DE3616377A1 - Vorrichtung und verfahren zur abdichtung von umweltgefaehrdende stoffe enthaltenden lager- und betriebsstaetten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung von umweltgefährdende Stoffe enthaltenden Lager- und Betriebsstätten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Abdichtung von umweltgefährdende Stoffe enthaltenden Lager- und Betriebsstätten nach dem Oberbegriff des Anspruches 18.

Solche Vorrichtungen dienen zum Abdichten von Deponien, insbesondere Sonderabfalldeponien, Tanks, Tanklager sowie ganzen Betriebsstätten, in denen umweltgefährdende Stoffe gehandhabt und verarbeitet werden. Bei der Abdichtung von Deponien werden mehrlagige Dichtungssysteme einge­ setzt. Sie bestehen aus zwei bis drei Lagen von Kunst­ stoffbahnen, zwischen die ein bzw. zwei Lagen von Drain­ matten eingelegt sind. Die hierbei eingesetzten Materialien, hauptsächlich Hochdruckpolyäthylen, zeigen jedoch bei einem Angriff von organischen Lösungsmitteln, insbesondere chlorierten oder aromatischen Lösungsmitteln, in Ab­ hängigkeit von den jeweiligen Konzentrationen zum Teil sehr hohe Durchlässigkeiten, die bei den reinen Lösungs­ mitteln bis zu 100 g/m³ Tag betragen. Auch anorganische Salze, die im wesentlichen als Kationen Schwermetalle enthalten, können durch diese Kunststoffbahnen diffundieren, wobei hier auch kleine Leckagen innerhalb der Dicht­ schichten eine wesentliche Rolle spielen. Diese bekannten Dichtungen bzw. Verfahren sind mehr oder weniger starre Systeme. Durch Setzungen oder Veränderungen im Deponie­ körper können Kräfte auf den Untergrund wirken, die zu Rissen in der Dichtung führen können.

Man hat auch schon versucht, Absorbentien, wie Aktivkohle, zwischen zwei Dichtungsbahnen einzubauen, die nach Verbrauch ausgetauscht werden können. Hierbei können aufgrund der hydraulischen Verhältnisse Totzonen ent­ stehen, die möglicherweise keinen vollständigen Aus­ tausch der Aktivkohle gewährleisten. Ferner sind bei diesen Verfahren höhere Investitionskosten erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Vorrichtung und das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, daß auf einfache, kostengünstige Weise die Durchlässigkeit organischer Lösungsmittel sicher verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der gattungs­ bildenden Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und bei einem Verfahren der gattungsbildenden Art erfindungsgemäß mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruches 18 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine doppel­ wandige, flächenhafte Dichtung vorgesehen, die sowohl horizontal, vertikal als auch schräg eingebaut werden kann. Die Wandungen der Dichtung, deren eine dem zu isolierenden Gefahrengut zugewandt ist, können aus Kunststoff, Metall oder Metallegierungen, Beton, Gummi, Textilgewebe oder Verbundwerkstoffen bestehen. Die Wandungen sind vorzugsweise in entsprechender Größe zu gas- und wasserdicht geschlossenen Systemen zusammen­ gefügt und an geeigneten Stellen mit Ein- und Austritts­ öffnungen versehen. Nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren wird in diese Öffnungen das Fluid, wie Wasser, Lösungsmittel, Luft oder ein Gemisch aus wenigstens zwei dieser Stoffe eingebracht, wobei gegebenenfalls auch ein Druck aufgebracht werden kann, der vorzugsweise zwischen drei bis fünf bar liegt. Diese Dichtung wird vorzugs­ weise kontinuierlich von dem Fluid durchströmt. Verbindun­ gen, die durch die oberen Wandungen diffundieren, werden vorzugsweise im Fluid gelöst und je nach Strömungs­ geschwindigkeit nach außen transportiert. Dort ist eine Regenerierung des Fluids bzw. Spülmediums möglich, die entweder durch Aktivkohle, auf biologischem oder chemischem Wege erfolgen kann.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß über das Fluid Stoffe zugesetzt werden können, die auftretende Lecks verschließen können. Über die fluide Phase können zudem an Stellen, an denen größere Lecks auftreten, Injektionen vorgenommen werden, um die Lecks mit den Stoffen wieder zu verschließen.

Erfindungsgemäß kann die Dichtung aus einem hoch reiß­ festen, dünnen, aufwickelbaren und leicht auslegbaren doppelwandigen Gewebe wie z.B. hochdichtes Polyethylen oder Polyvinyl­ chlorid bestehen, das verlegt auf Druck gebracht und dann über­ schüttet wird. Dadurch wird eine Art "schwimmende" Dichtung gebildet, mit der die Bildung von Rissen sicher vermieden werden kann.

Aufgrund der "schwimmenden" kissenartigen Dichtung ist es möglich, geringe Setzungen und Verschiebungen des Deponiekörpers auszugleichen. Die Dicke dieser "Schwimm­ schicht" ist variabel. Die gesamte Dichtfolie kann vorzugsweise so ausgebildet sein, daß die gesamte Fläche in verschiedene kassettenartige Dichtungsabschnitte eingeteilt ist. Hierzu können Stege zwischen den beiden Wandungen eingebracht werden, die variablen Abstand haben können. Die Stege können parallel in Richtung des kürzesten Abstandes der gesamten Fläche verlaufen. An den gegenüberliegenden Enden der einzelnen Dichtungs­ abschnitte können Öffnungen mit Anschlußstutzen zum Einbringen des Fluids vorgesehen sein. Die Austritts­ öffnung ist zweckmäßig mit einem Druckhalteventil ver­ sehen, so daß im System permanent ein konstanter Druck herrscht.

Durch das beschriebene System können auch Folien ver­ wendet werden, die leichter und besser verarbeitbar sind, dabei aber durchaus höhereDurchlässigkeit aufweisen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung teilweise in aufgerissener Darstellung,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenan­ sicht,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung im Vertikalschnitt gem. der Linie III-III in Fig. 4,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 3.

Die Abdichtvorrichtung nach Fig. 1 und 2 besteht aus einer Dichtung 1, die unterhalb einer Deponie 2 auf dem Erdreich 3 angeordnet und über ein Leitungssystem 5, 6, 12, 13 an eine Pumpstation und Aufbereitungsan­ lage 4 angeschlossen ist.

Die Dichtung 1 besteht aus schlauchartig miteinander ver­ bundenen Wandungen 7 und 8. Sie liegen mit Abstand über­ einander, so daß die eine Wandung 7 dem zu isolieren­ den Gefahrengut oder den Schadstoffen der Deponie 2 und die andere Wandung 8 dem Erdreich 3 zugewandt sind. Die Wandungen 7, 8 sind gas- und wasserdicht miteinander verbunden und haben eine hohe Reißfestigkeit. Sie können aus Kunststoff, wie beispielsweise hochdichtes Polyethylen (HDPE) oder Polyvinylchlorid (PVC) oder aus Metall, aus einer Metallegierung, Beton, Gummi, Textilgewebe oder einem Verbundwerkstoff bestehen. Vorzugsweise sind die Wandungen 7, 8 durch hoch reiß­ feste, dünne, aufwickelbare und leicht auslegbare doppel­ wandige Gewebefolien gebildet, die sich einfach auf dem Erdreich 3 verlegen lassen. Die Gewebefolien sind allseitig geschlossen und werden, wie noch beschrieben wird, mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllt, das eine Zwischenschicht 15 bildet. Dadurch erhält die Dichtung eine hohe Druck- und Reißfestigkeit, so daß sie sich mit dem Deponieabfall überschütten läßt. Die Dichtung 1 bildet dabei eine Art "schwimmende" Dichtung oder flüssigkeits- oder gasgefülltes Kissen, da sie als Ganzes zwischen dem Erdreich 3 und der Deponie 2 frei beweglich liegt. Je nach Ausbildung der Wandungen, dem in der Dichtung herrschenden Druck usw. kann die Dicke der Dichtung verändert und an die jeweiligen Gegeben­ heiten angepaßt werden.

Die "schwimmende" Dichtung 1 ermöglicht auch einen Ausgleich von Setzungen und Verschiebungen der Deponie 2 bzw. des Deponiekörpers.

Die Wandungen 7, 8 können durch vorzugsweise säulen­ artige, im Querschnitt runde Abstandhalter 9 auf dem gewünschten Abstand gehalten werden (Fig. 2), so daß eine gleichmäßige Dicke der Dichtung und damit eine stets gleiche Unterlage der Deponie 1 gewährleistet sind.

Vorzugsweise ist die Dichtung 1 über ihre ganze Länge in einzelne, gleiche schlauch- oder kassettenartige Dichtungs­ abschnitte 10 (Fig. 1) unterteilt, wozu zwischen den Wandungen 7, 8 Stege 11 verlaufen. Diese Stege verlaufen vorzugsweise mit gleichem Abstand parallel nebeneinander und parallel zur Längsseite der Dichtung 1.

In jeden Dichtungsabschnitt 10 mündet eine Zu- und Ab­ leitung 12, 13, die mit einer Hauptzu- und Hauptableitung 5, 6 des Leitungssystems 4 bis 6 verbunden sind. Die Hauptleitungen 5, 6 sind an die Pumpstation und Auf­ bereitungsanlage 4 angeschlossen. In die Dichtung 1 und deren Dichtungsabschnitte 10 wird über die Leitung 5, 12 das Fluid eingebaut, das vorzugsweise unter Druck steht, der beispielsweise etwa zwischen 3 bis 5 bar beträgt. In die Hauptableitung 6 ist ein Druckhalteventil 14 eingebaut (Fig. 1), mit dem der eingestellte Druck in der Dichtung konstant gehalten werden kann. Das Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas, wie z.B. Wasser, Luft oder ein organisches Lösungsmittel oder ein Gemisch verschiedener Flüssigkeiten und/oder Gase sein.

Das Fluid bildet zwischen den Wandungen 7, 8 eine Zwischenschicht 15 (Fig. 2), die vorzugsweise kontinuier­ lich durch die Dichtungsabschnitte 10 strömt, wobei sie über die Leitungen 11, 12 in die Dichtung 1 ein und über die Leitungen 13, 16 aus ihr austritt. Verunreinigungen, die durch die obere Wandung 7 in die Zwischenschicht 15 diffundieren, werden in dem Fluid gelöst und je nach dessen Strömungsgeschwindigkeit mehr oder weniger schnell aus der Dichtung 1 in Pfeilrichtung P (Fig. 1, 2) zur Pumpstation und Aufbereitungsanlage 4 transportiert. In dieser Anlage findet eine Regenerierung des Fluids oder Spülmediums statt, die durch Aktivkohle, auf biologischem oder chemischem Wege erfolgen kann. Hierbei werden die Schadstoffe bzw. Verunreinigungen adsorbiert und das regenerierte, gereinigte Fluid kann erneut eingesetzt und über die Hauptzuleitung 5 und die Zuleitung 12 der Dichtung zugeführt werden, wo es erneut die eindiffun­ dierenden Schadstoffe aufnimmt und löst. Über eine ständige Druckkontrolle am Ein- und Austritt des Fluids kann, sofern die Dichtung 1 in die Dichtungsabschnitte 10 bzw. -kassetten aufgeteilt ist, sofort eine eventuelle Leckagen über einen Druckabfall festgestellt werden.

Wenn eine kontinuierliche, analytische Kontrolle vorge­ nommen wird, können sofort über Art und Menge der permeierenden Verunreinigungen Informationen erhalten werden.

Durch den angelegten Druck von drei bis fünf bar wird das hydraulische Gefälle so beeinflußt, daß eine Diffusion in Richtung auf den Deponiekörper 1 statt­ findet. Weiterhin liefern osmotische Effekte einen zu­ sätzlichen Druck, der in Richtung auf den Deponiekörper wirkt.

Dem Fluid können Stoffe, wie beispielsweise mineralische Parti­ kel u. Fasern, zugesetzt werden, die bei einem eventuellen Leck in der Dichtung 1 sofort die undichte Stelle ver­ schließen. An Stellen mit größeren Lecks können über das Fluid sogleich Injektionen erfolgen.

Dem Fluid können auch eine Nährlösung und Bakterien bei­ gemischt werden, die in der Lage sind, die permeierende Verbindung in ungefährliche Verbindungen umzuwandeln.

Die Dichtung 1 kann nicht nur so angeordnet sein, daß ihre Dichtungsabschnitte 11 nebeneinander liegen; viel­ mehr können sie auch vertikal oder schräg übereinander und schräg nebeneinander liegen. Beispielsweise kann die Dichtung in mehrere übereinander liegende Kammern mit mehreren Zwischenschichten unterteilt sein, so daß die aus einer ersten oberen Wandung, einer ersten Zwischenschicht aus Druckluft, einer zweiten Wandung, einer zweiten Zwischenschicht aus Wasser, einer dritten Wandung, einer dritten Zwischenschicht aus Druckluft und einer vierten Wandung besteht.

Die Vorrichtung nach den Fig. 3 und 4 dient zum seitli­ chen, vertikalen Abdichten der Deponie bzw. des Deponie­ körpers 2 a. Diese Vorrichtung befindet sich in einem vertikalen Schlitz 17 des Erdreichs 3 a, dessen Wände 18, 19 und dessen Boden 20 eine Schlitzwand 16 aus beispiels­ weise Bentonit bilden. Die Dichtung 1 a weist wie bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung zwei mit Abstand nebeneinander liegende Wandungen 7 a, 8 a auf, die eine Zwischenschicht 15 a aus einem Fluid aufnehmen. Sie ver­ laufen jedoch vertikal und sind bodenseitig sowie oben über horizontale Querwände 21, 22 miteinander verbunden, so daß wiederum ein allseitig geschlossenes System ent­ steht, in das nur ein Zulauf 5 a und ein Auslauf 6 a mündet. Der Zulauf 5 a ist durch eine vertikale Rohrleitung ge­ bildet, die von oben durch die Querwand 21 in die Dichtung 1 a ragt, Die Zuleitung 5 a mündet mit nur ge­ ringem Abstand von der unteren Querwand 22, wodurch sichergestellt ist, daß das zuströmende Fluid voll­ ständig und gleichmäßig über die Dichtung 1 a über deren ganze Höhe ausfüllt und Totzonen vermieden sind.

Der Auslaß 6 a ist ein kurzer Stutzen, der nach oben und unten über die Querwand 21 ragt und senkrecht zu den Wandungen 7 a, 8 a benachbart zum Einlaß 5 a liegt. Die Dichtung 1 a ist wie die Dichtung gem. den Fig. 1 und 2 durch Stege 11 a in Dichtungsabschnitte 10 a unter­ teilt. Die Stege 11 a liegen senkrecht zu den Wandungen 7 a, 8 a und parallel zu den schmalen (nicht dargestellten) Seitenwänden, wobei sie vorzugsweise in Längsrichtung der Dichtung 1 a gleichen Abstand voneinander haben (Fig. 4). Die einzelnen Dichtungsabschnitte 10 a haben in Längsrichtung der Dichtung 1 a sich erstreckenden rechteckigen Querschnitt. Jedem Dichtungsabschnitt 10 a ist jeweils ein Ein- und Auslaß 5 a, 6 a zugeordnet, die etwa in halber Länge der Abschnitte 10 mit Abstand nebeneinander angeordnet sind. Über den Auslaß 6 a kann das vorzugsweise unter Druck stehende Fluid wieder aus dem zugehörigen Dichtungsabschnitt 10 a ausströmen und einer (nicht dargestellten) Pumpstation und Aufbereitungs­ anlage gem. Fig. 1 zur Regeneration zugeführt und dann erneut über den Einlaß 5 a in die Dichtungskammern 10 a zurückgeleitet werden.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur Abdichtung von umweltgefährdende Stoffe enthaltenden Lager- und Betriebsstätten, insbesondere Sondermülldeponien, Tanks, Tanklager und dgl.,mit mindestens einer doppelwandigen Dichtung, die eine Zwischenschicht zur Aufnahme von durch die Dichtung diffundierenden Stoffen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (15) ein Fluid ist, das über eine Zu- und Ableitung (5, 6, 12, 13; 5 a, 6 a) durch die Dichtung (1; 1 a) strömt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1; 1 a) aus zwei Wandungen (7, 8; 7 a, 8 a), insbesondere Folien, besteht, die gas- und wasserdicht miteinander ver­ bunden sind und eine hohe Reißfestigkeit aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (7, 8; 7 a, 8 a) an ihren Enden zu einem allseitig geschlossenen System miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1; 1 a) durch zwischen den beiden Wandungen (7, 8; 7 a, 8 a) ver­ laufende Stege (11; 11 a) in einzelne Dichtungsab­ schnitte (10; 10 a) unterteilt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (11; 11 a) parallel zueinander verlaufen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (11 a) parallel zur Schmalseite der Dichtung (1 a) verlaufen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander gegen­ überliegenden Enden jedes Dichtungsabschnittes (10) Anschlüsse (12, 13) zum Einbringen und zur Ableitung des Fluids vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den ableitenden An­ schlüssen (13) mindestens ein Druckhalteventil (14) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein Gas, wie beispielsweise Luft ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein vorzugsweise organisches Lösungsmittel ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein Gemisch aus einer Flüssigkeit und/oder einem Gas ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1; 1 a) unterhalb des abzudichtenden Mediums horizontal, vertikal und/oder schräg angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1; 1 a) aus einer ersten Dichtungsfolie, einer ersten Druckluft­ zwischenschicht, einer zweiten Dichtungsfolie, einer zweiten Wasserzwischenschicht, einer dritten Dichtungs­ folie, einer dritten Druckluftzwischenschicht und einer vierten Dichtungsfolie besteht.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fluid ein Dichtungs­ mittel zum Abdichten auftretender Lecks beigemischt ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fluid eine Nährlösung und/oder Bakterien zum Umwandeln permeierender Ver­ bindungen in ungefährliche Verbindungen beigemischt sind.

17. Verfahren zur Abdichtung von umweltgefährdende Stoffe enthaltenden Lager- und Betriebsstätten, insbesondere Sondermülldeponien, bei dem unterhalb des abzudichten­ den Materials eine Dichtung gem. einem der Ansprüche 1 bis 17 eingebaut wird, die in die Dichtung eindrin­ gende, umweltbelastende Stoffe in einer Zwischenschicht aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die umweltbelastenden Stoffe über die als Fluid ausgebildete Zwischenschicht (15) abtransportiert werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (15) mit Druck, vorzugsweise einem Druck zwischen etwa drei bis fünf bar, beaufschlagt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1; 1 a) kontinuierlich von dem Fluid durchströmt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid nach Austritt aus der Dichtung (1; 1 a) regeneriert wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck am Ein- und Aus­ tritt (5, 6, 12, 13; 5 a, 6 a) überwacht wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentrationen der umweltgefährdenden Schadstoffverunreinigungen ge­ messen und überwacht werden.