DE3616380C2 - Vorrichtung mit mindestens einer Dichtungsbahn zum Abdichten von Lagerstätten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Abdichtungen sind bekannt, um den Austritt von Sickerwasser aus Deponien in das umgebende Erdreich zu verhindern ("Mitteilungen der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (Laga)" 2, 1979, S. 23 bis 39). Diese Deponieabdichtungen werden zum Teil mehrlagig mit eingelagerten Drainschichten ausgeführt. In umfangreichen Untersuchungen wurden dennoch gewisse Durchlässigkeiten von Lösungsmitteln festgestellt. In der DE 35 05 076 A1 (nicht vorveröffentlicht) ist eine aus zwei Kunststoffbahnen bestehende Dichtungsbahn mit einer Zwischenschicht aus Aktivkohle dargestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Gestaltung der Dichtungsbahn die Weiterdiffusion von Schadstoffe enthaltenden Lösungsmitteln durch Adsorption an einer Adsorbens-Schicht zu verhindern.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Im Unterschied zu der Dichtung nach der DE 35 05 076 A1 bildet die Dichtungsbahn einen Hohlkörper, der die Adsorbens-Schicht umschließt.

Die in flüssiger oder gasförmiger Phase vorliegenden Lösungsmittel, wie anorganische Schadstoffe oder organische Kohlenwasserstoffverbindungen, werden durch die Adsorbens- Schicht zurückgehalten, die in Fließrichtung dieser Stoffe vor dem Erdreich liegt. Durch die Adsorption werden vorzugsweise Kohlenwasserstoffe durch chemisch-physikalische Wechselwirkungskräfte an die Adsorbens-Schicht gebunden und damit an einer Weiterdiffusion gehindert. Diese Diffusionssperre ist aber auch zur Abdichtung von Tanks, Tanklagern und auch von großflächigen Betriebsstätten geeignet, bei denen mit einem Eindringen von umweltgefährdenden Stoffen ins Erdreich gerechnet werden muß. Ebenfalls ist eine Abdichtung von Wasserschutzgebieten gegen umweltgefährdende Stoffe möglich.

Da die Adsorbens-Schicht nur begrenzt beladbar ist, kann sie nach ihrer Beladung mit den Schadstoffen ausgetauscht und/oder regeneriert werden, wofür der verschließbare Einlaß verwendet werden kann.

Die Adsorbens-Schicht kann ohne Schwierigkeiten ausgetauscht und zur Regeneration an Ort und Stelle oder extern behandelt werden. Sie kann außer aus Aktivkohle auch aus Adsorberharz, Silicagel, Tonerde oder aus einer Mischung dieser Stoffe oder auch aus einem Molekularsieb bestehen, wobei das Adsorbens lose und austauschbar oder gebunden und stationär eingebaut sein kann. Wegen der Austauschbarkeit ist auch die Forderung nach einer Reparierbarkeit und Kontrollierbarkeit der Dichtungsbahn erfüllt. Vorteilhaft kann bei horizontaler Lage der Dichtungsbahn die Belastung der oberen Stützschicht dadurch ausgeglichen werden, daß in dem Hohlkörper ein Druck zwischen 3 und 4 bar erzeugt wird. Über eine Drucküberwachung ist eine einfache Kontrolle hinsichtlich etwaiger Leckagen möglich.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Abdichtungsvorrichtung mit vertikal angeordneter doppelwandiger Dichtungsbahn, die eine Adsorbens-Schicht umschließt, in einem Schnitt nach I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine horizontal angeordnete Basisabdichtungs-Vorrichtung mit doppelwandiger Dichtungsbahn, schematisch im Schnitt,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine als Matte ausgeführte Dichtungsbahn in einer Ausführung entsprechend Fig. 3,

Fig. 5 eine vertikal angeordnete Abdichtungsvorrichtung mit einem Schlauch, in den ein Adsorbens eingefüllt ist, schematisch in einem Schnitt entsprechend Fig. 1.

In Fig. 1 ist im Schnitt der Aufbau einer vertikal angeordneten Abdichtungsvorrichtung mit einer Dichtungsbahn 1 dargestellt, die als Dichtung gegen den Austritt umweltgefährdender Stoffe aus einer Deponie und deren Deponiekörper dient. Sie ist in einen Schlitzgraben 2 eingebaut, der mit einem geeigneten Gerät ausgehoben worden ist. Die Wände 5 bis 7 des Schlitzgrabens 2 sind aus dem umgebenden Erdreich 3 gebildet. Die Abdichtungsvorrichtung steht in einer in den Schlitzgraben 2 eingebrachten Bentonitmasse 4, die auch die Grabenwände 5 bis 7 abstützt.

Die Dichtungsbahn 1 besteht aus zwei miteinander verbundenen Stützwänden 8 und 9, die einen Hohlraum 16 begrenzen, der mit einer Schicht 10 aus einem Adsorbens verfüllt ist. Die Stützwände 8 und 9 haben über ihre ganze Höhe Abstand voneinander und sind oben und unten durch Querwände 13 und 14 zu einem geschlossenen flächenhaften Gebilde dichtend verbunden. Die Wände sind im Ausführungsbeispiel aus Kunststoffolien hergestellt. Vorzugsweise ist der Abstand der seitlichen Stützwände 8 und 9 am unteren Ende kleiner als an ihrem oberen Ende. In den Hohlraum 16 wurde die Adsorbens- Schicht 10 bereits vor dem Einbau der Dichtungsbahn in den Schlitzgraben 2 eingebracht.

Am oberen Ende der Dichtungsbahn 1 befindet sich ein verschließbarer Einlaß 11 sowie ein mit einer horizontal liegenden Sammelleitung 17 (Fig. 2) verbundener Auslaß 12, über die das Adsorbens, das vorzugsweise aus Aktivkohle besteht, mittels Druckluft oder Wasser in den Hohlraum 16 eingebracht und aus ihm entnommen werden kann. Der Einlaß 11 ist ein längliches Rohr, das bis fast an die bodenseitige Querwand 13 reicht. Hierdurch werden Totzonen innerhalb der Adsorbens-Schicht 10 vermieden, so daß eine störungsfreie Befüllung gewährleistet und eine wirksame Regenerierung des Adsorbens möglich ist, wobei über den Einlaß 11 ein Regeneriermittel eingebracht wird.

Die beiden Stützwände 8 und 9 sind über Verbindungsstege 15 auf Abstand gehalten, wodurch der Hohlraum 16 in kassetten- oder kammerartige Dichtungsabschnitte 18 unterteilt ist (Fig. 2). Für jeden Dichtungsabschnitt 18 ist ein Einlaß 11 und ein (in Fig. 2 nicht dargestellter) Auslaß vorgesehen, wobei die Auslässe an die Sammelleitung 17 angeschlossen sind.

Wie Fig. 1 zeigt, haben die Stützwände 8 und 9 an ihrer der Adsorbens-Schicht 10 zugewandten Innenseite jeweils eine Wellung 19 bzw. 19′, wodurch sich durch die Wände 8 und 9 diffundiertes Fluid gleichmäßig in der Adsorbens-Schicht verteilt.

Wären die Innenseiten der Stützwände 8 und 9 eben, so könnte eingedrungene Flüssigkeit direkt nach unten ablaufen und würde mit dem Adsorbens nur unzureichend in Berührung kommen. Die Wellungen 19 und 19′ haben zur Folge, daß die eingedrungene Flüssigkeit auf ihnen verhältnismäßig weit nach innen gelangt, von den am weitesten nach innen ragenden Stellen abtropft und dadurch in der Adsorbens-Schicht 10, die beispielsweise aus Aktivkohle besteht, gleichmäßig verteilt wird.

Die Verbindungsstege 15 verlaufen vorzugsweise zick-zack- förmig schräg zur Längsrichtung der Dichtungsbahn 1, so daß die Dichtungsabschnitte 18 dreieckigen Querschnitt haben (Fig. 2), wobei sich eine Unterteilung des Hohlraumes 16 in eine Vielzahl von Dichtungsabschnitten ergibt.

Bei stehend angeordneter Dichtungsbahn 1 fließen die durch die Wände 8 und 9 diffundierten Flüssigkeiten nach unten. Wird der Abstand der Stützwände 8 und 9 am unteren Ende kleiner dimensioniert als am oberen Ende, so verringert sich der Aufnahmequerschnitt für die Flüssigkeit nach unten, und der Flüssigkeitsspiegel ist bei gegebener Flüssigkeitsmenge höher, als es bei über die Höhe gleichbleibendem Querschnitt des Hohlraumes 16 der Fall wäre. Dadurch wird die Adsorbens-Schicht 10 mit der eingedrungenen Flüssigkeit gleichmäßiger beaufschlagt und ihre Aufnahmekapazität darum nicht vorzeitig erschöpft.

Die Adsorbens-Schicht 10 kann ausgetauscht werden, wenn sie mit den zu adsorbierenden Stoffen beladen ist. Dieser Vorgang wird erleichtert, wenn der Hohlraum 16 wie erläutert nach unten verjüngt ist. Beim Einbringen bzw. Austauschen des Adsorbens ist dann die Strömungsgeschwindigkeit im unteren Bereich infolge des kleineren lichten Querschnittes des Hohlraumes 16 größer als im oberen Bereich. Beim Einfüllen über den Einlaß 11 dient die Sammelleitung 17 als Entlüftungsleitung. Zum Entleeren bzw. Austauschen wird über den Einlaß 11 Spülmittel eingebracht, das beispielsweise Druckluft oder Wasser sein kann, wobei das Adsorbens durch den Auslaß 12 bzw. die Auslässe 12 und die Sammelleitung 17 nach außen transportiert wird. Zur Zuführung von Druckluft wird ein Druckluftgerät verwendet. Der Austausch ist auch mittels Unterdruck möglich.

Zur Regeneration der Adsorbens-Schicht 10 an Ort und Stelle in eingebautem Zustand werden in die Schicht eine Nährlösung und Bakterien eingebracht. Die Bakterien haben die Aufgabe, die von der Adsorbens-Schicht 10 adsorbierten Kohlenwasserstoffe abzubauen und werden von der Nährlösung am Leben gehalten. Die Nährlösung wird in einer solchen Menge in die Adsorbens-Schicht eingebracht, daß während deren gesamter Standzeit die adsorbierten Kohlenwasserstoffe abgebaut werden können. Es kann auch nur die Nährlösung ersetzt werden, falls sie erschöpft sein sollte. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß über den Einlaß 11 Wasser zum Spülen der Adsorbens-Schicht 10 eingebracht wird. An der Sammelleitung 17 ist dann ein (nicht dargestellter) Filter angeordnet, um das Herausspülen des Adsorbens zu verhindern. Nach dem Durchspülen kann eine neue Nährlösung mit Bakterien in die Adsorbens-Schicht 10 eingebracht werden.

Für die Adsorbens-Schicht 10 können anstellen von Aktivkohle auch Adsorberharz, Silicagel, Tonerde oder Mischungen dieser Stoffe oder auch ein Molekularsieb verwendet werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist eine sohlenartige, horizontal angeordnete Dichtungsbahn 1a vorgesehen, die in eine Dichtschicht 20 aus Ton eingebaut ist. Die ausgelegte Dichtungsbahn 1a hat Stützwände 8a und 9a und z. B. bei einer maximalen Länge von 200 m eine Breite von bis zu 10 m. Die Stützwände 8a und 9a sind an beiden Enden verschlossen und bilden eine Matte 22. Um die erforderliche Festigkeit der Matte zu gewährleisten, sind zwischen den Stützwänden 8a und 9a säulenartige, im Querschnitt runde Abstandhalter 21 eingebaut. Sie haben gleichen Abstand von vorzugsweise etwa 0,5 bis 1 m voneinander und sind gleichmäßig verteilt angeordnet (Fig. 4). Die Matte 22 ist wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit einer Adsorbens-Schicht 10a gefüllt, die ausgetauscht und regeneriert werden kann.

Zur Unterteilung der Matte 22 in einzelne Dichtungsabschnitte 18a sind Verbindungsstege 15a vorgesehen. Sie erstrecken sich über die ganze Länge der Matte 22 und bilden so über die vorgesehene Breite der Matte zwei, drei, vier oder mehr längliche Dichtungsabschnitte 18a. Diese Unterteilung der Matte 22 in einzelne Abschnitte erleichtert eine Leckagesuche bzw. Leckageerfassung. Tritt z. B. eine Leckage in einem dieser Abschnitte 18a auf, kann dies in einfacher Weise durch z. B. Absenken des Druckes erfaßt und behoben werden.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Adsorbens-Schicht 10b in einen hochreißfesten Gewebeschlauch 23 eingefüllt ist. Diese Dichtungsbahn 1b wird senkrecht stehend verwendet.

Bei dieser Ausführungsform wird der leere Gewebeschlauch 23 in den Hohlraum 16b zwischen den einander gegenüberliegenden Stützwänden 8b und 9b eingehängt und anschließend mit dem Adsorbens befüllt. Zum Entleeren wird der gesamte Schlauch 23 aus dem Hohlraum 16b herausgehoben.

Der Hohlraum 16b ist vorzugsweise entsprechend der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 mit (nicht dargestellten) Verbindungsstegen in Dichtungsabschnitte mit dreieckigem Querschnitt unterteilt. In diese Dichtungsabschnitte wird jeweils ein leerer Gewebeschlauch 23 eingesetzt. Die Schläuche können beispielsweise jeweils durch ein Gewicht beschwert sein, so daß sie sich ohne Schwierigkeiten absenken lassen. Am oberen Ende der Gewebeschläuche 23 kann der als Einfüllstutzen ausgebildete Einlaß 11b befestigt sein, der einen entsprechenden Anschluß zum Einfüllen des Adsorbens aufweist. Die Gewebeschläuche 23 legen sich beim Füllvorgang an die umgebenden Wandungen bzw. Verbindungsstege der Dichtungsabschnitte an und sind an ihnen abgestützt. Die beim Füllvorgang verdrängte Luft kann durch das Gewebe hindurch nach außen gelangen.

Claims (17)

1. Vorrichtung mit mindestens einer Dichtungsbahn aus Kunststoff zum Abdichten von Lagerstätten oder Bodenbereichen gegen den Austritt bzw. Zutritt von Schadstoffen in flüssiger oder gasförmiger Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsbahn (1; 1a; 1b) als Hohlkörper ausgeführt ist, der eine Schicht (10; 10a; 10b) aus einem Adsorbens umschließt, das die durch die Dichtungsbahn (1; 1a; 1b) diffundierten Schadstoffe adsorbiert, und daß der Hohlkörper einen verschließbaren Einlaß (11, 11b) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens biologisch regenerierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Adsorbens zur Regenerierung eine Bakterienkultur mit Nährlösung beigegeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens chemisch und/oder thermisch regenerierbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper einen an eine Sammelleitung (17) angeschlossenen Auslaß (12) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens extern regenerierbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sammelleitung (17) ein Filter zur Verhinderung des Herausspülens des Adsorbens vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper durch Stege (15; 15a) in kammerartige Abschnitte (18, 18a) unterteilt ist, die jeweils einen Einlaß (11) und einen Auslaß (12) aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper zwei übereinanderliegende, von der Dichtungsbahn (1a) gebildete Wände (8a und 9a) aufweist, die durch Abstandshalter (21) und/oder durch Druckbeaufschlagung der Adsorberschicht gegeneinander abgestützt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper zwei einander gegenüberstehende, von der Dichtungsbahn (1) gebildete Stützwände (8 und 9) aufweist, von denen mindestens eine an ihrer Innenseite eine Wellung (19; 19′) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei stehender Anordnung des Hohlkörpers dessen beide von der Dichtungsbahn gebildeten Seitenwände (8 und 9) einen nach unten abnehmenden Abstand voneinander haben.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens in mindestens einen in den Hohlkörper eingesetzten Schlauch (23), vorzugsweise einen Gewebeschlauch aus hochreißfesten Fasern, eingefüllt ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die kammerartigen Abschnitte (18) des Hohlkörpers je ein Schlauch mit Adsorbens eingesetzt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Gewebeschläuche (23) den Einlaß (11b) des Hohlkörpers aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens aus Aktivkohle, Adsorberharz, Silicagel oder Tonerde besteht.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens aus einer Mischung von Adsorberharz, Silicagel und/oder Tonerde besteht.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens aus einem Molekularsieb besteht.