DE102012002188B4 - Vorrichtung zur passiven Deponieentgasung - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (1) zur passiven Deponieentgasung, bei der wenigstens ein Gasrohr (7) aus einem Deponiekörper Gas in Richtung der Oberfläche leitet, wobei das Gasrohr (7) mit einem Biofiltermaterial (11) enthaltenden und mit einem Deckel (4) versehenen Behälter (2) verbunden ist, wobei der Deckel (4) mit dem Behälter (2) gasdicht verschließbar ist und in Ausströmrichtung oberhalb des Biofiltermaterials (11) ein Gas-Auslassrohr (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gasrohr (7) und dem Behälter (2) ein Behälter-Unterteil (3) vorgesehen ist, welches einen gegenüber dem Gasrohr (7) aufgeweiteten Querschnitt aufweist, dass in einem Ventilkasten in dem Unterteil (3) unterhalb des Biofiltermaterials (11) ein Rückschlagventil (8) angeordnet ist, dass der Ventilkasten einen gasdicht verschließbaren Messstutzen aufweist , dass in dem Unterteil (3) unterhalb des Biofiltermaterials (11) eine Drosselklappe (8a) angeordnet ist, die derart ausgebildet ist, dass der Gasaustritt bis auf null herunter regelbar ist, ohne dass der Lufteintritt beeinflusst wird, dass die Drosselklappe (8a) durch ein außerhalb des Behälters (2) angeordnetes Steuerungselement, insbesondere einen Steuerungshebel (12), einstellbar ist, dass unterhalb und/oder oberhalb des Biofiltermaterials (11) in der Wandung der Vorrichtung (1) gasdicht verschließbare Messstutzen (13, 14) vorgesehen sind und dass der Deckel (4) im Inneren ein Sprührohr (17) zur Bewässerung des Biofiltermaterials aufweist, welches mit einem an der Außenseite angebrachten Anschlussstutzen (18) verbunden ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur passiven Deponieentgasung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Deponiegas entsteht hauptsächlich durch chemischen und bakteriologischen Abbau von organischen Inhaltsstoffen des Deponiegutes. Der Abbau unterteilt sich in aerobe und anaerobe Abbauprozesse, wobei zu Beginn des Abbaus die sogenannte aerobe Phase erfolgt, während der eingelagerte Luftsauerstoff aufgebraucht und Wasser (H₂O), Stickstoff (N₂), Kohlendioxid (CO₂) und höhere molekulare Restprodukte gebildet werden. Ist das angegorene Deponiegut mit der nächsten Schicht überschüttet, schließt sich die anaerobe Nichtmethanphase (auch „saure Gärung“ genannt) an. In dieser Phase entwickeln sich Bakterien, die ohne Sauerstoff auskommen und vorwiegend Stickstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid und niedere Fettsäuren produzieren. Stabilisieren sich schließlich die Bedingungen im Deponiegut (vor allem pH-Wert und Temperatur), so werden in der sogenannten anaeroben stabilen Methanphase methanbildende Bakterien aktiv, die die Essigsäure (CH₃COOH) zu Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂) biochemisch umproportionieren. Das Ergebnis der biochemischen Abbauprozesse ist ein wassergesättigtes Gas, das im Wesentlichen aus 50 bis 70 Vol.% Methan und 30 bis 50 Vol.% Kohlendioxid besteht. Dieses Gasgemisch wird Deponiegas genannt. Der hohe Methananteil erlaubt in dieser Phase eine aktive Deponieentgasung. Dabei werden die Deponiegase mit Hilfe geeigneter Fördereinrichtungen aus dem Deponiekörper abgesaugt. Dafür sind in den Deponiekörper vertikale Rohre, sogenannte Gasbrunnen, eingelassen, die bis zur Deponiesohle reichen. Nachdem die Deponiegase zur Oberfläche befördert wurden, können sie energetisch verwertet werden, beispielsweise durch Abfackeln oder durch Verbrennung zur Stromerzeugung oder zum Heizen.
• Zur Optimierung der Rauchgaswerte kann das Deponiegas vorher durch einen Filter, beispielsweise aus Aktivkohle, geleitet werden. Dieser adsorbiert die giftigen Substanzen des Deponiegases, wie beispielsweise H₂S. Dabei wird das Filtermaterial gesättigt, weshalb es überwacht und regelmäßig ausgetauscht werden muss. Diese Überwachung sowie die fachgerechte Entsorgung machen einen derartigen Filter teuer.
• Ist das biologisch zersetzbare Material aufgebraucht, erfolgt die Methanbildung nur noch auf niedrigem Niveau und selbst bei nicht-technisch entgasten Deponien beginnt der Eintritt von Luft in den Deponiekörper, weil nämlich der Entstehungsdruck zu gering ist, um z.B. bei Luftdruckanstiegen ständig einen ausströmenden Gasstrom aufrecht zu erhalten. Die entweichende Methankonzentration liegt dabei im Mittel unter der für die Verbrennung benötigten Konzentration.
• Neben der Explosionsgefahr, die von einer Methananreicherung in Hohlräumen (4,4 bis 16,5 Vol.%) ausgeht, weist Deponiegas auch ein hohes toxisches Gefährdungspotential auf. Überdies trägt es stark zum anthropogenen Treibhauseffekt bei. So ist beispielsweise die klimaschädliche Wirkung des Methans 25-mal stärker als die von Kohlendioxid. Aus diesen Gründen ist das Abströmen von unverbranntem Methan auch in kleinen Konzentrationen vom Gesetzgeber untersagt. Eine passive Deponieentgasung ist daher notwendig.
• Als geeignetes Mittel zur Reduzierung der abströmenden Methanmenge haben sich zur Entgasung von Deponien, die sich in der Lufteindringphase befinden, Biofilter bewährt. Diese können auf die bereits aus der aktiven Entgasungsphase vorhandenen Gasbrunnen aufgesetzt werden. In der passiven Entgasungsphase wird das Methan durch die Differenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem bei der Vergärung entstehenden Gasdruck im Deponiekörper bewegt. Ist der Atmosphärendruck, also der meteorologische Luftdruck, höher als der Gasdruck der Deponie, strömt Gas aus der Atmosphäre über den Filter in den Deponiekörper. Die im Filter enthaltene methanoxidierende Flora kann über diesen, oft als „Einatmung“ bezeichneten Vorgang Sauerstoff aufnehmen und speichern. Sinkt der meteorologische Luftdruck hingegen unter den Gasdruck der Deponie, so wird der Filter von der Deponieseite her durchströmt, wodurch Methan in den Filter gelangt. Dort wird es biochemisch zu Kohlendioxid (CO₂) und Wasser (H₂O) oxidiert. Das entstehende Wasser führt zu einer fortwährenden Befeuchtung des Filters, die dazu beiträgt, das entstandene Kohlendioxid im Filtermaterial zu binden. Im Idealfall treten aus einem Biofilter keine unerwünschten Gase wie Methan oder Kohlendioxid aus.
• Als Material für den Biofilter kann beispielsweise Rindenmulch eingesetzt werden, wie er im Garten- und Landschaftsbau verwendet wird und in der Holzwirtschaft laufend anfällt. In diesem befinden sich Organismen, die das Methan biochemisch umwandeln und den Rindenmulch dabei zersetzen. Der Rindenmulch muss vor Verwitterung geschützt bzw. frisch verwendeten werden. Bei der Filterung zersetzt sich das Mulchmaterial schrittweise, wobei die Feinfraktion anwächst. Die Körnung des Rindenmulchs darf nicht beliebig fein sein, weil sonst der Gasfluss durch das Material bei geringen Gasdrücken zum Erliegen kommt und der Filter eventuell verstopft wird. Vorzugsweise kommt Sackware mit einer Körnung von 0 bis 40 mm zum Einsatz.
• Aus der EP 0 884 117 B1 ist die Einlassung eines patronenförmigen Behälters in einen mit einem Schutzrohr eingefassten und im Erdreich befindlichen Entgasungsdom bekannt. In diesem herausnehmbaren, patronenförmigen Behälter ist das Biofiltermaterial eingebracht. Aufgrund der Abdichtung des Zwischenraums zwischen Schutzrohr und patronenförmigen Behälter ist ein Entweichen des Gasstroms nur zum Deponiegut oder direkt in die Atmosphäre gegeben.
• Eine Probenentnahme ist durch einen seitlich angebrachten Gasstutzen möglich.
• In der DE 299 23 030 U1 ist die Vorrichtung zur passiven Entgasung an der Erdoberfläche auf den Entgasungsdom aufgesetzt, wobei das als Entgasungsdom verwendete Rohr in den ringförmigen Filterbehälter mündet. Dieser Filterbehälter weist an seiner Mantelfläche eine Reihe von Öffnungen auf, um die Belüftung des eingefüllten Filtermaterials zu gewährleisten. Am oberen, freien Ende wird das Filtergehäuse durch einen Deckel abgeschlossen, der einen Probeentnahmestutzen aufweist.
• Die beiden oben genannten Vorrichtungen sind keine gasdichten Systeme mit einem kontrollierten Auslass. Das unkontrollierte Entweichen des Gasstroms nach oben oder zur Seite macht unverfälschte und reproduzierbare Messungen bezüglich des entweichenden Volumenstroms oder auch der Gaszusammensetzung unmöglich. Diese Messungen sind jedoch sowohl zum Nachweis der Einhaltung von gesetzlichen Grenzwerten als auch zur Funktionsüberprüfung des Filtermaterials unabdingbar. Zudem ist es nur mit Messungen, die über ein längeres Zeitintervall reproduzierbar ausgeführt wurden, möglich, verlässliche Aussagen über den Zustand der Deponie zu bekommen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine unverfälschte und reproduzierbare Messung der bei der Deponieentgasung entweichenden Restgase und gleichzeitig eine einfache Handhabung der Vorrichtung zu gewährleisten.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
• Bei einer derartigen Vorrichtung werden aus dem Deponiegut durch das Gasrohr Gase in den mit Biofiltermaterial gefüllten Behälter geleitet. Da der Behälter gasdicht mit einem Deckel verschlossen ist, wird das Deponiegas in den Behälter und dort durch das Biofiltermaterial geleitet. Durch ein Auslassrohr kann es in die Atmosphäre entweichen. Auf diese Weise lassen sich Messungen in einem definierten, geschlossenen System reproduzierbar und unverfälscht durchführen. Damit lassen sich Aussagen sowohl über die Einhaltung der gegebenen Umweltstandards als auch, in einer zeitlichen Betrachtung, über die Effektivität des Filtermaterials machen.
• Der Behälter selbst ist zweckmäßigerweise zylindrisch ausgebildet und weist vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 1,5 m bis 3 m, sowie eine Höhe von 1,5 bis 2 m auf. Der Behälter besteht vorteilhafterweise aus PE100. Er kann je nach Größe 2.500 bis 6.600 Liter Biofiltermaterial aufnehmen. Der Deckel ist zum Mittelpunkt der kreisförmigen Grundfläche hin abgeschrägt ausgeführt, damit das Regenwasser leicht ablaufen kann. Der Deckel dient als Wetter- und Austrocknungsschutz. Der Behälter und der Deckel weisen eine Deckel-Zentrierung auf und sind gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mittels eines Bajonettverschlusses lösbar miteinander verbunden. Die Gasdichtigkeit wird dabei durch eine Dichtung zwischen dem Behälter und dem Deckel gewährleistet. Gasdicht im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die Menge an Gas, die pro Zeiteinheit nicht durch das dafür vorgesehene Auslassrohr entweicht, klein ist im Vergleich zur Menge des in die Vorrichtung einströmenden Gases.
• Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn als Zuführungsrohr die bereits vorhandene Installation der Gasbrunnen verwendet wird. So können die Installationskosten und die Installationsdauer minimiert werden. Das Gasrohr reicht bis zur Deponiesohle und ist im Bereich des Müllkörpers geschlitzt oder gelocht.
• Erfindungsgemäß ist zwischen dem Gasrohr und dem Behälter ein Behälter-Unterteil vorgesehen, welches einen gegenüber dem Gasrohr aufgeweiteten Querschnitt aufweist. Dadurch wirkt das Unterteil als Diffusor, wodurch eine gleichmäßige Anströmung des Biofilters gewährleistet wird. Dies verhindert, dass das Biofiltermaterial ungleichmäßig verbraucht wird oder sich gar durch eine starke lokale Gasströmung Kanäle bilden, durch die das Deponiegas ungefiltert durchströmen kann.
• Durch die modulare Gestaltung der Vorrichtung wird deren Aufbau erleichtert. Es wird lediglich eine waagerechte planierte Fläche von ca. 4 m² im Bereich des Biofilters benötigt. Eventuelle oberirdische Baugruppen, z.B. ein vormaliger Saugbrunnenkopf, müssen demontiert werden, damit nur noch ein Rohr aus der planierten Fläche herausragt. Ausreichend ist es hierbei, wenn dieses Rohr 50 bis 100 mm Überstand aufweist. Auf das Rohr wird zuerst das im Vergleich zur gesamten Vorrichtung leichte Gehäuse-Unterteil aufgesetzt, das vorzugsweise eine Höhe von ungefähr 30 cm aufweist. Dabei wird das Unterteil fest mit dem Untergrund verbunden, wodurch die Ausrichtung der gesamten Anlage dauerhaft fixiert wird. Das Unterteil kann Entnahmevorrichtungen, beispielsweise zur Analyse des aufsteigenden Deponiegases aufweisen.
• Sollte das Unterteil ein getrenntes Bauteil sein, ist dieses gasdicht mit dem Behälter zu verbinden, um die Reproduzierbarkeit der Messungen zu gewährleisten. Vorzugsweise ist zwischen dem Behälter und dem Unterteil eine Dichtung vorgesehen. Dazu weist die Oberkante des Unterteils einen Bereich zur Aufnahme der Dichtung auf, auf dem die Unterkante des Behälters aufliegt. Als Dichtung kann auch ein Weichgummiwulst vorgesehen sein, der direkt mit dem Unterteil verbunden ist. Die Dichtung kann auch mit dem Behälter verbunden sein. Der Anpressdruck, der zur Erzielung der Dichtwirkung aufgebracht werden muss, wird durch das Eigengewicht des befüllten Behälters bestimmt. Zur besseren Zentrierung und Stabilisierung von Behälter und Unterteil kann die Unterkante des Behälters von einem Überfallkragen umgeben sein.
• Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das Biofiltermaterial auf einer durch Kastenprofile abgestützten Anströmfläche mit einer Vielzahl von Öffnungen, beispielsweise einem Lochboden aus PE100, aufliegt, wodurch der Gasstrom in sehr viele kleine einzelne Gasströme aufgesplittet wird. Damit wird ein noch gleichmäßigeres Durchströmen des Biofiltermaterials gewährleistet. Der Querschnitt der Öffnungen und der Querschnitt des Unterteils sind dabei so gewählt, dass sich das Deponiegas gleichmäßig in dem Unterteil verteilt, bevor es durch die Löcher der Anströmfläche zu dem Biofiltermaterial gelangt. Der in dem Unterteil gebildete Einströmbereich ist insbesondere wichtig bei einem Behälter, der ein großes Verhältnis zwischen seiner Grundfläche und der Querschnittsfläche des Brunnenrohres aufweist, da die Expansion des Deponiegases in die Randbereiche des Einströmbereiches langsamer erfolgt, als dies bei einem kleinen Verhältnis der Fall ist. Das mit einer Vielzahl von Öffnungen versehene Element ist, weil es lediglich auf entsprechenden Abstützungselementen aufliegt, herausnehmbar.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen dem Gasrohr und dem Biofiltermaterial in dem Gehäuse-Unterteil ein Rückschlagventil angeordnet ist. Außerdem ist in dem Unterteil unterhalb des Biofiltermaterials eine Drosselklappe angeordnet, deren Stellung zweckmäßigerweise von außen mittels eines Steuerhebels veränderbar ist. Die Drosselklappe ist derart ausgebildet, dass der Gasaustritt bis auf null herunter regelbar ist, ohne dass der Lufteintritt beeinflusst wird. Hierdurch kann die aus dem Deponiekörper austretende Gasmenge auf einen bestimmten Wert eingestellt bzw. reduziert werden. Dies ist notwendig, um die Bedingungen und damit die Funktionsfähigkeit des Biofiltermaterials optimal einzustellen. Vorzugsweise ist die Drossel-Rückschlagventil-Einheit im Anschluss an das Brunnenrohr, noch bevor das Deponiegas in das Unterteil einströmt, angeordnet.
• Vorteilhafterweise weist das Rückschlagventil dabei wenigstens eine Stellung auf, bei der der Eintritt von Luft in den Deponiekörper vollständig möglich ist, während gleichzeitig die Menge des aus der Deponie austretenden Deponiegases reduziert oder vollständig unterbunden ist. Das Rückschlagventil stellt damit für die Luft keine Barriere dar und der Eintritt erfolgt so, als wäre das Rückschlagventil nicht vorhanden, während das Austreten von Deponiegas bereits bei einigen Pascal Druckdifferenz zwischen Umgebungsdruck und Druck im Deponiekörper gesperrt und nur über den Drosselklappenspalt zugelassen wird. Ein derartig ausgebildetes Rückschlagventil ermöglicht eine asymmetrische Atmung. So wird eine Anreicherung des Deponiekörpers mit Luft erreicht und dadurch die zur Deponiegasbildung notwendige Sauerstofffreiheit gestört. Dies verhindert die Regeneration von gaserzeugenden Nestern, beispielsweise durch Umschichtung von Feuchtigkeit oder Materialversatz in der Deponie.
• Zur Bestimmung des Gasdruckes sowie der Analyse der Gaszusammensetzung vor und nach der Filterung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass unterhalb und/oder oberhalb des Biofiltermaterials und/oder zwischen dem Rohr und dem Rückschlagventil gasdicht verschließbare Messstutzen für die Entnahme von Gasproben angebracht sind. Bevorzugt sind diese Messstutzen als Kugelhähne ausgestaltet, zudem können sie zumindest teilweise mit einer inneren Verlängerung ausgestattet sein, um Messungen im Inneren des Biofilters zu erlauben. An diese Messstutzen können Druckmessgeräte angeschlossen werden, durch die der Filtervordruck des ungefilterten Deponiegases im Brunnenrohr, ebenso wie der Druck im Auslassrohr gemessen werden kann. Die Messstutzen erlauben zusätzlich auch die Entnahme und Analyse von Proben des Deponie- und des Restgases. Dies erlaubt eine regelmäßige Überprüfung der Einstellungen sowie der Funktionsfähigkeit des Biofilters. Durch den Messstutzen zwischen dem Rohr bzw. dem Brunnenrohr und dem Rückschlagventil kann der sogenannte Primärdruck in dem Deponiekörper gemessen werden. Eine Messung der Gaszusammensetzung vor und nach dem Biofilter erlaubt Rückschlüsse über dessen Aktivität.
• Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht überdies vor, dass das Rückschlagventil selbst mit einem Gasstutzen versehen ist, wodurch die Ermittlung des maximalen Filtervordrucks ermöglicht wird.
• Günstig ist es hierbei, wenn der Messstutzen nach außen hin verlängerbar ausgestaltet ist, so dass er für den Bediener der Vorrichtung auch mit analogen Messgeräten von außerhalb des Behälters zugänglich ist. Gleichermaßen möglich ist aber auch das Installieren von batteriebetriebenen Messsonden mit einem Sender innerhalb der Messstutzen, die ihr Messergebnis via Funk an eine Auswerteeinheit übertragen.
• Eine Entnahme von Materialproben des Filtermaterials ist über mindestens eine zusätzliche Entnahmeöffnung möglich. Auch diese Entnahmeeinrichtung ist im regulären Betrieb gasdicht verschlossen. Als Entnahmeöffnung wird beispielsweise ein handelsüblicher Stutzen mit einem Durchmesser von 110 mm verwendet, der durch einen Schraubdeckel abgedichtet ist. Vorzugsweise sind die Entnahmeöffnungen im oberen und unteren Drittel des Behälters angeordnet. Anhand der so gewonnen Materialproben kann der Zustand des Filtermaterials und insbesondere dessen Feuchtegrad bestimmt werden. Liegt beispielsweise der Feuchtegrad des Biofiltermaterials unterhalb eines bestimmten Grenzwertes, beispielsweise 45 Gew.-%, so muss das Filtermaterial befeuchtet werden. Ebenso kann bei einer Analyse der Materialproben festgestellt werden, ob das Filtermaterial verbraucht ist und eventuell ausgetauscht werden muss. Außerdem kann anhand des pH-Wertes festgestellt werden, ob das Material durch eine Anreicherung von Kohlensäure zu sauer geworden ist. Hierdurch wird die Oxidation, die in dem Filtermaterial stattfindet, eingeschränkt und das Filtermaterial muss ausgetauscht werden.
• Das Auslassrohr, durch das das Deponiegas nach Passieren des Biofilters schließlich aus der Vorrichtung entweicht, kann so ausgebildet sein, dass der Anschluss von Gasmessinstrumenten und/oder Gasaufnahmeinstrumenten möglich ist. Insbesondere ist die Messung des Gesamtvolumenstroms der austretenden Gase so realisierbar. Dies ist unabdingbar, um Aussagen über absolut entweichende Schadstoffmengen tätigen zu können und zusätzlich sind indirekt Rückschlüsse über den Zustand des Deponieguts möglich. Vorzugsweise weist das Auslassrohr einen standardisierten Durchmesser und eine Wandstärke auf, die bei allen Biofilter-Größen gleich ist.
• Weiterhin ist es möglich, auf das Auslassrohr eine abnehmbare, nicht gasdicht schließende Regenschutzhaube zu setzen. Dies schränkt den Gasstrom aus dem Behälter nicht ein, jedoch es verhindert das Eindringen von Regenwasser und der darin befindlichen Schadstoffe in das Biofiltermaterial.
• Eine Befeuchtung des Biofiltermaterials ohne Störung des Systems und Verfälschung der Messwerte ist über ein Sprührohr möglich, das sich im Inneren des Deckels befindet und das mit einem an der Außenseite angebrachten Anschlussstutzen verbunden ist. Dieses Sprührohr ist oberhalb des Biofiltermaterials geführt. Um eine möglichst gleichmäßige Befeuchtung des Filtermaterials zu ermöglichen wird eine ringförmige Ausgestaltung bevorzugt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Sprührohr das Wasser fein zerstäubt und so einen Nebel erzeugt, der das Biofiltermaterial gleichmäßig befeuchtet. Der Nebel lagert sich vergleichsweise gut auf dem als Biofiltermaterial verwendeten und an sich hydrophoben Rindenmulch ab. Durch die Zugabe eines Benetzungsmittels kann die Befeuchtung weiter verbessert werden.
• Die Wasserzufuhr des Sprührohrs erfolgt durch den Anschluss eines Wasserschlauchs an einen Anschlussstutzen, der mit dem Sprührohr verbunden ist. Zweckmäßigerweise ist der Anschlussstutzen eine handelsübliche Schlauchkupplung zum Anschluss eines Wasserschlauchs.
• Um den Austausch von Biofiltermaterial schnell und einfach zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass außen am Behälter mehrere Ösen, vorzugsweise drei bis vier, zum Anheben des mit Biofiltermaterial gefüllten Behälters angebracht sind. Dadurch kann der Behälter nach Entfernen des Deckels an einem Ladekran befestigt, angehoben und entleert werden.
• Alternativ kann die Rindenmulchfüllung durch ein engmaschiges Netz, beispielsweise ein Nylonnetz, das beim Befüllen untergelegt und am Umfang gehalten wird, gefasst werden. Dieses Netz weist eine Befestigung auf, so dass es mit einem Hilfsseil nach oben herausgehoben werden kann.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
• Die einzige Figur zeigt in einem vertikalen Längsschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur passiven Deponieentgasung.
• Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 besteht aus einem Behälter 2, der mit einem Unterteil 3 und einem Deckel 4 eine gasdichte Einheit bildet. In dem Deckel 4 ist ein Auslassrohr 5 vorgesehen, das einen kontrollierten Gasaustritt ermöglicht.
• Aus dem Deponiegut im Erdinneren führt ein Gasrohr 7 an die Erdoberfläche, wo es mit dem Unterteil 3 des Behälters 2 gasdicht verbunden wird. Als Zuführungsrohr kann dabei eine bereits vorhandene Installation der Gasbrunnen genutzt werden.
• Das Gasrohr 7 mündet in einen nicht näher dargestellten Ventilkasten in dem Unterteil 3, wobei der Verbund gasdicht erfolgt. Der Ventilkasten ist mit einem Rückschlagventil 8 ausgestattet, welches sich vorzugsweise im Mündungsbereich des Gasrohres 7 in dem Unterteil 3 befindet.
• Das Unterteil 3 ist auf einem Fundament 6, das auf der Erdoberfläche der Deponie erstellt wurde, aufgelegt. Das Unterteil weist eine Höhe von ca. 0,3 m und einen Einströmbereich 9 auf, in dem sich der aus dem Gasrohr 7 entweichende Gasstrom aufweitet. Der Einströmbereich 9 ist von dem Behälter 2 durch eine Anströmfläche 10 getrennt, die hier als ein Lochboden ausgeführt ist und die mittig durch Abstützelemente 10a wie beispielsweise Kastenprofile abgestützt ist.
• Durch die Öffnungen in der Anströmfläche 10 strömt Deponiegas in den Behälter 2, der mit einem Biofiltermaterial 11 gefüllt ist. Die Öffnungen sind über die Anströmfläche 10 verteilt, so dass das Biofiltermaterial 11 möglichst homogen von dem Deponiegas durchströmt wird. Die Größe des Einströmbereichs 9 ist dabei so gewählt, dass sich das Deponiegas darin leicht verteilen kann. Dies ist für eine gleichmäßige Verteilung des Deponiegases im Einströmbereich 9 und folglich auch für ein homogenes Durchströmen des Biofiltermaterials 11 notwendig. Die Rate mit der das Deponiegas in den Einströmbereich 9 gelangt, wird durch den Spalt an der Drosselklappe 8a eingestellt. Dazu ist außerhalb des Behälters 2 ein Steuerungshebel 12 für die Drosselklappe 8a angeordnet.
• Ferner weist der Behälter Ösen 23 auf, die das Gewicht des befüllten Behälters 2 tragen können. Hierdurch kann der Behälter 2 mit einer maschinellen Hebevorrichtung verbunden werden, die den Behälter anhebt und entleert.
• Ferner sind sowohl im Einströmbereich 9 als auch oberhalb des Filtermaterials 11 Messstutzen 13, 14 zur Entnahme und Analyse von Gasproben vorgesehen, wodurch eine regelmäßige Überprüfung der Wirkung und der Funktionsfähigkeit des Filters möglich ist. Hierdurch kann sowohl die Rohgas- als auch die Reingaszusammensetzung analysiert werden. Zusätzlich führt ein Messstutzen 15 zu dem Ventilkasten, wodurch eine direkte Analyse des Deponiegases möglich ist, insbesondere ist hierdurch eine Messung des Vor- oder Primärdruckes (Bergdruck) am Gasbrunnenrohr, d.h. vor dem Biofiltermaterial 11 möglich. Die Messstutzen 13, 14, 15 eignen sich zur Gasentnahme und zum Anschluss einer Messeinheit, mit der eine Druckmessung aber auch eine Analyse der Gaszusammensetzung möglich ist.
• Durch das Rückschlagventil 8 wird eine asymmetrische Atmung der Vorrichtung 1 eingestellt. Dabei erfolgt der Eintritt von Außenluft in den Deponiekörper ungehemmt, also zu 100 Vol.-%, im Vergleich zu der Situation ohne Rückschlagventil 8, während das Ausatmen bzw. Abblasen von Deponiegas gedrosselt werden kann. Die Drosselung erfolgt in Abhängigkeit von der Messung der Gasmenge pro Stunde am Auslassrohr 5.
• Proben des Filtermaterials können über Entnahmeöffnungen 16 entnommen werden. Die Entnahmeöffnungen 16 befinden sich im unteren und im oberen Drittel des mit Biofiltermaterial 11 gefüllten Bereichs des Behälters 2 und sind mit Schraubdeckeln abgedichtet.
• Eine Befeuchtung des Biofiltermaterials 11 wird durch ein Sprührohr 17 ermöglicht, das an dem Deckel 4 aufgehängt und ringförmig ausgebildet ist und eine feine nach unten gerichtete Lochung aufweist. Das Sprührohr 17 wird von außen durch einen Anschlussstutzen 18 mit Wasser versorgt. Bei dem Anschlussstutzen handelt es sich um eine handelsübliche Schlauchkupplung.
• Das Wasser wird mit einem Druck von 2 bar in das Sprührohr befördert, wodurch ein feiner Nebel erzeugt wird. Hierdurch wird das Wasser gleichförmig auf der Oberfläche des Rindenmulches verteilt und dabei von dem Rindenmulch gut aufgenommen. Die Bewässerung von oben ist vorteilhaft, weil insbesondere die Oberseite der Füllung meist am trockensten ist.
• Um die Wasseraufnahme zu verbessern, wird das Wasser in zeitlichen Intervallen zugefügt, beispielsweise in drei Etappen die einen Abstand von 24 Std. aufweisen, bei einer Füllhöhe von 1,50 m. Es wird dabei pro Kubikmeter Mulch 60 bis 100 Liter Wasser zugefügt.
• Durch Zugabe eines Benetzungsmittels zu dem Wasser wird erreicht, dass das Wasser eine geringere Oberflächenspannung bekommt. So kann das Wasser besser vom Mulch aufgenommen werden.
• Neben der aktiven Befeuchtung durch das Sprührohr wird das Biofiltermaterial durch das bei der Deponiegasumwandlung entstehende wassergesättigte Gasgemisch befeuchtet.
• Zweckmäßigerweise ist das Auslassrohr 5 zum Schutz des Filtermaterials 11 mit einer abnehmbaren Regenschutzhaube 19 versehen, die jedoch keinen Strömungswiderstand für das Gas bietet. Das Auslassrohr 5 weist zudem einen Anschluss für ein Messgerät auf. Dies ermöglicht eine Messung des gesamten aus der Vorrichtung 1 austretenden Volumenstroms. Aufgrund der sehr geringen Gasgeschwindigkeiten bei der passiven Deponieentgasung eignet sich ein strömungserregtes Messgerät zur Messung des Gesamtvolumenstroms nicht.
• Stattdessen wird beispielsweise ein Auffanggefäß wie ein Foliensack und eine Stoppuhr verwendet. Der Foliensack wird auf das Auslassrohr aufgesetzt und es wird die Zeit gemessen, die notwendig ist, damit der Foliensack prall wird. Dies setzt voraus, dass eine Wetterlage vorherrscht, bei der der Druck des Deponiegases größer als der meteorologische Luftdruck ist. Nur in diesem Fall wird sich aufgrund des etwas höheren Drucks im Berg der Foliensack füllen. Je größer der Druckunterschied ist, desto schneller wird der Sack voll. Der Volumenstrom ergibt sich anschließend aus dem bekannten Volumen und der zum Aufblasen des Foliensacks benötigten Zeit anhand folgender Formel: $$\text{S}={\text{V}}_{\text{Sack}}/\text{t}$$

  
• mit:

  S =

  Volumenstrom [m³/s]

  V_Sack =

  Volumen des Foliensackes [m³]

  t =

  Messzeit [s]

• Durch Multiplikation mit dem Faktor 3.600.000 kann der Volumenstrom S in der Einheit I/Std. angegeben werden.
• Die Messung des Gesamtvolumenstromes ist sehr seitenwindempfindlich, daher ist der Foliensack vorzugsweise an einem Halteteller mit Drahtkorb und Windschutz befestigt.
• Im Falle von Wetterverhältnissen, die eine Messung mit dem Gasanalysator nicht ermöglichen, kann das Deponiegas aus dem Auslassrohr durch eine batteriebetriebene Kleinpumpe in 5-Liter-Kunststoffbeutel befördert werden. In jedem Fall ist eine Analyse der Gaszusammensetzung mit dem in den gasdichten Kunststoffbeuteln aufgefangenen Gasmengen möglich.
• Beim Aufbau der Vorrichtung 1 wird zuerst das Unterteil 3 auf dem Fundament 6 aufgelegt und mit dem Gasrohr 7 verbunden. Das Fundament 6 ist in der beschriebenen Ausführungsform eine Feinschotterstellfläche. Danach wird der unbefüllte Behälter 2 aufgesetzt. Damit der Behälter 2 zentral aufgesetzt werden kann, ist am unteren Rand des Behälters ein Umlaufkragen 20 angebracht. Dies verhindert gleichzeitig ein Verrutschen des Behälters 2 relativ zu dem Unterteil 3. An der Oberkante des Unterteils 3 ist ein Weichgummiwulst als Dichtung 21 vorgesehen. Der Anpressdruck zur Abdichtung wird durch das Eigengewicht des befüllten Behälters aufgebracht. Nach dem Befüllen des Behälters wird der Deckel auf den Behälter aufgesetzt und mit diesem über einen Bajonettverschluss verbunden, der auch eine Dichtung aufweist.
• Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Behälter

3

(Behälter-)Unterteil

4

Deckel

5

Auslassrohr

6

Fundament

7

Gasbrunnenrohr / Gasrohr

8

Rückschlagventil

8a

Drosselklappe

9

Einströmbereich

10

Anströmfläche

10a

Abstützelemente

11

Biofiltermaterial

12

Steuerungselement / Steuerungshebel für Drosselklappe

13

Messstutzen zur Gasentnahme und Analyse

14

Messstutzen zur Gasentnahme und Analyse

15

Messstutzen für Vordruck am Gasbrunnenrohr (Bergdruck)

16

Entnahmeöffnungen

17

Sprührohr

18

Anschlussstutzen

19

Regenschutzhaube

20

Umlaufkragen

21

Dichtung

22

Deckel-Zentrierung ggf. mit Bajonettverschluss

23

Ösen

Claims (3)

1. Vorrichtung (1) zur passiven Deponieentgasung, bei der wenigstens ein Gasrohr (7) aus einem Deponiekörper Gas in Richtung der Oberfläche leitet, wobei das Gasrohr (7) mit einem Biofiltermaterial (11) enthaltenden und mit einem Deckel (4) versehenen Behälter (2) verbunden ist, wobei der Deckel (4) mit dem Behälter (2) gasdicht verschließbar ist und in Ausströmrichtung oberhalb des Biofiltermaterials (11) ein Gas-Auslassrohr (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gasrohr (7) und dem Behälter (2) ein Behälter-Unterteil (3) vorgesehen ist, welches einen gegenüber dem Gasrohr (7) aufgeweiteten Querschnitt aufweist, dass in einem Ventilkasten in dem Unterteil (3) unterhalb des Biofiltermaterials (11) ein Rückschlagventil (8) angeordnet ist, dass der Ventilkasten einen gasdicht verschließbaren Messstutzen aufweist , dass in dem Unterteil (3) unterhalb des Biofiltermaterials (11) eine Drosselklappe (8a) angeordnet ist, die derart ausgebildet ist, dass der Gasaustritt bis auf null herunter regelbar ist, ohne dass der Lufteintritt beeinflusst wird, dass die Drosselklappe (8a) durch ein außerhalb des Behälters (2) angeordnetes Steuerungselement, insbesondere einen Steuerungshebel (12), einstellbar ist, dass unterhalb und/oder oberhalb des Biofiltermaterials (11) in der Wandung der Vorrichtung (1) gasdicht verschließbare Messstutzen (13, 14) vorgesehen sind und dass der Deckel (4) im Inneren ein Sprührohr (17) zur Bewässerung des Biofiltermaterials aufweist, welches mit einem an der Außenseite angebrachten Anschlussstutzen (18) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassrohr (5) Mittel zum Anschluss eines Gasmessinstruments und/oder eines Gasaufnahmeinstrumentes aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassrohr (5) mit einer abnehmbaren, nicht strömungsbehindernden Regenschutzhaube (19) versehen ist.

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