch Wärmeverluste innerhalb der Deponie.
Zur Durchführung des Verfahrens umfaßt die Erfindung die erforderlichen Einrichtungen.
Bei Deponien herkömmlicher Art (Haushaltsmüll/Siedlungsabfälle) spielt Wasser zur Förderung der biologischen Vorgänge und als Transportmedium für die Umsetzungsprodukte eine erhebliche Rolle. Ergibt sich im Deponiekörper ein Wassermangel oder besteht ein Überangebot leicht abbaubarer Inhaltsstoffe, so kann die Mineralisierung der organischen Stoffe in der sogenannten „Sauren Phase" gestört und eine optimale Methanphase unterbunden werden.
Andererseits ist jedoch eine langfristige Aufrechterhaltung einer solchen optimalen Methanphase gewünscht, damit möglichst ein vollständiger biologischer Abbau der eingelagerten Stoffe und zugleich eine effektive energetische Ausnutzung erreicht wird.
Nach heutigem Stand der Technik und insbesondere gemäß den Bestimmungen der Technischen Anleitung Siedlungsabfall-Deponie /1/ (nachfolgend TASi genannt) müssen Deponien nach Abschluß vollständig eingekapselt (Basis- und Oberflächenabdichtung) sein. Bewußt soll das Eindringen von Grund- oder Regenwasser unterbunden werden. Gleichermaßen soll der unkontrollierte Eintritt von Luftsauerstoff verhindert werden. Dies ist notwendig, um einen ungestörten biochemischen Prozess im Deponiekörper zu gewährleisten und einem unkontrollierten umweltbelastenden Austritt von Deponiewasser oder Gasen zu verhindern. Insbesondere soll die Abdichtung eine Sperrwirkung gegen eine Methan-Gasdiffusion sichern und so dem Treibhauseffekt entgegenwirken.
Durch die Gasproduktion in der Deponie entsteht in Folge des biochemischen Umsetzungsprozesses ein Überdruck und Temperaturanstieg. Der Druck und die Temperatur bilden die treibende Kraft für die Gasbewegung im Deponiekörper. Die Gasbewegung verläuft im wesentlichen entlang der Abfalleinbauschichten, vorzugsweise zum Rand des Deponiekörpers. Um das Gas gezielt abzuleiten, werden in den Deponiekörper Kollektoren (Sammelbrunnen) eingebaut. Durch Anlegen eines Unterdruckes wird das freigesetzte Gas sicher aus der Deponie abgesaugt.
Entsprechend diesen Gegebenheiten bestimmt die TASi in der Nr. 11.2.1, dass vor Abschluß der Hauptsetzung des Deponiekörpers oder nach Abschluß der Hauptsetzung eine Abdichtung auf die Deponieoberfläche aufzubringen ist.
Nach der gleichen Bestimmung sollten weiterhin Einrichtungen zur Infiltration von Wasser (Schluckbrunnen) vorgesehen werden, um einer unerwünschten Mumifizierung des Abfalls durch Trockenfallen, welche an einem signifikanten Rückgang der Gasproduktion erkennbar ist, entgegen zu wirken. Die Infiltration von Wasser widerspricht jedoch der Intention der TASi in Nr.11.2.1, Buchstabe h) „Die Abdeckung soll Sickerwasserbildung minimieren".

Im Sinn der Bestimmung der TASi ist das mit DE 44 44 462 A1 vorgeschlagene Verfahren zur anaeroben Fermentation von organisch abbaubaren Stoffen in Form eines eingebundenen Sickerkreislaufsystems zur besseren Durchfeuchtung des Deponiekörpers nicht mehr wirtschaftlich und umweltverträglich ausführbar.

Auf Grund praktischer Erfahrungen kann aber nur durch die pragmatische Lösung, nämlich der Infiltration von Wasser eine Restgasproduktion innerhalb der überwachten Nachsorgezeit und nicht irgendwann in ferner unbeobachteter Zukunft ablaufen.

Zu diesem Sachverhalt gilt festzustellen, dass der Einfluss des Wassergehaltes (WG) auf die Stabilisierung der Gasproduktion einer Deponie von entscheidender Bedeutung ist. Diese Einflußfaktoren wurden von DOEDENS, 1989 /2/ wie folgt zusammengefasst:

aerobe Prozesse:	– unterbunden ab ca. < 15% WG – gehemmt ab ca. < 30% WG und ca. > 60%WG – optimal ab ca. 40–60%WG
anaerobe Prozesse:	– unterbunden ab ca. < 15%WG – gehemmt ab ca. < 30%WG – optimal und möglichst einzustellen ab ca. 40% WG

Der Wassergehalt (WG) im Haushaltsmüll/Siedlungsmüll hat danach wesentlichen Einfluss auf eine langfristige effiziente Gasproduktion. Beträgt beispielsweise der Wassergehalt 55% bei sonst gleichen Bedingungen, so werden ca. 172 kg Glucose/m³ im Jahr, aber bei 30% WG nur ca. 4 kg abgebaut.

Analoge Reaktionen bewirken Temperaturschwankungen. Ist die Temperatur im Deponiekörper größer als 30°C oder kleiner als 10°C, so findet ebenfalls keine Methanentwicklung statt.

Haus- und Siedlungsmüll wird im Mittel mit einem WG von 25% bis 30% angeliefert. Betrachtet man ein geschlossenes Deponiesystem, so werden allein durch die Entgasung der Deponie im Jahr ca. 0,03% Wasser entzogen (Diagramm „Wasserdampfgehalt im Gas" in /3/. Bezogen auf den Gesamtwassergehalt einer Deponie mag das nicht viel erscheinen. Berücksichtigt man, dass der für die Gasproduktion notwendige Glucoseabbau erst bei einem WG von 30% einsetzt und dann mit zunehmendem WG steil ansteigt, hat dieser geringe WG-Verlust große Auswirkungen auf die Methanproduktion. Was folgt, ist ein Dominoeffekt. Der Wasserverlust führt zugleich zu einen Temperaturabfall. Dieser Temperaturabfall addiert sich mit dem Wärmeverlust der Gasabsaugung. Damit sinkt der Wasserdampfgehalt im Gas, das Wasser kondensiert und versickert. Im Bereich der Basisabdichtung muß dieses Sickerwasser über zusätzliche Drainageleitungen abgepumpt werden, was wiederum Energie bindet.

Erfahrungswerte belegen, dass parallel zum WG-Verlust des biochemischen Prozesses eine Deponie durch das Absaugen des Deponiegases innerhalb von 3 Jahren mehr als 0,1% des Gesamtwassergehaltes verliert. Damit sinkt die Methanproduktion. In Folge kommt es zu einer Übersaugung einzelner oder aller Brunnen. Falschluft kann angesaugt werden. Die anaeroben Prozesse innerhalb der Deponie werden unterbrochen, was zu einer Mumifizierung der Abfallstoffe führt.

Nach heutigem Stand der Technik verhindert man die Mumifizierung der Abfallstoffe entweder durch eine Reaktivierung oder Stabilisierung der biochemischen Prozesse in den betroffenen Deponiebereichen.

Bekannte Verfahren zur Reaktivierung dieser Prozesse sind:

1. Das Schlitzen der Abdichtung zur Aufnahme von Niederschlagswasser
2. Die Einrichtung von Schluckbrunnen zur gezielten Einleitung von Wasser
3. Die Einrichtung von Drainageleitungen zum gezielten Einleiten von Wasser

Der Nachteil dieser Methoden ist, dass die Sickerwasserbildung entgegen TASi nicht unterbunden, die Abdeckung beschädigt und gasundicht wird. Damit kommt es im Deponiekörper zu unkontrollierten Wasserkonzentrationen.

Bekannte Verfahren zur Stabilisierung der biochemischen und thermischen Prozesse in der Deponie sind:

1. das Bio-Pusteverfahren
2. Aerobe in-situ Stabilisierung

Nach dem Bio-Pusteverfahren wird der Deponiekörper über Lanzen mit einem Wasser-Luftgemisch oder Sauerstoffgemisch unter Druck intervallmäßig geimpft.

Bei einer Aerobe in-situ Stabilisierung /4/ wird der Deponiekörper mit Luft durchspült.

Beide Methoden haben aber den Nachteil, dass die Aerobisierung die Energiegewinnung blockiert und damit letztendlich die Methangasproduktion behindert.

Neben dem vorgenannten Verfahren wurde insbesondere zur Nutzung von methanhaltigen Biogas u.a. von Deponien in der DE 100 47 264 A1 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das abgesaugte Deponiegas nach einer Verdichtung in einer Membrantrennungsanlage mit einer Permeabilität für CO₂ in zwei Gasströme getrennt wird. Das druckseitig aus dem Gasmeationsmodul abgezogene Retentat hat einem hohen Methangehalt von mindesten 40 Vol.% und wird zur Verstromung einem Gasmotor zugeführt. Durch diese Aufkonzentration soll eine wirtschaftliche Nutzung von Biogas-Schwachgas mit einem Methangehalt von weniger als 40 Vol.% erreicht werden.

Bei einem Schwachgasvolumen unter 27 Vol.% ist die Methan – Aufkonzentration uneffektiv und das Gas sollte nur noch durch Verbrennen entsorgt werden.

Der zweite verbleibende und mit CO₂ und Spurenbestandteilen belastete Gasstrom wird in den Deponiekörper zurückgeführt und auf diese Weise „entsorgt".

Mit dieser Vorgehensweise soll insbesondere erreicht werden, das keine Falschluft in den Deponiekörper bei nachlassender Methanproduktion angesaugt und der anaerobe Prozess nicht gestört wird.

Zusätzlich kann über diesen Gasstrom die für die Bioreaktion und Methanproduktion erforderliche Wärme (Abwärme vom Gasmotor) und Feuchte dem Deponiekörper zugeführt werden. Zur Befeuchtung ist beispielsweise die Verwendung von Deponiesickerwasser vorgesehen.

Unabhängig von der erreichbaren längeren wirtschaftlichen Nutzung von Schwachgas für eine Verstromung in einem Gasmotor ergeben sich bei dieser Methode erhebliche Bedenken bezüglich der Rückführung des mit CO₂ und giftigen Spurenbestandteilen (Kohlenwasserstoffe (KW), Schwefelverbindungen als auch halogierte KW belasteten Gasstromes in den Deponiekörper.

Obwohl mit der Gasrückführung ein unkontrollierter Lufteintritt (Falschluft) in den Deponiekörper unterbunden werden kann, kommt es bei längerem Gaseintrag zu einer Überfrachtung der Deponie mit CO₂ und den Spurenbestandteilen, die letztendlich einer optimalem Methanproduktion entgegenwirkt. Zwangsweise kommt es mit dieser Rückführung kontinuierlich zu einer unerwünschten Aufkonzentration der hochgiftigen Spurenstoffe, deren Anteil unter normalen Bedingungen meist deutlich unter 1% liegt (lt. TASi Anhang C, Pkt.2 „Deponiegas ist ein Gemisch... Der Anteil der Spurenstoffe liegt meist deutlich unter 1%").

Eine solche Aufkonzentration führt naturgemäß zu einer weiteren Belastung des Sickerwassers mit diesen Schadstoffen, mit dem dann wieder der Gasstrom befeuchtet werden soll. Nach der TASi Pkt. 10.4.2. „Sickerwasserbehandlungsanlagen" ist diese Verfahrensweise unzulässig, da gefaßtes Deponiesickerwasser und Rückstände aus der Sickerwasserreinigung nicht in den Deponiekörper zurückgeführt werden dürfen. Die Gründe ergeben sich logischer Weise aus dem vorangesagten.

In diesem Zusammenhang ist aus Anlage C zur TASi, Pkt. 4, Stabstrich 9 weiterhin zu entnehmen, dass sich durch eine aktive Entgasung u. a. das Kalkkohlensäure-Gleichgewicht des Sickerwassers ändert. Mit einer kontinuierliche Zunahme des CO₂-Gehaltes wird dieser Prozess verstärkt und damit negativ beeinflußt. In Folge nimmt die Inkrustation der Sickerwasserdränsysteme bzw. der Entgasungssysteme zu.

Der biologische Prozeß verschiebt sich in die „Saure Phase" und die Methanproduktion fällt massiv ab.

Bei den genannten Mängeln wurde nicht berücksichtigt, dass das Deponiegas durch die mittransportierten aggressiven Bestandteile auch die Trennungsanlage (Membranen) werkstoffseitig extrem belastet, was eine aufwendige Wartung und Instandhaltung zur Folge hat.

Neben den beschriebenen Mängeln sind die Investitionen für eine Membrantrennungsanlagen mit anschließender Elektroenergiegewinnung relativ hoch, so dass sich diese Methode nur bei großen Deponien über 8 ha und mit einem Deponievolumen von über 300 000 m3 effektiv anwenden läßt. Bei kleineren Deponien liegen zumeist die Anschaffungskosten über den Ertrag eines BHKW.

Betrachtet man ein BHKW mit einer unteren Leistungsgrenze von 50 KW, so benötigt dieses ein Gas mit einer Methankonzentration von mindestens 40 Vol.% und einer Durchflußmenge von mindestens 50m³/h. Unter diesen Bedingungen ist das Verfahren nach DE 100 47 264 A1 für relativ kleine Deponien nicht effizent umsetzbar.

Auf Grund der genannten Probleme werden zur Entsorgung von Deponiegas mit Methangehalt unter 40% und bei geringen Durchsätzen unter 10m³/h Verbrennungsöfen, vorzugsweise stationäre Wirbelschichtfeuerungsanlagen (nachfolgend SWSF genannt) eingesetzt.

Zur Beseitigung der beschriebenen negativen Effekte verfolgt die Erfindung das Ziel, ein einfaches kostensparendes Verfahren zu schaffen, mit dem über einen längeren Zeitraum, d. h. über den Zeitraum einer kontrollierten Nachsorge einer abgedichteten Deponie eine kontinuierliche Methanproduktion aufrecht erhalten werden kann und eine Unterbrechungen der biochemischen Reaktion während dieser Dauer mit größtmöglicher Sicherheit ausgeschlossen wird. Dazu soll eine effiziente und einfache Methode zur Methanreaktivierung bei einem vorzeitigen Prozessstillstand erreicht werden. Mit diesem Verfahren soll während der aktiven biochemischen Phase ein umweltverträglicher und weitestgehend vollständiger Glucoseabbau bei gleichzeitiger effizienter Energiegewinnung erreicht werden. Besonders soll mit diesem Verfahren eine Verkürzung der Nachsorgezeit einer geschlossenen Deponie erreicht werden. Auch soll das Verfahren für nicht basisabgedichtete Deponien verwendbar sein.

In Folge ist ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Methangasproduktion bei abnehmender Methankonzentration fortlaufend aktiviert und bis zur Ausschöpfung der Deponie ermöglicht wird. Für eine optimale Methanerzeugung soll dazu der erforderliche Wassergehalt für eine gleichmäßige Durchfeuchtung des Deponiekörpers unter weitestgehender Vermeidung der Ausscheidung von Sickerwasser als auch der Wärmegehalt zur Aufrechterhaltung der biochemischen Prozesse erreicht und sichergestellen werden. Insbesondere soll dazu die erforderliche Reaktionstemperatur im Deponiekörper zwischen 30°C und 10°C liegt.

Mit diesem Verfahren soll insbesondere das bisher übliche Schlitzen der Abdichtung oder der zusätzliche Einbau von Schluckbrunnen oder von Drainageleitungen vermieden werden.

Zur Realisierung des Verfahren sind zugleich die notwendigen Einrichtungen zu schaffen.

Die Merkmale des entwickelten Verfahren gemäß Oberbegriff sind im Anspruch 1 und den nachgeordneten Unteransprüchen zusammengefaßt.

Die Merkmale der Einrichtung zur Umsetzung das Verfahrens nach Anspruch 1 beinhaltet Anspruch 13 einschließlich der zugeordneten Unteransprüche.

Das Verfahren besteht in einer anaeroben Ventilation des Deponiekörpers mittels unbehandeltem, aus der Deponie gefördertem Deponigas als Transportmittel für Wasser und Wärme, in dem mit Wasserdampf und/oder Wasseraerosol gesättigtes Deponiegas zur Sicherstellung einer gleichmässigen Durchfeuchtung des Deponiekörpers und Aufrecherhaltung der biochemischen Reaktionstemperatur in die Deponie eingebracht wird.

Verfahrensgemäß wird dazu das Deponiegas wie bisher üblich aus der Deponie mit überhöhtem Durchfluß abgesaugt und bei stabilem Deponiebetrieb zur Energie- und Wärmeerzeugung einem BHKW oder bei weniger als 27 Vol.% Methananteil einer SWSF, wie in DE 199 39 390 A1 beschrieben, zugeführt.

Bei Eintritt eines partiellen oder globalen Reaktionsabfalles der Methanproduktion wird das abgesaugte Gas unbehandelt in zwei Volumenströme gesplittet. Eine Teil des Gases wird, wie im Normalbetrieb, energetisch in einem BHKW verstromt und gemeinsam oder ausschließlich in einer SWSF Wärmeenergie erzeugt.

Der andere unbehandelte Gasstrom wird in die übersaugten Gasbrunnen zurückgeführt und vor dem Eintritt in den Deponiekörper mit Wasser, insbesondere mit Wasserdampf und/oder Wasseraerosol gemischt und dann eingeleitet.

Der Wassergehalt (WG) des gesättigten Gasgemisches wird dabei so eingestellt, dass er in der Deponie über 30%, im wesentlichen über 40 bis 55% liegt und der Wärmegehalt für eine optimale biochemisch Reaktionswärme zwischen 30°C und 10°C, vorzugsweise über 20°C liegt.

Zur Wasserdampferzeugung findet, soweit verfügbar, Niederschlagswasser und/oder Sickerwasser Verwendung.

Sickerwasserkondensat ist mit Bezug auf die TASi unbedenklich. Die vom Sickerwasser mittransportierten Schadstoffe werden beim Verdampfungsprozeß im Verdampfer ausgeschieden und als Sludge-Dickelösung zur Entsorgung in die SWSF verbracht.

Die Methode einer anaeroben Ventilation der Deponie kann partiell über einzelne reaktionsschwache Brunnen oder Brunnengruppen zur optimalen Methanproduktion, insbesondere aber zur Methanreaktivierung eingesetzt werden.

Vorstellbar ist hierbei auch, dass die anaerobe Ventilation von Brunnen zu Brunnen direkt vorgenommen wird.

Bei diesem Verfahren kommt es gegenüber den bekannten Verfahren zu keiner Überfrachtung der Deponie mit CO₂ oder anderer giftiger Schadstoffe. Ebenso wird mit hinreichender Sicherheit das Ansaugen von Falschluft über die Deponieabdichtung vermieden.

Das Verfahren ist energiesparsam und erfordert kein zusätzliches Vorwärmen des aus der Deponie abgezogenen Gases. Auch ist keine zusätzliche chemische oder mechanische Behandlung erforderlich.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass zur Injektion des Wassers, insbesondere von Wasserdampf ein mit Prozesswärme (Abgas) betriebener Wärmeaustauscher/Verdampfer und in den einzelnen Brunnen eine Gas-Wasserdampf-Mischeinrichtung und eine Befeuchtungseinrichtung in der Gaszuleitung vorgesehen ist.

Die Mischeinrichtung befindet sich in jedem Sammelrohr der Brunnen. Sie ist unterhalb der Gasab- und Zuleitung angeordnet. In ihr mündet die vom Verdampfer kommende Dampfleitung.

Die Wärmeerzeuger (BHKW und SWSF) sind vorzugsweise an einen gemeinsamen Wärmeaustauscher-Verdampferblock angeschlossen. Vorstellbar ist auch, dass die Wärmeerzeuger mit getrennten Wärmeaustauscher-Verdampfern ausgerüstet sind, die je nach Bedarf gekopplt werden.

Verfahrensspezifisch ist weiterhin vorgesehen, dass bei unzureichendem Niederschlagswasser oder fehlendem Sickerwasser zusätzlich Fremdwasser (Oberflächen- oder Leitungswasser) in den Verdampfer eingespeist wird.

Ist bei geringem Temperaturabfall nur eine Befeuchtung der Deponie notwendig, so kann über eine diffusorähnliche Befeuchtungseinrichtung (Befeuchtungskammer mit Tropfenabscheider /5/ das erforderliche Wasser als Aerosol in das zurückgeführte Deponiegas eingebracht werden. Mit diesem Wasseraerosol kann zugleich die Temperatur des Dampf-Gasgemisches reguliert werden.

Das Verfahren einer anaeroben Ventilation läßt sich gut steuern. So über die Regulierung der Dampf-Gas-Mischeinrichtung, den Wärmeaustauscher-Verdampferblock, der Aerosolbeigabe (Kaltwasser) oder über den zurückgeführten Gasvolumenstrom (Gasverdichter).

Bei diesem Verfahren wird relativ wenig Wasser benötigt. Das mit Wasserdampf gesättigte Gas erreicht nahezu jeden Ort im Deponiekörper, ob horizontal oder vertikal. Ohne dass sich Sickerwasser bildet wird eine gleichmäßige Durchfeuchtung erreicht. Durch die vom Dampf transportierte thermische Energie tritt kein Wärmeentzug ein bzw. bestehende Wärmedefizite werden ausgeglichen. Die Gas-Dampfinjektion erfolgt für die Mikroorganismen im Müllkörper schonend, in dem die Eintrittstemperatur in der Mischdüse über die Mengenanteile der einzelnen Komponenten regelbar ist. Der so behandelte Bereich ist bereits nach kurzer Zeit wieder zur Methanproduktion reaktiviert.

Die mit der Methode der anaeroben Ventilation erreichte Effizienz zur Stabilhaltung der Methanproduktion oder ihrer Reaktivierung ist hoch. Gleichzeitig wird die Intention der TASi in Nr.11.2.1, Buchstabe h) „Die Abdeckung soll Sickerwasserbildung minimieren" im vollem Umfang abgesichert. Eine Überfrachtung mit schädlichen Spurenbestandteilen tritt nicht ein. Innerhalb des Deponiekörpers wird ein quatitatives als auch qualitatives Gleichgewicht aufrecht erhalten. Aufkonzentrationen mit der Folge von Inkrustisationen der Sickerwasserdränagen sind nicht zu erwarten, da die Entstehung von Sickerwasser durch die kontrollierte Dampfinjektion und gesteuerter Zugabe von Wasseraerosol weitestgehend unterbunden ist. Eventuell ausfallendes Sickerwasser wird, wie beschrieben, den Verdampfer zugeführt. Die bei der Sickerwasserverdampfung ausgefällten giftigen Balaststoffe werden mit der Dickenlösung, wie oben beschrieben, sicher in der SWSF thermisch entsorgt.

Das geschaffene Verfahren kann auch für nicht basisgedichtete Deponien mit hinreichender Sicherheit eingesetzt werden. Ohne größeren materiellen Aufwand können Altdeponien kostengünstig nachgerüstet werden. Die technischen und verfahrensspezifischen Voraussetzungen erfordern lediglich den Anschluß eines Abgaskessels (Verdampfer) mit Dampfzuleitung zu den vorhandenen Brunnen, den Einbau einer Mischeinrichtung (Injektor) in den einzelnen Brunnen und den Einbau einer Befeuchtungseinrichtung mit den notwendigen Armaturen. Die Überwachung und Steuerung der Anlage erfolgt, wie allgemein üblich, mittels einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (EDV). Die Investitionen sind gegenüber anderen Verfahren gering und können langfristiger genutzt werden.

Ein besonderer Vorteil der anaeroben Ventilation besteht darin, dass kein Schlitzen der oberen Abdichtung erforderlich ist. Damit wird ein unkontrolliertes Eindringen von Niederschlagswasser und eine unkontrollierte umweltbelastende Gasdiffusion nach außen verhindert. Auch werden keine gesonderten Schluckbrunnen oder aufwendige Drainagen benötigt.

Ein Vorteil zeigt sich auch darin, dass bei Bedarf mit der installierten Anlage eine Deponie, wie im Stand der Technik genannt, auch aerob stabilisiert werden kann.

Das nachfolgende Ausführungsbeispiel zeigt in einer Prinzipdarstellung die verfahrensspezifische Einrichtung zur Durchführung einer anaeroben Ventilation bei einer abgedichteten Reaktordeponie. In der Abbildungen zeigt:

1: das Schaltschema einer Reaktordeponie zur anaeroben Ventilation,

2: das Schema der Reaktordeponie von oben,

3: einen Gasbrunnen mit Mischeinrichtung zum Dampfeintrag im Längsschnitt.

Nach dem Schaltschema aus 1 wird das in der geschlossenen Reaktordeponie 1 produzierte Gas über die Brunnen 2 (2.1 bis 2.7) kontinuierlich vom Verdichter 5 über die Gassaugleitung 3 abgesaugt und damit in der abgedichteten Deponie 1 ein Unterdruck erzeugt. Das Zu- und Abschalten bzw. Umsteuern der Brunnen 2 erfolgt mittels der Sperrschieber 4 (4.1–4.7) in der Gassammelzentrale „A". Vom Verdichter 5 wird das Gas in die Druckleitung 6 zum Verteiler 7 (Sperrschieber 27 in der Gasbypassleitung 26 ist geschlossen) gefördert. Nach dem Verteiler 7 wird das Gas über die Gasdruckleitung 8 zu den im Parallelbetrieb angeschlossenen BHKW 11 und/oder SWSF 12 transportiert und hier energetisch entsorgt.

Bis zu einem Methanateil von ca. 40 Vol.% wird das Gas im BHKW 11 verstromt und die Prozeßwärme zur Nutzung bereitgestellt. In dieser Phase ist die SWSF 7 über den Sperrschieber 10 von der Gasdruckleitung 8 abgekoppelt und steht vorzugsweise im stand-by-Betrieb, d. h. sie läuft mit Hilfsbrennstoff im Leerlaufhetrieb oder sie ist für einen vertretbaren Zeitintervall unter Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur thermisch geschlossen (termoeffekt).

Die Abgaswärme des BHKW 11 bzw. der SWSF 7 wird im Wärmeaustauscher-Verdampferblock 15 abgenommen und Frischdampf erzeugt. Erfolgt keine Einspeisung in die Deponie, so steht dieser einer freien Nutzung zur Verfügung – ebenso die anfallende Restwärme (Kühlwasser/Asche) des BHKW 11 und der SWSF 7.

Bei einer Methanproduktion unter 40 Vol.% tritt an Stelle des BHKW 11 die SWSF 12. In ihr wird das Methangas bis zu einem Anteil von ca. 6 Vol.% ohne Stützbrennstoff bei 850–900°C flammenlos und schadstofffrei entsorgt.

In diesem Fall ist die Gasdruckleitung 8 zum BHKW 11 über den Sperrschieber 9 getrennt. Über den offenen Sperrschieber 10 erfolgt jetzt die Gaseinspeisung aus der Gasdruckleitung 8 in die SWSF 12. Unabhängig von dieser Betriebssituation kann das BHKW 11 separat zur Stromerzeugung mit Zusatzbrennstoff weiter betreiben werden.

Die in der SWSF 12 gewonnene Wärme wird im Wärmeaustauscher-Verdampferblock 15 abgegriffen. Verbleibende Überschußwärme kann einer weiteren Nutzung zugeführt werden.

Im Leerlauf kann die SWSF 12 im stand-by-Betrieb, d. h. der Reaktor ist thermisch verschlossen, betrieben werden. Dazu wird beispielsweise ein Wärmekreislauf über den offenen Sperrschieber 12.3 und die Ringleitung 12.2 zur Brennheizfläche 12.1 im Reaktor frei geschaltet. Nutzwärme wird in dieser Betriebssituation nicht abgegeben.

Unter Nutzung der Abgaswärme des BHKW 11 kann unter Nutzung der Brennheizfläche 12.1 das Hochfahren der SWSF 12 unterstützt werden. Ebenso kann über die Brennheizfläche 12.1 Wärmeenergie direkt aus dem Inertbett der SWSF 12 entnommen und zur Dampferzeugung in den Wärmetauscher-Verdichterblock 15 transportiert werden.

Der eventuelle Eintrag von Hilfsbrennstoff zum Hochfahren der SWSF 12 erfolgt über den Anschluß 12.4.

Die Wassereinspeisung für den Wärmeaustauscher-Verdampferblock 15 erfolgt unter hauptsächlicher Nutzung von Niederschlagswasser mittels der Förderpumpe 18 aus den Sammelbecken 16 über die Steigleitung 19. Im Stillstand ist der Sperrschieber 17 geschlossen.

Eventuell anfallendes Sickerwasser wird über die Sickerwasserleitung 24 aufgenommen und kann bei geöffneten Sperrschieber 17 und 25 in das Sammelbecken 16 verbracht werden. Zur größeren Sicherheit sollte es aber direkt mit der Förderpumpe 18 abgepumpt und in den Verdampferblock 15 eingespeist werden.

Bei ausfallendem Niederschlag und fehlendem Sickerwasser wird das Speisewasser für den Wärmeaustauscher-Verdampferblock 15 aus Fremdquellen (Oberflächen- oder Leitungswasser) über den Frischwassersperrschieber 34 eingespeist. In dieser Phase ist der Sperrschieber 20 in der Steigleitung 19 geschlossen.

Die beim Verdampfen anfallenden Sludgerückstände werden als Dickelösung über die mit Sperrschieber 22 absperrbare Entsorgungsleitung 21 aus den Wärmeaustauscher-Verdampferblock 15 abgesaugt und von der Sludgepumpe 23 zur thermischen Entsorgung in die SWSF 12 gefördert.

Die vorstehende Funktionsbeschreibung bezieht sich auf den Normalbetrieb, also auf eine stabile Methanproduktion in einer Reaktordeponie. In dieser Betriebsphase ist der Sperrschieber 32 hinter den Verdampfern 15 geschlossen und der erzeugte Frischdampf steht einer Fremdnutzung zur Verfügung (Anschluß nicht dargestellt).

Im instabilen Deponiebetrieb, also bei relativ spontanem Absinken oder Stillstand der Methanproduktion – erkennbar am abgesunkenen WG und der Reaktionstemperatur im Deponiebereich I (s.2) –, wird durch eine gezielte anaerobe Ventilation (anaeroben Zwangsbelüftung) der Deponie 1 dieser Zustand aufgehoben und die biochemische Reaktion wieder in Gang gesetzt.

Ist in einem Bereich eine Störung der Methanproduktion in Folge Wassermangel (Trockenfallen) und/oder starkem Wärmeverlust eingetreten, so erfolgt ein gezielter Eintrag der jeweiligen Fehlkomponente (Feuchte und/oder Wärme) in die Deponie 1 (Deponiebereich I) bis das bestehende Defizit kompensiert und der erwartete Status der Methanproduktion wieder erreicht ist.

Als Transportmittel für die fehlende Wärme und Wasser wird eine Teilmenge des abgesaugten unbehandelten Deponiegases eingesetzt. Die Wärmeenergie und Feuchte wird mittels der Prozeßenergie (Abgasenergie) in Form von Frischdampf gewonnen und mit dem zurückgeführten Deponiegas über eine gemeinsame Mischeinrichtung 48 in die Deponie 1 eingetragen.

Das bedeutet, dass im Störungsfall die aktiven Brunnen 2 übersaugt werden (Deponiebereich II) und in der Deponie 1 ein Unterdruck erzeugt wird. Dazu wurden die Absperrschieber 4 der inaktiven Brunnen 2 in der Gassammelzentrale „A" geschlossen. Das mit dem Verdichter 5 abgesaugte Deponiegas wird jetzt im Verteiler 7 gesplittet, in dem zusätzlich der Sperrschieber 27 in der Gasbypassleitung 26 geöffnet wird. Auf diese Weise wird nur noch eine Teilmenge des Deponiegases zur Verstromung und Wärmegewinnung in das BHKW 11 bzw. der Hauptteil dieser Teilmenge in der SWSF 12 zur Wärmeerzeugung (Dampferzeugung) gefördert und damit sicher thermisch entsorgt.

Die zweite Teilmenge des Deponiegases wird ohne gesonderte Behandlung über die Gasbypassleitung 26 mit erhöhtem Druck unter Zugabe von Frischdampf (Wärme) und/oder Wasseraerosol in die Deponie 1 zurückgeführt.

Nach diesem Prinzip ist auch vorstellbar, mittels eines separaten Gebläses gefördertes Gas auf direktem Weg aus der Gassammelzentrale „A" in einen inaktiven Brunnen 2 zu fördern.

Da in der Regel der Rückgang der Methanproduktion durch Wassermangel (Trockenfallen) eintritt, ist es notwendig neben dem Wärmeverlust den Wassergehalt (WG) in der Deponie 1 wieder auf das notwendige Niveau zurückzubringen. Der normale WG sollte über 30%, vorzugsweise zwischen 40 bis 55% liegen.

Zu den angesprochenen Maßnahme ergeben sich zu ihrer Realisierung verfahrensgemäß zwei Varianten.

Fehlt nur eine geringe Wassermenge, so kann das Deponiegas in einer, in der Gasbypassleitung 26 angeordneten diffusorähnlichen Befeuchtungseinrichtung 28 (Befeuchtungskammer /5/, einzelne Injektordüse oder Ultraschallzersteuber) direkt mit Wasser aerosolartig befeuchtet werden. Das benötigte Wasser wird über den Sperrschieber 29 zugeführt. Gemäß der TASi wird dazu kein Deponiesickerwasser benutzt.

In der zweiten Variante (Hauptvariante) wird befeuchtetes oder trocken gelassenes Deponiegas in die inaktiven Brunnen 2 transportiert und in einer Mischeinrichtung 48 (s. 3) mit Wasserdampf gemischt und unter Druck in die Deponie 1 initiiert.

Der Wasserdampf wird im Wärmeaustauscher-Verdampfer 15 unter Ausnutzung der Abgaswärme des BHKW 11 (soweit im Betrieb) und/oder der SWFS 7 erzeugt. Die Nachspeisung erfolgt, wie oben genannt, vorrangig mit Niederschlagswasser. Eine Nachspeisung mit Fremdwasser erfolgt über den Anschluß am Frischwassersperrschieber 34 (s.1). Aufgenommen wird auch eventuell anfallendes Deponiesickerwasser, um eine sichere Entsorgung über die Dampfgewinnung und Restverbrennung zu erreichen.

Der Frischdampf wird nach Öffnen des Absperrschiebers 32 über die Dampfleitung 31 in die der Mischeinrichtung 48 (beispielsweise mittels Venturidüse oder Dampdruckzersteuber /6/) des jeweils übersaugten und geöffneten Brunnen 2 (Deponiebereich I) eingeleitet und mit den über die Gasbypassleitung 26 zugeführten Gasstrom gemischt. Das unter Druck stehende Gemisch wird dann in die unter Unterdruck stehende Deponie 1 eingetragen. Durch das bestehende Druckgefälle gegenüber dem Deponiebereich II kommt es im Müllkörper 1.1 zu einer zügigen Verteilung. Dieser Vorgang wird durch die Kapillarwirkung in den Abfallstoffen und bestehenden kleinen Hohlräumen begünstigt. In 2 ist beispielhaft der Verlauf der Diffusionsfront a-a zum aktiven Deponiebereich II angedeutet.

Die Ansteuerung der einzelnen Brunnen 2.1 bis 2.7 erfolgt in der Gassammelstation „A". Ebenso die Zuschaltung der Gasbypassleitung 26 zu den einzelnen Brunnen 2.1–2.7 über die Gassperrschieber 30.1 bis 30.7. Die Dampfzuleitung wird über Dampfabsperrschieber 33.1 bis 33.7 reguliert.

Im nachfolgenden Beispiel soll das Verfahren der anaeroben Ventilation im Einzelnen nochmals demonstriert werden.
Wenn, wie in 2 dargestellt, die Brunnen 2.1 bis 2.3 Trockenfallen und ein erhebliches Wärmedefizit im Müllkörper 1.1 besteht, werden die Brunnen 2.4–2.7 gezielt übersaugt. Dazu werden die Sperrschieber 4.1 bis 4.3 in der Gassammelstation „A" geschlossen und die Gassperrschieber 30.1 bis 30.3 sowie die Dampfabsperrschieber 33.1 bis 33.3 geöffnet (s.1).
Durch den in der Deponie 1 zwischen den Brunnen 2.1 bis 2.3 und den Brunnen 2.4 bis 2.7 bestehenden Unterdruck und durch den Verdichter erzeugten Gasüberdruck wird das in der Mischeinrichtung 48 erzeugte Gas- Wasserdampfgemisch massiv in den Müllkörper 1.1 eingetrieben. Hier diffundiert es zu den geöffneten Brunnen 2.4 bis 2.7. Durch die Kapillarwirkung, den aufsteigende Wärmestrom, die Schwerkraft des kondensierenden Wasserdampfes durchdringt dieses Gemisch den Müllkörper 1.1 gleichmäßig bis zur oberen Mineralabdichtung 37 und nach unten bis zur Basisabdichtung 35, wie der Deponiequerschnitt in 3 zeigt.
Im Müllkörper 1.1 steigt der Wärme- und Wassergehalt an. Die Trocken gefallenen Bereiche im Einzugsgebiet der Brunnen 2.1, 2.2 und 2.3 können sich rasch erholen und bereits nach kurzer Zeit erreicht die Methangasproduktion ihr altes Niveau bzw. ein vorher eingetretener Stillstand kommt wieder in Gang. Das trifft auch auf Altdeponien zu, deren Methanproduktion längere Zeit durch Wassermangel zum Erliegen gekommen war.
Über die Kontrolle des Wassergehaltes (WG) kann gezielt ein Absetzen von Sickerwasser verhindert werden. Damit kann dieses Verfahren auch bei Deponien ohne Basisabdichtung mit ausreichender Sicherheit erfolgreich eingesetzt werden.
Der entscheidende Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass bei der anaeroben Ventilation mit unbehandelten Deponiegas als Transportmittel und insbesondere durch dem Einsatz von Wasserdampf kein Sauerstoff in die Deponie eingetragen wird. Besonders durch die verfahrensspezifischen Druckverhältnisse kann kein Luftsauerstoff von außen über die Abdichtung in die Deponie 1 eindringen. Geschlossene Reaktordeponien können so bis zu ihrer Ausschöpfung ungestört und effektiv Methan und damit Energie produzieren ohne das eine Umweltbelastung eintritt.
In 3 ist nochmals eine konstruktive Anordnung der Mischdüse 48 in einem Brunnen 2 in einer geschlossenen Reaktordeponie im Längsschnitt dargestellt.
Die abgedichtete Deponie 1 ruht grundwassergeschützt auf einer Basisabdichtung 35. Auf ihr liegt der verdichtete Müllkörper 1.1, bestehend aus Hauhalts- und Siedlungsabfällen (bei Sonderdeponien entsprechende zugelassene Abfälle). Der Müllkörper 1.1 ist mit einer gasdurchlässigen Ausgleichsschicht 36 von ca. 0,50 m überdeckt, auf der ihrerseits eine Mineraldichtung 37 in gleicher Höhe aufgelegt ist. Diese Schicht ist mit einer PEHD-Dichtungsbahn 38 von 2,5 mm Dicke gasdicht versiegelt, die wiederum von einer Schicht Filterkies 39 von ca. 0,30 m Dicke vor mechanischen Beschädigungen geschützt wird. Den Abschluß bildet ein Trennvlies 40 mit einer Dichte von ca. 400 g/m² auf dem Kulturboden 41 aufgetragen ist.
Im Müllkörper 1.1 ist das Bohrloch 43 für das Brunnenrohr 42 eingelassen. Eine kalkfreie Füllung aus Schotterkies 43 umschließt den Saugbereich des Brunnenrohres 42.
Das Brunnenrohr 42 ist in der Grundplatte 49 des Brunnendoms 46 gasdicht eingepasst. Der Brunnendom 46 liegt mit seiner Grundplatte 49 druckdicht auf der Mineraldichtung 37 und wird von der PEHD-Dichtungsbahn 38 umschlossen. Das Brunnenrohr 42 durchdringt die Mineraldichtung 37, die entsprechend dem Brunnendurchmesser durch die Ausgleichsschicht 36 bis in den Müllkörper 1.1 reicht. Den oberen Abschluß des Brunnenrohres 42 bildet die Gassammelkammer 45 mit dem Anschluß für die Gasleitung 3. Im Brunnenrohr 42 ist unterhalb des Gasleitungsanschlusses für die Gasleitung 3 die Mischeinrichtung 48 eingesetzt, die vorzugsweise als Diffusordüse ausgebildet ist. In ihr mündet das Anschlußrohr der isolierten Dampfleitung 31. Der Innenraum des Brunnendoms 46 wird über einen Belüftungsstutzen 47 belüftet.
Diese konstruktive Ausführung ermöglicht eine einfache und rationelle Nachrüstung vorhandener Altbrunnen von geschlossenen Deponien, die nach dem Verfahren einer anaeroben Ventilation betrieben werden sollen.
Literatur:

/1/ Bergs/Dreyer/Neuenhahn/Radde „TA Siedlungsabfall" Heftreihe „Abfallwirtschaft" Erich Schmidt Verlag GmbH & Co, Berlin 1993, Heft 61 ISBN 3 503 034 501
/2/ Zitat in: Dr.-Ing. Burkhard Weber „Wie lang muss Sickerwasserbehandlung dauern" Büro für Umwelt- und Verfahrenstechnik Dr.-Ing. Burkhard Weber GmbH, Neumünster, 20.11.2004
/3/ Prof.Dipl.Ing.G. Rettenberg und Dipl.-Ing.(FH) W. Schreier „Deponiegas" -Grundlagen, Entstehung, Entsorgung und Verwertung-Skript, S.16 Lehrgang für Betriebspersonal von Deponieentgasungsanlagen, Donau-Eschingen, 10.09.1996 Veranstalter: LAMDA Gesellschaft für Deponietechnik mbH
/4/ Kai-Uwe Heyer „Aerobe in situ Stabiliesierung von Altdeponien" Skrip, Stadhalle Neumünster, 11.10.2000 Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegemann und Partner, Neumünster
/5/ W.Beiz u. K.-H. Grote Dubbel, TB für den Maschinenbau Springer-Verlag, Berlin..., 19. Aufl., 1997 Abschnitt M55, 61
/6/ ebenda wie /5/ Abschnitt L47, 11

1: Deponie (Reaktordeponie)
1.1: Müllkörper
2: Brunnen (2.1–2.7)
3: Gasleitung
4: Sperrschieber (4.1–4.7)
5: Verdichter
6: Gasdruckleitung
7: Verteiler
8: Gasdruckleitung
9: Sperrschieber
10: Sperrschieber
11: Brennheizkraftwerk (BHKW)
12: Stationäre Wirbelschichtfeuerung (SWSF)
12.1: Brennheizfläche
12.2: Ringleitung
12.3: Sperrschieber
12.4: Anschluß
13: Abgasleitung
14: Abgasleitung
15: Wärmeaustauscher-Verdampfer
16: Sammelbecken
17: Sperrschieber
18: Förderpumpe
19: Steigleitung
20: Sperrschieber
21: Sludgeleitung
22: Sperrschieber
23: Sludgepumpe
24: Sickerwasserleitung
25: Sperrschieber
26: Gasbypassleitung
27: Sperrschieber
28: Befeuchtungseinrichtung
29: Sperrschieber
30: Gassperrschieber
31: Dampfleitung
32: Absperrschieber
33: Dampfabsperrventile (33.1–33.7)
34: Frischwassersperrschieber
35: Basisabdichtung
36: Ausgleichsschicht
37: Mineraldichtung
38: PEHD-Dichtungsbahn
39: Filterkies
40: Trennvlies
41: Kulturboden
42: Brunnenrohr
43: Bohrloch
44: Schotterkies
45: Gassammelkammer
46: Brunnendom
47: Belüftungsstutzen
48: Mischeinrichtung
49: Grundplatte
„A": Gassammelzentrale

Claims

Verfahren zur Stabilisierung und Steuerung der biochemischen Prozeßabläufe innerhalb einer gedichteten Deponie, insbesondere zur Methanreaktivierung bei Stillstand der biologischen Reaktion oder bei einer Verringerung der ausgebrachten Methankonzentration in Folge von Wassermangel (Trockenfallen) oder Wärmeverlust, gekennzeichnet dadurch, dass eine anaerobe Ventilation der gestörten Deponiebereiche durch Eintragen von Wasser und/oder Wärme, vorzugsweise von gesättigtem Wasserdampf und/oder aerosolartig befeuchtetem Gas, nämlich Deponiegas erfolgt, in dem der Wasserdampf mittels Prozeßwärme, vorzugsweise der Abgase eines Brennheizkraftwerkes (BHKW) (11) und/oder einer Stationären Wirbelschichtfeuerung (SWSF) (12) erzeugt wird und dass der Wasserdampf mit trockenen oder befeuchteten Deponiegas gemischt und dieses Gemisch mit erhöhtem Druck in die übersaugte Deponie (1) eingetragen wird und dass zum Transport von Wasser/Wasserdampf/Wärme eine unbehandelte Teilmenge des gefördertem Deponiegases benutzt und die andere Teilmenge zur Bereitstellung der Prozeßwärme energetisch umgesetzt und entsorgt wird und dass die beim Verdampfungsprozeß anfallenden Sludge als Dickenlösung thermisch entsorgt werden
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zur anaeroben Ventilation durch übersaugen der aktiven Brunnen (2) in der Deponie (1) ein Unterdruck erzeugt und über die inaktiven, gestörten Brunnen (2) das mit Wasser und/oder Wasserdampf/Wärme gesättigte Deponiegas unter Druck eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das aus der Deponie (1) abgesaugte Deponiegas verdichtet und anschließend nach Erfordernis unbehandelt in zwei Teilmengen gesplittet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das aus der Deponie (1) abgesaugte Deponiegas verdichtet und insgesamt befrachtet mit Wasser, Wärme und/oder Wasserdampf in die inaktiven Bereiche der Deponie (1) zurück transportiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Brennheizkraftwerk (BHKW) (11) und/oder die Stationären Wirbelschichtfeuerung (SWSF) (12) mit Deponiegas in Abhängigkeit seines Heizwertes betrieben werden, insbesondere dass bei einem Methananteil von weniger als 40 Vol.% das Deponiegas ohne Aufkonzentration der Methankomponente ausschließlich in der SWSF (12) verbrannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Wärmeenergie des Brennheizkraftwerkes (BHKW) (11) und/oder die Stationären Wirbelschichtfeuerung (SWSF) (12) getrennt zur Dampferzeugung genutzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass Wärmeenergie der SWSF (12) direkt aus dem Inertbett dem Wärmetauscher-Verdampfer (15) zur Dampferzeugung zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Wärmeenergie des Brennheizkraftwerkes (BHKW) (11) und/oder die Stationären Wirbelschichtfeuerung (SWSF) (12) zur Dampferzeugung im Block genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zur Dampferzeugung Niederschlagswasser und/oder Deponiesickerwasser vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass bei fehlendem oder unzureichend verfügbarem Niederschlagswasser und/oder Deponiesickerwasser ersatzweise Oberflächen- oder Leitungswasser in das Verdampfungssystem eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Wärme-/Wassergehalt des gesättigten Deponiegases so eingestellt ist, dass die anaerobe Ventilation der Deponie (1) so lange erfolgt, bis in der Deponie (1) weitestgehend ein gleichmäßiger Wassergehalt (WG) von über 30%, vorzugsweise von 40 bis 55% vorliegt und die biochemische Reaktionswärme zwischen 30°C und 10°C, vorzugsweise zwischen 30°C und 20°C liegt und damit eine dem Lebensalter der Deponie zu erwartende Methanproduktion erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Befeuchtung des Gasstromes zur Deponie (1) in der Gasbypassleitung (26) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Befeuchtung des Gasstromes zur Deponie (1), insbesondere zur Regulierung der Dampftemperatur nach dem Mischen des Wasserdampfes mit Deponiegas erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die anaerobe Ventilation der Deponie (1) partiell über einzelne reaktionsschwache Brunnen (2.1 bis 2.7) oder zusammengefaßte Brunnengruppen erfolgt und dass dazu alle Brunnen (2.1 bis 2.7) auf der Gasabsaugseite und der Gas- und/oder Wasserdampfzuleitungsseite absperrbar sind und dass ihre Steuerung in Abhängigkeit der Methanproduktion vorzugsweise EDV-gesteuert erfolgt.
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zur Wassersdampferzeugung ein mit Prozesswärme eines BHKW (11) und/oder einer SWSF (12) betriebener Wärmeaustauscher-Verdampfer (Abgaskessel) (15) vorgesehen ist, und die Dampfleitung (31) mit den Brunnen (2.1 bis 2.7) der Deponie (1) im Wirkverbund steht und dass an der Gasdruckleitung (6) eine Gasbypassleitung (26) zu den Brunnen (2) der Deponie (1) angeschlossen ist und dass in den Brunnen (2.1 bis 2.7) eine Mischeinrichtung (48) für die Erzeugung des Wasserdampf-Deponiegas-Gemisches integriert ist und das in der Gasbypassleitung (26) eine Befeuchtungseinrichtung (28) vorgesehen ist.
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 15, gekennzeichnet dadurch, dass zur Frischdampferzeugung je Energieerzeuger (BHKW (11) und SWSF (12)) ein Wärmeaustauscher-Verdampfer (Abgaskessel) (15) vorgesehen ist.
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 15, gekennzeichnet dadurch, dass zur Frischdampferzeugung für die Energieerzeuger (BHKW (11) und SWSF (12)) gemeinsam im Block ein Wärmeaustauscher-Verdampfer (Abgaskessel) (15) vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass im Brunnenrohr (42) der Brunnen (2) unterhalb der Gasleitung (3) eine Mischeinrichtung (48) für das Gas-Wasserdampfgemisch angeordnet ist und das dementsprechend die Dampfleitung (31) in der Mischeinrichtung (48) mündet.
Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass die Steigleitung (19) mit einem Niederschlagswasser-Sammelbecken (16) verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass hinter der Gassammelstation „A" ein Verdichter (5) und nachfolgend ein Verteiler (7) angeordnet ist, an dem eine absperrbare Gasbypassleitung (26) zu den Mischeinrichtungen (48) in den Brunnen (2.1 bis 2.7) der Deponie (1) angeschlossen ist.
Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen den einzelnen Abgängen der Sperrschieber (4) in der Gassammelstation „A" zur Gasbypassleitung (26) separat zuschaltbare Verbindungsleitungen mit einem separaten Gebläse vorgesehen sind.
Einrichtung nach Anspruch 15 und 20, gekennzeichnet dadurch, dass zur Gasbefeuchtung in der Gasbypassleitung (26) eine diffusorähnliche Befeuchtungseinrichtung (28) mit Sperrschieber (29) eingebaut ist.
Einrichtung nach Anspruch 15, 18 und 20, gekennzeichnet dadurch, dass zur Gasbefeuchtung und Temperaturregelung die Befeuchtungseinrichtung (28) hinter der Mischeinrichtung (48) im Brunnenrohr (42) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass zum Frischwassereintrag in den Wärmeaustauscher-Verdampfer (15) ein Frischwasseranschluß mit Sperrschieber (34) vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 15 und 22, gekennzeichnet dadurch, dass als Befeuchtungseinrichtung (28) eine Befeuchtungskammer oder Einzeldiffusor oder Ultraschallzerstäuber vorgesehen ist.