DE2930418A1 - Verfahren zur gewinnung von energie aus einem haufwerk - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Energie
• aus einem Haufwerk Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von durch Bakterientätigkeit entstehender Energie aus einem Haufwerk mit Anteilen organischer Stoffe, wobei Biogas aus dem nach außen abgedichteten Haufwerk entnommen wird.
• Das Haufwerk kann beispielsweise eine Mülldeponie sein.
• Das Biogas wird dann auch Deponiegas genannt.
• Ursprungiich stellte die Gasentwieklung in Mülldeponien eine timweltbelastung dar. Seit einiger Zeit ist man dazu übergegangen, das entstehende Gas, sofern es in ausreichender enge anfällt, als Energieträger zu nutzen. Man richtet sich dabei im wesentlichen nach den Gegebenheiten der jeweiligen Mülldeponie.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Energieentnahme aus Mülldeponien wirtschaftlicher zu gestalten.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterientätigkeit durch Regelung des Wärmehaushalts und des Wasserhaushalts gesteuert wird.
• Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die Bakterientätigkeit,durch die Biogas und Wärme erzeugt werden, innerhalb des Haufwerkes beeinflußbar ist, und zwar derart, daß sich eine optimale Energieausbeute erzielen läßt. Erfindungsgemäß wird das Haufwerk wie ein steuerbares Kraftwerk betrieben.
• Bekanntlich dauert beispielsweise der Abbau der organischein Massen in einer Mülldeponie je nach den Gegebenheiten 50 bis 100 Jahre. Das erfindungsgemäße Verfahren jedoch bietet die Möglichkeit, den Abbauvorgang der organisehen Stoffe ZU beschleunigen und die frei werdende Enere n einem kürzeren Zeitraum und wirtschaftlicher zu nutzen. Dies ge chieht durch gleichmäßige Einstellung der Temperatur- und Feuchtigkeitswerte innerhalb des gesamten Haufwerkes sowie durch Wahl und Einhaltung dieser Werte entspreschend den jeweiligen Erfordernissen. Beispielsweise erriLt eine Temperatur von 30 bis 350 C bereits eine beträchtliche Steigerung der erzielbaren Energieausbeute.
• Eine weitere Steigerung ist möglich durch Erhöhung der temperatur .iuf 50 bis 600 C.
• vorzugsweise wird dem Haufwerk durch ein Wärmeträgermeu-ium wahlweise Energie zugeführt oder entnommen.
• Um die erfindungsgemäße Energieentnahme in Gang zu setzen, können dem laufwerk gleichzeitig Wärme und Feuchteilt zugeführt werden. Nach Erreichen der optimalen Betriebsbedingungen fährt man mit der Feuchtigkeitszufuhr fort, während man zur Einhaltung der Betriebstemperatur von Wärmezufuhr auf Wärmeentnahme übergeht. Gleichzeitig wird natürlich das Gas entnommen. Eine Möglichkeit zum Drosseln des Betriebs besteht darin, die Feuchtigkeitszufuhr einzustellen und den Wärmeentzug zu erhöhen, so daß die Betriebstemperatur absinkt.
• Von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Erfindung neben der Optimierung der Gasentnahme eine zusätzliche Wärmeentnahme ermöglicht, wodurch die gesamte Energieausbeute stark erhöht wird. Für diese Wärmeentnahme schlägt die Erfindung vor, daß das Wärmeträgermedium durch einen im Haufwerk verlegten Primärkreis eines Wärmetauschers zirkuliert wird. Daraus ergibt sich ein günstiger Wärmetransport und eine gute Steuerbarkeit des Verf hrens. Vor allen Dingen läßt sich auch ohne weiteres die wärmezufuhr während des Startvorganges bewerkstelligen.
• Ein weiterer Energiegewinn wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß man dem Sickerwasser, das durch Sammeldrainagen entnommen wird, Wärme entzieht.
• Bis heute ist die schadlose Beseitigung des Sickerwassers eine aufwendige Umweltschutzmaßnahme. Das Sickerwasser wird entweder in Faßwagen zu einem Klärwerk abgefahren, oder durch eine Rohrleitung ins Klärwerk abgeleitet. Es muß dann in dem Klärwerk gereinigt werden. Dieses Verfahren ist in Bezug auf den Abtransport oder die Ableitung aufwendig.
• Ebenso ist die Reinigung im Klärwerk aufwendig, da das Sikkerwasser um ein mehrfaches stärker verschmutzt ist als häusliches Abwasser.
• Ganz besonders vorteilhaft ist es daher, daß anstatt einer Frischwasserzugabe das Sickerwasser in das Haufwerk hinein rezirkuliert wird. Dadurch wird die aufwendige Sickerwasserbeseitigung erspart. Gleichzeitig kann dies zu einer Temperaturerhöhung innerhalb des Haufwerkes bzw. zu einem verstärkten Wärmeentzug über das Wärmeträgermedium beitragen sowie die Gasproduktion steigern.
• Eine weitere erfindungsgemäße Steuermöglichkeit besteht darin, daß Impfstoffe in das Haufwerk eingegeben werden, die die Bakterientätigkeit hemmen oder fördern. Der Rahmen der Erfindung umfaßt beliebuge Kombinationen der angegebenen Möglichkeiten.
• Durch die schon erwähnte Drosselung kann man eine Energiespeicherung für beispielsweise ca. 1 bis 3 Tage herbeiführen, sofern das Deponiegas gegen eine Uberdrucksicherung in einen Speicherbehälter geleitet, die Wärme im Haufwerk behalten und das Sickerwasser gesammelt wird. Diese Speicherungsmöglichkeit erhöht beträchtlich den Wert der erzeugten Energie. Nach Beendigung der Speicherung, d.h. bei erneutem Energiebedarf, führt man eine erneute Verfahrenssteigerung durch, um die Energieausbeute zu steigern.
• Eine weitere vorteilhafte Verfahrenssteuerung besteht erfitidungsgemäß darin, daß die Dichte des Haufwerks zur Energiespeicherung und/oder Energieerzeugung nachträglich und/oder bei laufender Schüttung optimal eingestellt und/ oder verändert wird.
• Isrv folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der beilIegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung stellt eine Prinzipskizze für die Energienutzung eines Haufwerks aar.
• Ein haufwerk 1 wird von einer Abdeckschicht 2 abgedichtet.
• Das Sickerwasser wird durch eine Sammeldrainage 3 abgezogen und einer Pumpe 4 zugeführt. Deren Druckleitung 5 fördert während des Starts und während des Betriebes Sickerwasser in das Haufwerk 1 zurück, um dessen Feuchtigkeitsgehalt einzustellen. Uberschüssiges Sickerwasser wird zur Kanalisation geleitet.
• Ein Primärkreis 6 eines Wärmetauschers 7 ist innerhalb des Haufwerkes 1 verlegt und wird von einem WärmetrEgermedium durchströmt. Der Wärmetauscher 7 ist ferner an einen Sekundärkreis 8 angeschlossen. Dieses System führt während des Starts Wärme in das Haufwerk 1 ein und wird anschließend gekehrt, um während des Betriebes Wärme zu entnehmen.
• Außerdem wird Deponiegas durch eine Gasleitung 9 dem Haufwerk 1 entzogen und huber eine Pumpe 10 einer Gasaufbereitungsanlage 11 zugeleitet. Es gelangt anschließend zur Gaverwertung 12. Die lasentnahme kann durch Sammeldrainagen vorgenom-ell werden, die möglichst während des Schdttvorganges, aber auch noch nachträglich durch Horizontal-und Vertikalbohrungen verlegt werden können. Es ist auch möglich, in der Sammeldranage 3 Sickerwasser und Biogas gleichzeitig zu entnchmen.
• Zur Steuerung der Anlage dienen nicht gezeigte NeEstellen innerhalb des Haufwerks 1, die beispielsweise die Temperatur und die Feuchtigkeit und/oder andere Meßwerte überwachen.
• Leerseite

Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Gewinnung von durch Bakterientätigkeit entstehender Energie aus einem Haufwerk mit Anteilen organischer Stoffe, bei Blogas aus den nach außen abgedichteten Haufwerk entnommen wird, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Bakterientätigkeit durch Regelung des Wärmehaushalts und des Wasserhaushalts gesteuert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch kr e k e n n -z e i. c h n e t, da3 dem Haufwerk durch ein Wärmeträgermedium wahlweise Energie zugeführt oder entnommen wird, s.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Wärmeträgermedium durch einen im Haufwerk verlegten Primärkreis eines Wärmetauschers zirkuliert wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man dem Sickerwasser, das durch Sammeldrainagen entnommen wird, Wärme entzieht.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Sickerwasser in das Haufwerk hinein rezirkuliert wird.
6. b. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Impfstoffe in das Haufwerk eingegeben werden, die die Bakterientätigkeit hemmen oder fördern.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Biogas gegen eine Uberdrucksicherung in einen Speicherbehälter geleitet, die Wärme im Haufwerk behalten und das Sickerwasser gesammelt wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dichte des Haufwerks zur Energiespeicherung und/oder Energieerzeugung nachträglich und/oder bei laufender Schüttung optimal eingestellt und/oder verändert wird.