DE4323283A1 - Verfahren zur Untersuchung von Deponien - Google Patents

Verfahren zur Untersuchung von Deponien

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung und darauf basierenden Verbesserung bzw. Optimierung der Entsorgung der in, gege­ benenfalls eine Deckschicht aufweisenden, Abfall- und Müll-Deponien sich bil­ denden und von denselben an die Umwelt abgegebenen Schadstoffgase und -dämpfe sowie Geruchsbelästigungen verursachender Substanzen, wobei eine Mehrzahl von Deponiegas-Absaug-Brunnen in der jeweiligen Müll-Deponie angeordnet sind.
Wesentlicher Vorteil dieses Entsorgungskonzeptes ist, daß einerseits die Abgase von Schadstoffdämpfen und -gasen an die Umwelt wesentlich reduziert werden soll und kann und andererseits der diesen Deponie-Abgasen innewohnende Energieinhalt hauptsächlich in Form von Methan, das bei den anaeroben Bedingun­ gen in der Deponie gebildet wird, beispielsweise für Heizung oder Elektrizi­ tätsgewinnung genutzt werden kann, wodurch die Deponiekosten wesentlich ge­ senkt werden können.
Zum Stand der Technik ist auszuführen, daß Gasaustritt und Gaspermeation in verschiedene geologische Schichten durchquerenden Bohrungen zu ermitteln, beispielsweise aus der US-A 4,805.450 bekanntgeworden ist. Weitars beschreiben die US-A 4,444.041 und 4,487.054 mit Oberflächenkollektoren arbeitende Metho­ den zur Ermittlung der aus Deponien austretenden Gasmengen, wobei sich die US-A 4,487.054 mit der Frage der Optimierung der Positionierung der Kollekto­ ren beschäftigt. In der US-A 5, 063. 519 ist eine auf Druckmessungen basierende Ermittlung der Gasaustritts-Topografie von Mülldeponien beschrieben, die US-A 5,076.728 hat ein Lecksuchsystem für Deponien mit Zwischen- und Deckschichten zum Gegenstand, das mit Tracergasen arbeitet, und schließlich beschreibt die US-A 4,442.901 eine Deponiegas-Sammelmethode mittels speziell ausgebildeten, im Deponiekörper angeordneten, großflächigen Gasabsaugsystems.
Ergänzend ist auszuführen, daß aus der US-A 4,725.551 ein Verfahren und eine Einrichtung zur raschen Erfassung von Leckagen in einem oder mehreren un­ terirdischen Tanks für flüssige Medien, wie Kohlenwasserstoffe, bekanntgewor­ den ist, wobei vorgesehen ist, daß den in den Tanks befindlichen Medien Tra­ cersubstanzen zugesetzt sind und daß über ein zahlreiche Auslaßöffnungen auf­ weisendes, in Nähe der Tanks auf deren einen Seite in das die Tanks umgebende Füllmaterial eingesenktes Rohr Luft eingebracht wird, die Tanks dann von der Luft - an eventuellen Leckstellen Tracersubstanz aufnehmend - umströmt werden und schließlich die gegebenenfalls tracerbeladene Luft auf der anderen Seite über ein Sammelrohr abgesaugt und einen Tracer-Detektor bzw. -Analysator zuge­ führt wird, der gegebenenfalls Leckagen anzeigt und Alarm sowie Gegenmaßnahmen auszulösen imstande ist. Schließlich beschreibt die US-A 4,189.938 ein Verfah­ ren zur Ortung von Lecks in bzw. an unterirdischen Leitungen für fluide Me­ dien, wobei das medienführende Rohr von einem Schutzrohr ummantelt ist. In den Mantelraum wird ein Tracergas auf Basis von Erdgas und Argon eingebracht, welches im Falle eines Lecks in das umgebende Erdreich einsickert bzw. zur At­ mosphäre hin entweicht. Durch den Einsatz des Gasgemisches kann doppelte Si­ cherheit erzielt werden, das Argon kann mittels in eine Bohrung ins Erdreich eingebrachte Sonde detektiert werden, während das infolge geringer Dichte auf­ steigende Methan oberhalb der Erdoberfläche mittels Flammenionisationsdetektor erfaßbar ist.
Nach diesen einleitenden Bemerkungen zum Stand der Technik wird zur all­ gemeinen Erläuterung des Umfeldes der Erfindung und der mit ihrer Hilfe zu lö­ senden Problematik folgendes ausgeführt:
Die Erfassung des Gashaushaltes einer Deponie ist infolge der sehr kom­ plexen Vorgänge bei Entstehung und Bildung von Deponiegasen nur näherungsweise möglich. Für die unterschiedlichen Gasmengen-Begriffe gelten etwa folgende Definitionen:
Gaspotential: Sowohl das Gesamtgaspotential als die Gasbildungsrate können mit relativ einfachen Modellen bestimmt werden. Bisher durchgeführte Kontrollmessungen haben die Brauchbarkeit der Ergebnisse bestätigt, wenn auch nur global.
Tatsächliche Gasproduktion: Die Messung der tatsächlichen Gasproduktion ist nur bei bestehenden Deponien möglich. Das Austesten von Deponien durch Feldversuche (z. B. mittels Probefackelanlage) ergibt eine Reihe von Basisdaten, die für die Dimensionierung von Entgasungsanlagen wertvolle Hinweise liefern:
  • a) Zusammensetzung des Deponiegases auch bezüglich der Spurenstoffe und geruchsbelästigenden Substanzen.
  • b) Eigenschaften des Deponiekörpers, z. B. Wasseransammlungen, Permeabilität, Schüttung, Dichte u. dgl.
  • c) Dimensionierungsparameter für das Entgasungssystem, z. B. Gasproduktionin m3/h, jeweils in verschiedenen Tiefen.
  • d) Erfassungsgrade eines Gassammelsystems sofern die Testkollektoren den Gasproduktionseigenschaften der Deponie entsprechend angeordnet sind.
  • e) Eigenschaften des Kollektors, z. B. Verdünnung der entsorgten Gase mit Luft.
Diese entsprechenden Versuche sollen zumindest über etwa zwei bis drei Monate laufen. Dabei werden die Gasvolumenströme bei veränderlichen Unterdrücken, die Temperaturen, die Drücke sowie die Gaskonzentrationen (CH4, CO2, O2, H2) gemessen. Diese Messungen ergeben jedoch immer nur eine Momentaufnahme des Gesamtgashaushaltes. Weitars gelten die Ergebnisse streng genommen nur für jeweils untersuchte Bereiche der Deponie. Infolge der Inhomo­ genität von Deponien können an anderen Stellen sehr unterschiedliche Gasproduktionsverhältnisse auftreten. Somit kann die tatsächliche Gasproduktion einer Deponie mit Messungen nur annähernd bestimmt werden. Dennoch ist die Durchführung von Mengenmessungen auf der Deponie sowohl vor Errichtung von Entgasungsmaßnahmen als auch bei bestehenden Entgasungsanlagen wesentlich und jede nur kleine Verbesserung bringt sowohl ökonomisch als auch ökologisch wichtige Vorteile.
Was die erfaßbare Gasproduktion betrifft, kann diese auf Grund von Vorversuchen annähernd bestimmt werden. Bei jeder Erfassungsmaßnahme soll auch die erfaßte Gasmenge laufend gemessen werden. Hierbei wird jedoch natürlich nur die tatsächlich erfaßte Gasmenge bestimmt. Die maximal mögliche erfaßbare Gasmenge kann wesentlich höher sein. Aus der Literatur bzw. aus Messungen er­ geben sich meist Erfassungsgrade von 25%-50%, wobei die Messungen eher zu den niedrigeren Werten tendieren.
Zur nutzbaren Gasproduktion ist auszuführen, daß diese ebenfalls von einer Reihe von Faktoren abhängt, wie insbesondere Gasqualität, Energiebedarf der Verbraucher und Höhe der Restemissionen. Zum letzten Punkt ist anzumerken, daß es bei hohen Anforderungen an die Gasqualität (vor allem den Methangehalt betreffend) aus Sicht der optimalen Gasverwertung erforderlich ist, nicht die volle erfaßbare Gasmenge abzusaugen, da ansonsten zuviel Fremdluft eintreten würde. Bei dieser anergieoptimierten Vorgangsweise ist jedoch mit erhöhten Restemissionen zu rechnen.
Damit wird ein grundsätzlicher Widerspruch zwischen optimaler Gasverwertung und Zielen des Umweltschutzes sichtbar. Dieser Widerspruch ist zwar gegeben, kann jedoch bei klarer Zielsetzung entschärft-werden. Dazu ist eine ausreichend klare Definition der Restemissionen und deren tolerierbarer Höhen erforderlich.
Es ist jedoch auch seitens der Interessenten an der Gasverwertung anzuerkennen, daß Entgasungsmaßnahmen vorrangig dem Umweltschutz dienen. Die Erwartungen an Verwertungsanlagen und die Bemessung dieser Anlagen sollen somit der Vorrangsteilung des Umweltschutzes stets Rechnung tragen.
Zur Ausbreitung und zum Transport von Deponiegasen ist auszuführen, daß folgende Ausbreitungsbereiche unterschieden werden: Ausbreitung im Deponiekörper selbst, weiters jene ins Deponieumfeld und die Ausbreitung in die umgebende Atmosphäre.
In den beiden ersten Fällen breiten sich die im Deponiekörper entstehenden Gase ohne Einwirkung äußerer Druckpotentiale in verschiedene Richtungen aus mittels Diffusion und Druckströmung bzw. Potentialströmung.
Bei der Ausbreitung in die Atmosphäre spielen Zirkulationsgeschehen (dreidimensionales Transport und Bewegungssystem) Mischungsvorgänge und Niederschlagsgeschehen eine Rolle.
Was nun die Ausbreitungsvorgänge im Deponiekörper selbst betrifft, können die Ausbreitungsvorgänge im Deponiekörper folgende sein: Bei der Diffusion breitet sich das Gas aus Bereichen höherer Konzentration zu Bereichen niederer Konzentration hin aus. Eine Druckströmung (Potentialströ­ mung) entsteht durch Druckgradienten; wenn sich das Gas aus Bereichen mit höherem Gasdruck in Bereiche mit geringerem Druck bewegt.
Unter Umständen können sich, wie Messungen ergeben haben, Druckunter­ schiede bis zu 300 mbar in Deponien aufbauen; in der egal liegen sie jedoch unter 20 mbar.
Der Gastransport durch Diffusion erfolgt nur dann geregelt, wenn sich die Partialdrücke bzw. Konzentrationsabnahme über einen gesamten Diffusionsweg erstrecken. Dichte Schichten im Deponiekörper bzw. im umgebenden Erdreich beeinflussen den Gasaustausch entscheidend. Auch Wasser stellt beispielsweise eine fast vollständige Barriere für die Diffusionsströmungen dar, da der Dif­ fusionskoeffizient für Wasser nur etwa 1/10 000 des entsprechenden Wertes für Luft beträgt. Die Diffusion stagniert, wenn zwischen Deponiekörper und umgebendem Medium (Luftraum oder gasverfügbare Hohlräume im umgebenden Boden) keine oder nur sehr geringe Konzentrationsunterschiede herrschen.
Infolge des höheren Gasdruckes in der Deponie, der bei den heute prak­ tizierten anaeroben Deponietechniken auftritt, überwiegt der Transport durch Druckströmung. Eine Druckströmung kommt in Gang, wenn ein Druckgefälle, z. B. durch lokale Gasproduktion, barometrische Druckänderungen oder Temperatur­ veränderungen entsteht. Auch hier beeinflussen dichte Schichten oder wasser­ gesättigte Bereiche den Gastransport. Durch Wind hervorgerufene Turbulenzen können in der Deponieoberschicht Druckunterschiede bedingen, die bis zu einer Tiefe von 2 bis 3 m deutlich wirksam werden. Ähnliche Effekte treten bei Gasbrunnen bzw. Entgasungsschächten auf. Der Gasdruck unmittelbar unter der Deponieoberfläche verändert sich meist genauso wie der Luftdruck. Fallender atmosphärischer Druck vergrößert die Menge des ausströmenden Gases.
Für Deponien wurden Ausbreitungsmodelle erstellt, wobei auf Grund ver­ schiedener Untersuchungen zur Gasausbreitung im Deponiekörper von folgenden Modellvorstellungen ausgegangen werden kann:
  • a) Gasausbreitung ohne aktive Entgasung: Das Gas breitet sich im Deponiekörper überwiegend über bevorzugte Strömungswege aus, die hauptsächlich in horizontaler Richtung verlaufen (Schichtenanisotropie).
Für die Einschätzung der Emissionssituation ist der Übergangsbereich Müll- (Abdeckschicht)- Atmosphäre in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, z. B. Durchlässigkeit, Gasproduktion, Homogenität, entscheidend. Sofern der obere Bereich der Deponie aus lockerem Material, z. B. Müll, besteht, findet die Vermischung zwischen Deponiegas und Luft mehr oder weniger im Deponie­ körper selbst statt. An der Oberfläche kann das Deponiegas bereits erheblich verdünnt sein. Im Boden selbst laufen in einem solchen Fall aerobe Abbauprozesse ab, so daß es zur Ausbildung des sogenannten Biofiltereffektes kommt, also zu einem Absorptionsprozeß mit aerober mikrobieller Regeneration in einem Filterbett aus organischen Materialien.
Bei mit Erdreich abgedeckten Deponien stellt sich im oberflächennahen Boden-(Müll) -Bereich ein ausgeprägter Methanspiegel ein, dessen Lage für ein Pflanzenwachstum limitierend sein kann. Insgesamt sind eventuelle Gasemissionen eher diffus über die Deponie-Fläche verteilt.
Bei durchlässigem Boden oder Müll ist häufig zu beobachten, daß die Deponiegase eher auf wenige Flächenstücke konzentriert austreten, namentlich in Böschungsbereichen, so daß die Oberflächenemissionen lokal erhöht, aber dennoch noch deutlich verdünnt sind.
Teilweise erreichen jedoch auch die vorerwähnten bevorzugten Strömungswege die Deponieoberfläche, so daß es zu konzentrierten Gasaustritten (Inhomogenitäten) kommen kann. Ein Biofiltereffekt ist hier nur mehr von untergeordneter Bedeutung.
  • b) Gasausbreitung mit aktiver Entgasung der Deponie mittels "Gasbrunnen": Im Falle einer Absaugung von Deponiegas breitet sich der Unter­ druck ebenso entlang der o.a. bevorzugten Strömungswege aus, so daß konzentrierte Gasaustritte relativ wirksam beeinflußt werden. Allerdings ist dadurch auch der Nachteil eines Ansaugens von Atmosphärenluft gegeben, so daß letztendlich ein Optimum bzw. Kompromiß zwischen einer noch zulässigen Luft­ verdünnung, dem maximal tolerierbaren Unterdruck, der Frage des Abstandes der Kollektoren voneinander sowie ergänzenden, meist baulichen Maßnahmen, wie Abdichtung, Art des Brunnenausbaus usw. zu finden ist.
Wenn eine ausgeprägte Vermischungszone im Deponiekörper vorhanden ist, wird durch Entgasungsmaßnahmen der Methanspiegel zur Deponie hin verlagert. Die Restemissionen werden so verringert, ein Zustand der an sich anzustreben ist.
Somit läßt sich zusammenfassen, daß Gasemissionen über offenen Müllflächen nur kritisch sind, sofern sich der Biofiltereffekt nicht entwickelt oder überlastet ist. Da hiervon bei jeder Deponie zumindest zeitweise auszugehen ist, ist eine Entgasung auch bei nicht oder teilabge­ deckten Deponien in den meisten Fällen erforderlich. Flächige Emissionen über eine Abdeckschicht sind ab bestimmten Werten für die Rekultivierung bzw. für Geruchsemissionen kritisch. Intensive Emissionen über Risse und Klüfte in der Deponie müssen als kritisch eingestuft werden. Sie stellen unmittelbare Ge­ fahrenquellen dar, wie z. B. Brand-, Vergiftungs-, Erstickungsgefahr. Von ihnen gehen Geruchsemissionen aus und es verlassen toxikologisch bedenkliche Gase kaum verdünnt die Deponie. Bei solchen Emissionen ist in jedem Fall ein Sa­ nierungsbedarf vorhanden.
Davon ausgehend ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Untersuchung und darauf basierenden Verbesserung bzw. Optimie­ rung der Entsorgung der in, gegebenenfalls eine Deckschicht aufweisenden, Abfall- und Müll-Deponien sich bildenden und von denselben an die Umwelt abgegebenen Schadstoffgase und -dämpfe sowie Geruchsbelästigung verursachender Substanzen, wobei eine Mehrzahl, insbesondere ein Netz, von, vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet, über die Fläche der Deponie verteilten, in die Tiefe derselben sich erstreckenden, mit Unterdruck beaufschlagbaren Schadstoffgas-Absaugrohren, insbesondere Gasbrunnen, angeordnet ist, über welche die sich in der Deponie entwickelnden und freigesetzten Schadstoff- und Abgase entnommen werden und über ein Sammelleitungssystem zumindest einer, bevorzugt mit einer Wärme- und/oder Energie-Erzeugungseinrichtung ausgestatteten, Schadstoff-Vernichtungs- bzw. Umwandlungseinrichtung geführt werden. Die wesentlichen Merkmale des Sammelleistungssystems bestehen darin, daß in zumindest einen jeweils zu untersuchenden Volumsbereich der Deponie im Umfeld zumindest eines Gasbrunnens oder Absaugrohres eine gegenüber den Deponiegasen inerte, selbst in hoher Verdünnung, vorzugsweise in Konzentrationen von weniger als 1 ppb(10-9) qualitativ - und insbesondere quantitativ analytisch nachweis- und erfaßbare Moleküle abgebende Substanz ("Tracersubstanz"), insbesondere ein derartige Moleküle aufweisendes Gas ("Tracergas"), eingebracht wird. Deren bzw. dessen Transport- bzw. Migrations-Geschwindigkeit bzw. Geschwindigkeits-Spektrum vom genannten Deponie-Volumsbereich zum Gasbrunnen hin sowie das Verhältnis von deren bzw. dessen eingebrachter Gesamtmenge zu dessen vom Absaugrohr bzw. Gasbrunnen tatsächlich aufgenommenen und entsorgten Gesamtmenge wird bestimmt und durch Variation des Absaug-Unterdruckes bzw. der Absauggeschwindigkeit des Gasbrunnens bzw. Absaugrohres und/oder Variation von dessen Standort und/oder Tiefenerstreckung jeweils von entsorgungs- und/oder umweltentlastungstechnischen Kriterien aus eine Optimierung der Leistung des jeweiligen einzelnen Gasbrunnens bzw. Absaugrohres, und bevorzugterweise darauf aufbauend wird stufenweise eine Optimierung der Leistung der Ge­ samtheit der Gasbrunnen einer Deponie vorgenommen.
Die Erfindung ermöglicht eine möglichst optimierte Nutzung der in einer Deponie durch im wesentlichen anaeroben Abbau organischer Stoffe laufend gebildeten Kohlenwasserstoffe, wie insbesondere Methan, für Energiegewinnungs­ zwecke neben einer umweltgerechten, wesentlichen Reduzierung der aus einer Deponie in die Atmosphäre austretenden Deponiegase und Schadstoffe.
Aus der wie oben angegeben ermittelten Tracergas-Transportrate lassen sich direkte Rückschlüsse auf die Konsistenz eines vom produzierten Abgas auf dem Weg zu einem Gasbrunnen zu durcheilenden Volumsbereiches einer Deponie ziehen.
Es ist gleich hier anzumerken, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei Einbeziehung nur jeweils einer Meßstelle durchaus wesentliche Grunddaten für eine Optimierung zu liefern imstande ist, die in Kombination mit den Resultaten weiterer Einzelbestimmungen durchaus die Möglichkeit zur Erstellung eines Modells mit erster Näherung an die in einer Deponie herrschenden, realen Verhältnisse geben. Außerdem ist die Einzel-Meßmethode und ihre Ergebnisse zur Ermittlung der strömungsmechanischen Charakteristika der einzelnen Volumsbereiche ausgezeichnet geeignet.
Ein noch wirklichkeitsnäheres Bild und verfeinertes Modell der Gaspro­ duktionsverhältnisse innerhalb einer Deponie ist von integralen Messungen mittels einer Mehrzahl von Tracergas-Einbringungsstellen und einer Mehrzahl von an die jeweils eingesetzten Analyseneinrichtungen angeschlossenen Gasbrunnen zu erwarten. Schwierig ist dabei die Verlegung und Beschickung von an verschiedenen Stellen zu gleicher Zeit und/oder mit untereinander gleicher Geschwindigkeit das Tracergas abgebenden Tracerfreisetzungs-Sonden, wie z. B. von voneinander beabstandete Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Tracergas-Zuführungsrohren oder -schläuchen in tieferen Bereichen einer bestehenden Deponie.
Relativ einfach und kostengünstig ist die Ausführungsvariante der Tracergaseinbringung an nur einer Stelle gemäß Anspruch 2. Sie ermöglicht einen orientierenden Überblick, kann aber z. B. infolge "Kanalbildung" in der Schüttung einer Deponie und dementsprechend erhöhte Gas-Transportrate zu Fehleinschätzungen Anlaß geben.
Die tatsächlichen Gegebenheiten im jeweiligen Volumsbereich wesentlich besser wiedergebende Resultate und Daten für eine angestrebte Optimierung sind bei der bevorzugten, jedoch aufwendigeren, Ausführungsform gemäß Anspruch 3 zu erzielen.
Bei einmalig oder periodisch gepulster Einbringung des Tracers in das Umfeld eines Gasbrunnens gemäß der vorteilhaften Ausführungsvariante nach Anspruch 4 ist der wesentliche Vorteil einer Messung der Migrationsgeschwindigkeiten der Deponiegase durch bestimmte Deponiebereiche und deren Änderung in Abhängigkeit von der Zeit während einer Meßperiode gegeben. Die nach Methoden gemäß Anspruch 4 erzielten Ergebnisse ermöglichen direkte Rückschlüsse auf die Schüttdichte des in Rede stehenden Deponiebereiches und eventuell vorhandene, im wesentlichen etwa horizontal verlaufende "Kanäle", beispielsweise zwischen die Deponie einst aufbauenden Einzelchargen von Müll.
Besonders gut lassen sich zeitabhängige sich ändernde Deponiebedin­ gungen beobachten und wesentliche Modelldaten erhalten, wenn man in der Art, wie sie Anspruch 5 umreißt, vorgeht. Mit den so gewonnenen Daten ist auch eine optimale tageszeit- und jahreszeit-, im einfachsten Fall sogar wetterabhängige "Führung" einer Deponie mit hoher Gasausbeute ermöglicht.
Zur Erreichung eines realitätsnahen, eine Optimierung der Gasproduktion und -entnahme mit minimierten Schwankungen ermöglichenden Modells hat sich die im Anspruch 6 wiedergegebene Methode als her­ vorragend geeignet erwiesen.
Für die Gasproduktionsmessungen in Deponien haben sich die im Anspruch 7 genannten Substanzen bzw. Gase besonders bewährt, insbesondere auch was deren teilweise wenig aufwendige Methoden zur analytischen Erfassung betrifft.
Einige der genannten Gase, wie z. B. Freone, werden in der Deponiemeß­ technik nicht verwendet, da sie in den Deponiegasen, aus Spraydosen, Kühlschränken, Kunststoff-Schäumen stammend, vorkommen können.
Anspruch 8 gibt für die hier vorliegende Meß-Problematik infolge ihrer Schnelligkeit und Genauigkeit besonders geeignete Analysenmetho­ den wieder, wobei hervorzuheben ist, daß gaschromatografische Methoden besonders zu bevorzugen sind, da sie neben einer genauen quantitativen Erfassung der Tracergase auch eine Bestimmung und Quantifizierung der einzelnen Deponiegase selbst und damit ein In-Relation-Setzen von Tracer- und Deponiegas-Mengen problemlos und bei Einsatz eines Computers auch on-line ermöglichen.
Als flankierende Maßnahme und für eine energie- und umweltbewußte Deponieführung vorteilhafte begleitende Kontrolle ist eine ergänzende Verfahrensvariante gemäß Anspruch 9 zu werten.
Schließlich ist es für eine Optimierung der Energieausbeute der von einer Deponie produzierten Gase von besonderem Vorteil, wenn für eine indivi­ duelle Steuerung jedes Gasbrunnens, wie dies Anspruch 10 umreißt, Sorge getragen wird.

Claims (10)

1. Verfahren zur Untersuchung und darauf basierenden Verbesserung bzw. Optimierung der Entsorgung der in, gegebenenfalls eine Deckschicht auf­ weisenden, Abfall- und Müll-Deponien sich bildenden und von denselben an die Umwelt abgegebenen Schadstoffgase und -dämpfe sowie Geruchsbelästigung verur­ sachender Substanzen, wobei eine Mehrzahl, insbesondere ein Netz, von, vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet, über die Fläche der Deponie verteilten, in die Tiefe derselben sich erstreckenden, mit Unterdruck beauf­ schlagbaren Schadstoffgas-Absaugrohren, insbesondere Gasbrunnen, angeordnet ist, über welche die sich in der Deponie entwickelnden und freigesetzten Schadstoff- und Abgase entnommen werden und über ein Sammelleitungssystem zu­ mindest einer, bevorzugt mit einer Wärme- und/oder Energie-Erzeugungsein­ richtung ausgestatteten, Schadstoff-Vernichtungs- bzw. Umwandlungseinrichtung geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einen jeweils zu untersuchenden Volumsbereich der Deponie im Umfeld zumindest eines Gasbrunnens oder Absaugrohres eine gegenüber den Deponiegasen inerte, selbst in hoher Ver­ dünnung, vorzugsweise in Konzentrationen von weniger als 1 ppb, qualitativ - und insbesondere quantitativ - analytisch nachweis- und erfaßbare Moleküle abgebende Substanz ("Tracersubstanz"), insbesondere ein derartige Moleküle aufweisendes Gas ("Tracergas"), eingebracht wird, und deren bzw. dessen Transport- bzw. Migrationsgeschwindigkeit bzw. -Geschwindigkeits-Spektrum vom genannten Deponie-Volumsbereich zum Gasbrunnen hin sowie das Verhältnis von deren bzw. dessen eingebrachter Gesamtmenge zu dessen vom Absaugrohr bzw. Gasbrunnen tatsächlich aufgenommenen und entsorgten Gesamtmenge bestimmt wird und daß durch Variation des Absaug-Unterdruckes bzw. der Absauggeschwindigkeit des Gasbrunnens bzw. Absaugrohres und/oder Variation von dessen Standort und/oder Tiefenerstreckung jeweils von entsorgungs- und/oder umweltentlastungstechnischen Kriterien aus eine Optimierung der Leistung des jeweiligen einzelnen Gasbrunnens bzw. Absaugrohres, und bevorzugterweise darauf aufbauend stufenweise eine Optimierung der Leistung der Gesamtheit der Gasbrunnen einer Deponie, vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tracergas in seiner jeweils vorgesehenen Gesamtmenge im wesentlichen im (geometrischen) Schwerpunktsbereich eines jeweils zu untersuchenden Deponie-Volumgsbereiches eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tracergas in Teilmengen gleichzeitig an mehreren, vorzugsweise gleichförmig voneinander beabstandeten Stellen innerhalb eines jeweils zu untersuchenden Deponie-Volumsbereiches eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Tracergas einmalig oder mehrmals in gleichmäßigen zeitlichen Abständen voneinander stoßweise in einen jeweils zu untersuchenden Deponie- Volumsbereich eingebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Tracergas über einen längeren Untersuchungszeitraum vorzugsweise mindestens 24 h, und/oder zu verschiedenen Jahreszeiten und/oder bei verschiedenen Wetterlagen, vorzugsweise mit konstanter Rate, in einen jeweils zu untersuchenden Deponie-Volumsbereich eingebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels ortsveränderlich auf der Deponie anordnenbaren und/oder in variable Tiefenhorizonte der Deponie einbringbaren Absaugungs-Sonden eine Absaugung der Deponiegase aus definierten Tiefen der Deponie, gegebenenfalls mit variabel definierten Absaugraten, vorgenommen und ein stratigrafisches Tiefenprofil-Modell von Deponiegas-Transportgeschwindigkeit und Tracergas-Ausbeute zur Optimierung der Standorte, Absenktiefen und/oder Zahl der Gasentsorgungs-Brunnen erstellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Tracergase Schwefelhexafluorid, Halogenalkane, Halogenal­ kene, perhalogenierte cyclische Verbindungen, insbesondere Perfluorcyclobutan und Perfluorcyclopentan, Perfluorcyclohexan und/oder deren Seitenketten-Deri­ vate, insbesondere Perfluormethylcyclohexan und Perfluordimethylcyclohexan, eingesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung und Mengenbestimmung des in den von den einzelnen Gasbrunnen bzw. von Absaugungs-Sonden aus einem jeweils zu unter­ suchenden Deponie-Volumsbereich geförderten Deponiegasen enthaltenen Tracer­ gas-Anteils hochempfindliche Adsorptionsröhrchen, Gaschromatografie-, Massenspektrometer- oder Hull-Detektoren eingesetzt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dort beschriebenen Verfahren mit Einbringung von Tracergas in zumindest einen definierten Volumsbereich einer Deponie durch Ermittlung der Menge der aus der Deponie direkt oder durch eine gegebenenfalls vorhandene Abdeckung hindurch in die umgebende Atmosphäre austretenden bzw. entweichenden Anteile des eingebrachten Tracergases ergänzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deponiegas-Absaugrate jedes der Gasbrunnen den Resultaten der einzelnen Volumsbereichs-Messungen entsprechend, vorzugsweise mittels durch zentrale Steuerung betätigbare Durchflußregelorgane, individuell geregelt wird.
DE19934323283 1992-07-13 1993-07-12 Verfahren zur Untersuchung von Deponien Withdrawn DE4323283A1 (de)

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