DE19728414C2

DE19728414C2 - Verfahren zur Behandlung von Sickerwasser

Info

Publication number: DE19728414C2
Application number: DE1997128414
Authority: DE
Inventors: Peter Henigin; Ulrich Eymann
Original assignee: WAT WASSER und ABFALLTECHNIK I
Current assignee: WAT WASSER und ABFALLTECHNIK I
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: DE19728414A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Sickerwasser aus einer Hausmülldeponie, bei welchem das Sickerwasser aus dem Deponiekörper abge leitet und gereinigt wird, wobei ein Sauberwasser und ein Konzentrat gewonnen wird.

Sickerwasser entsteht in Hausmülldeponien in erster Linie aufgrund von Nieder schlägen. Das aus dem Deponiekörper austretende Sickerwasser weist eine hohe organische Belastung auf, die unter anderem in den folgenden Summenparame tern erfaßt wird: chemischer Sauerstoffbedarf (CSB), biochemischer Sauerstoffbe darf (BSB), gesamter organischer Kohlenstoff (TOC) sowie adsorbierbare organi sche Halogenverbindungen (AOX). Salze und, in geringerem Umfang, Schwer metalle können zusätzliche Belastungen des Sickerwassers verursachen.

Gemäß der geltenden Gesetze und Vorschriften gilt Deponiesickerwasser als Ab wasser, welches aufgefangen und gesondert behandelt werden muß. Hierzu wer den verschiedene Verfahren eingesetzt: biologische Verfahren, physikalische Ver fahren, wie mechanische Filtration, Membranverfahren oder Eindampfung, che mische Verfahren, wie Flockung/Fällung oder chemische Oxidation, chemisch physikalische Verfahren, wie Aktivkohleadsorption oder Strippung, und derglei chen mehr. Ziel der Behandlung des Sickerwassers ist die Erzeugung eines Sau berwassers, welches den kommunalen Kläranlagen zugeführt werden kann.

Zur Behandlung von Sickerwasser aus Hausmülldeponien werden verbreitet Membranfiltrationsverfahren eingesetzt. Das dabei erzeugte Permeat kann in nachgeschaltete kommunale Kläranlagen oder in Vorfluter eingeleitet werden. Das zurückbleibende Konzentrat hingegen muß wegen seiner hohen Belastung entsorgt werden. Dies geschieht beispielsweise durch Eindampfen und Deponie ren des verbleibenden Rückstands unter Tage, was aufwendig und teuer ist.

Die Patentschrift DE 39 41 431 C2 beschreibt ein Verfahren und eine Anlage zur Entsorgung von Gas und Sickerwasser aus Mülldeponien, bei denen das Sicker wasser durch Umkehrosmose gereinigt und das dabei anfallende Konzentrat in einem Trockner getrocknet und dann abgeführt wird.

Alternativ hierzu wurde auch schon versucht, das Konzentrat durch direkte Rückführung auf den Deponiekörper zu entsorgen. Die Rückführung erfolgte mittels Schluckbrunnen oder Verrieselungsflächen. Bei der direkten Konzentrat rückführung besteht jedoch die Gefahr einer Aufkonzentrierung der Belastungen des Sickerwassers, so daß die geltenden Gesetze eine anderweitige Behandlung des Konzentrats vorschreiben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren zur Behandlung von Sickerwasser aus einer Hausmüllde ponie vorzuschlagen, welches ein separates Entsorgen von hochbelasteten Rück ständen erübrigt.

Diese Aufgabe ist gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst das Sickerwasser aus dem Deponiekörper abgeleitet. In der Regel verhindert eine Basisabdichtung, daß das Sickerwasser in das Erdreich eindringt; durch geeignete Dränagen kann das Sickerwasser kontrolliert aufgefangen werden. Anschließend wird das aufge fangene Sickerwasser in bekannter Weise gereinigt, so daß ein Sauberwasser ent steht, welches an eine kommunale Kläranlage abgegeben werden kann, und ein Konzentrat zurückbleibt. Das Konzentrat wird dem neu angelieferten Hausmüll zugemischt, wobei ein mit Konzentrat angereicherter Abfall entsteht. Dieser wird schließlich auf den Deponiekörper aufgebracht.

Durch diese Maßnahmen wird eine Aufkonzentrierung des Sickerwassers zuver lässig und reproduzierbar verhindert.

Es ist nämlich erkannt worden, daß ein Deponiekörper hinsichtlich seiner organi schen Belastung und damit hinsichtlich der organischen Belastung des Sicker wassers und des rückgeführten Konzentrats als Bioreaktor fungiert. Dabei scheint das Sickerwasser aus Hausmülldeponien einer Grenzkonzentration der organischen Belastung zuzustreben, welche bei alleiniger Beaufschlagung des Deponiekörpers mit Niederschlag infolge von Schadstoffanreicherungsprozessen erreicht wird. Wird der Deponiekörper hingegen nicht nur mit Niederschlags wasser, sondern auch mit rückgeführtem Konzentrat beaufschlagt, ist verstärkt infolge des biochemischen Abbaus in der Deponie eine Reduzierung der organi schen Schadstoffbelastung im Sickerwasser zu beobachten, bis zum Erreichen von Grenzkonzentrationen, wie sie von Sickerwasser mit alleiniger Beaufschla gung durch Niederschlag bekannt sind. Die Konzentration der organischen Bela stungen des Sickerwassers bleibt also konstant in der Nähe der Grenzkonzentra tion.

Hinsichtlich der anorganischen Schadstoffe sowie der Schwermetalle zeigen um fangreiche theoretische Überlegungen, durchgeführte Versuche und Untersu chungen an Deponien, bei denen eine Konzentratrückführung bereits erfolgt, daß das Sickerwasser dem Deponiekörper infolge von Erosions-, Desorptions- und Lösungsprozessen nicht nur Schadstoffe entnimmt, sondern durch Filtra tion, Adsorption, Kristallisation und ähnliche Prozesse auch dem Sickerwasser Schadstoffe entnommen werden. Diese Entnahme- bzw. Umbau- und Retard ationsprozesse erfolgen insbesondere nach Überschreiten bestimmter Schwellen oder Grenzkonzentrationen, so daß auch in bezug auf die anorganischen Parame ter und die Schwermetalle das Sickerwasser, unabhängig davon, ob Konzentrat rückgeführt wird oder nicht, einem Gleichgewichtzustand zustrebt.

Es wurde erkannt, daß die meisten Prozesse beachtliche Reaktionszeiten benöti gen. Dies ist auch der Grund, warum bei bereits bekannten Konzentratrückfüh rungen eine Aufkonzentrierung des Sickerwassers aufgetreten ist: Deponiekörper sind im allgemeinen inhomogen aufgebaut, so daß sich bevorzugte Sickerwege für das Niederschlagswasser ausbilden. Wird Sickerwasserkonzentrat nun mit ei ner der bekannten Maßnahmen auf den Deponiekörper rückgeführt, so kann es den Deponiekörper auf den vom Niederschlagswasser bereits ausgewaschenen Sickerwegen in kürzester Zeit durchlaufen, wodurch die erwünschten Schad stoffentnahmeprozesse verhindert werden.

Gegenüber der punktuellen bzw. kleinflächigen Beaufschlagung des Deponiekör pers mit Konzentrat nach dem Stand der Technik, durch welche übersättigte Be reiche und Kurzschlüsse zwischen der Konzentratrückführung und der Sicker wassererfassung zu befürchten sind, bewirkt die erfindungsgemäße Vermi schung des rückzuführenden Konzentrats mit dem angelieferten Hausmüll erst mals eine homogene Verteilung des Konzentrats im Deponiekörper, und zwar sowohl räumlich als auch über die Zeit, da das Konzentrat im neu eingebauten Abfall temporär gebunden ist. Aufgrund der temporären Bindung an den Abfall wird das Konzentrat teilweise durch die biochemischen Abbauprozesse im Depo niekörper verbraucht und/oder zusammen mit dem Deponiegas ausgetragen.

Untersuchungen an Hausmülldeponien in der Vergangenheit haben darüber hinaus gezeigt, daß das Sickerwasser den Deponiekörper innerhalb von 25 Jahren um maximal 3% der Salze entfrachtet. Eine Aufkonzentrierung der Salze im Sickerwasser aufgrund der Konzentratrückführung ist daher auch langfristig nicht zu befürchten.

Die Erfindung nutzt also die Erkenntnis, daß bei einer Konzentratrückführung eine Aufkonzentrierung des Sickerwassers dann zuverlässig zu verhindern ist, wenn das Konzentrat räumlich und zeitlich homogen verteilt in den Deponiekör per eingebracht wird, und weist mit dem vorgeschlagenen Verfahren einen Weg, wie diese Erkenntnis praktikabel umsetzbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl unter ökonomischen als auch unter ökologischen Randbedingungen hervorragend zur Behandlung von Sickerwasser aus Hausmülldeponien geeignet. Neben dem Ausbleiben einer unerwünschten Aufkonzentrierung der Schadstoffbelastungen im Sickerwasser ist auch die Erhö hung der Sickerwassermenge durch die Konzentratrückführung vernachlässig bar. Da in Hausmülldeponien häufig Wasser fehlt, welches zur Erhaltung der bi ochemischen Abbauprozesse im Deponiekörper notwendig ist, kann es sogar sinnvoll sein, den Wassergehalt im abgelagerten Hausmüll zu verändern, um die Menge des rückgeführten Konzentrats und damit die Sickerwassermenge zu er höhen.

Die Reinigung des Sickerwassers erfolgt vorzugsweise durch ein Membranfiltra tionsverfahren, wobei sich insbesondere ein Umkehrosmoseverfahren eignet. Membranfiltrationsverfahren sind in der Lage, ein Permeat zu erzeugen, das den Einleitbedingungen der gesetzlichen Vorgaben für Sauberwasser genügt.

Dies gilt auch für Eindampfungsanlagen, bei denen an Stelle des Permeats ein weitgehend schadstofffreies Kondensat entsteht, welches als Sauberwasser in den Wasserkreislauf gegeben werden kann.

Hausmüll weist in der Regel einen Wassergehalt von 30 bis 40% auf. Dieser Was sergehalt kann durch die erfindungsgemäße Konzentratrückführung auf ca. 45% erhöht werden, ohne eine signifikante Erhöhung der Sickerwassermenge be fürchten zu müssen.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer an sich bekannten Mischtrommel und/oder eines Abfallzerkleinerungsaggregats, um das bei der Reinigung des Sickerwassers entstandene Konzentrat mit dem angelieferten Hausmüll zu ver mischen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im folgenden anhand der beigefüg ten Zeichnung erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs.

Ein Deponiekörper 1 einer Hausmülldeponie ist mit einer Basisabdichtung 2 ver sehen, mittels welcher das aus dem Deponiekörper 1 austretende Sickerwasser 3 aufgefangen und ausgeleitet wird. Das Sickerwasser 3 wird einer Umkehrosmo seanlage 4 zugeführt, in welcher die Reinigung erfolgt. Hierbei entsteht als Per meat ein Sauberwasser 5, welches in eine kommunale Kläranlage 6 abfließt. Das zurückbleibende Konzentrat 7 wird auf den Deponiekörper 1 zurückgeführt. Hierzu wird es dem neu angelieferten Hausmüll 8 in einer Mischtrommel 9 zuge geben, so daß ein mit Konzentrat angereicherter Abfall 10 entsteht. Dieser wird schließlich auf den Deponiekörper 1 aufgebracht.

Geht man von einer Menge an angeliefertem Hausmüll von 50000 t pro Jahr aus, welcher einen Wassergehalt von 30 bis 40% aufweist, und erhöht man diesen Wassergehalt durch Zumischen von Konzentrat auf ca. 45%, so werden dem an gelieferten Hausmüll ca. 9000 m³ Konzentrat pro Jahr beigemischt. Bei einer mit geringem Aufwand zu erreichenden Aufkonzentrierung des Sickerwassers in ei nem Verhältnis: Konzentrat zu Permeat bzw. Konzentrat zu Kondensat von 1 : 4, entspricht dies einer Jahressickerwassermenge von ca. 45000 m³, was erfahrungs gemäß die Sickerwassermenge einer mittleren bis großen Hausmülldeponie ist.

Zusammenstellung der Bezugszeichen

1

Deponiekörper

2

Basisabdichtung

3

Sickerwasser

4

Umkehrosmoseanlage

5

Sauberwasser

6

Kläranlage

7

Konzentrat

8

Hausmüll

9

Mischtrommel

10

Abfall (mit Konzentrat angereichert)

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von Sickerwasser aus einer Hausmülldeponie, um fassend die Verfahrensschritte:

a) Ableiten von Sickerwasser (3) aus dem Deponiekörper (1);
b) Reinigen des Sickerwassers (3), wobei ein Sauberwasser (5) und ein Konzen trat (7) gewonnen werden;

gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte:

a) Vermischen des Konzentrats (7) mit angeliefertem Hausmüll (8) zu einem mit Konzentrat angereicherten Abfall (10);
b) Aufbringen des mit Konzentrat angereicherten Abfalls (10) auf den Deponie körper (1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sickerwasser (3) mit einem Membranfiltrationsverfahren gereinigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mem branfiltrationsverfahren ein Umkehrosmoseverfahren verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sickerwasser (3) mittels Eindampfung oder durch Nanofiltration gereinigt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß angeliefertem Hausmüll (8) mit einem Wassergehalt von 30 bis 40% so viel Konzentrat zugeführt wird, daß sich der Wassergehalt auf ca. 45% erhöht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Konzentrat (7) mit dem angelieferten Hausmüll (8) in einer Mischtrommel (9) vermischt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Konzentrat (7) mit dem angelieferten Hausmüll (8) in einem Abfallzerkleinerungsaggregat vermischt wird.