Die aktive Deponiegaserfassung auf der 'Deponie Allerheiligen' soll in Zukunft stillgelegt werden. Neben dem Rückbau der ehemaligen Gasbrunnen, sollen gleichzeitig (vorerst nur drei) Methanoxidationsfenster für die passive Entgasung errichtet werden. Es werden im Labor Voruntersuchungen in Form von Säulenversuchen zur Auswahl eines geeigneten Kompostmaterials zur Überprüfung der Methanoxidationsleistung unter standardisierten Bedingungen durchgeführt. Weiters wird eine erste FID-Rastermessung vorgenommen um die Gesamtemissionssituation der Deponie Allerheiligen einschätzen zu können. Dies soll eine optimale Platzierung und Dimensionierung der Methanoxidationsfenster gewährleisten.
Durch G.E.O.S. Freiberg wurde in Zusammenarbeit mit der landwirtschaftlichen Fakultät der Martin-Luther Universität Halle-Wittenburg das Teilprojekt 1 des F/E- Vorhabens FKZ 7613/04/05 bearbeitet. Gegenstand des Teilprojektes war die Festlegung von Leistungsanforderungen an eine Methanoxidationsschicht auf der Grundlage von Datenrecherchen und eigenen Betrachtungen/ Untersuchungen. Dabei wurden vor allem die Potentiale möglicher Abdeckschichten hinsichtlich Wasserhaushalt und Methanoxidation so verknüpft, dass im Rahmen des abfallrechtlichen Zulassungsverfahrens auch alternativen Lösungen die Genehmigung erteilt werden kann.
A) Problemstellung: Nach Ablauf der Übergangsfristen der Abfallablagerungsverordnung im Jahr 2005 (teilweise erst 2009) werden ca. drei Viertel der Hausmülldeponien und eine Vielzahl von Betriebs- und Bauschutt-/Bödenaushubdeponien aufgrund unzureichender technischer Ausstattungen geschlossen werden müssen. Die Wahl der Stilllegungsmaßnahmen hat neben dem Ausgangszustand der Deponie (Abfälleigenschaften, Emissionsverhalten, technische Ausstattung) einen entscheidenden Einfluß auf die Dauer und Kosten der Deponienachsorge. Die erforderliche Dauer der Nachsorge ist bisher nicht sicher festlegbar. Unterschiedliche Prognosen variieren von weniger als 30 bis über 200 Jahre. Teilweise wird eine mögliche Entlassung von alten Hausmülldeponien aus der Nachsorge sogar ausgeschlossen. Nach Deponieverordnung kann die zuständige Behörde den Abschluß der Deponienachsorge feststellen, wenn aus dem Verhalten der, Deponie zukünftig keine Beeinträchtigungen des Wohls der Allgemeinheit zu erwarten sind. Dies ist anhand vorgegebener Kriterien zu prüfen, die aber sämtlich nur qualitativer Natur sind. B) Handlungsbedarf: Eine solide Finanzierung der Nachsorge erfordert eine möglichst genaue Schätzung ihrer Dauer und der davon abhängenden Kosten für die Nachsorge. Die Studie soll hierfür Grundlagen liefern, insbesondere konkrete quantitative Kriterien für die Entlassung aus der Nachsorge vorschlagen. Ihre rechtliche Sicherheit ist zu begründen, ihre Akzeptanz bei Behörden und Allgemeinheit soll durch breite Diskussion hergestellt werden. C.) Ziel des Vorhabens: Mit der Studie soll der Einfluß verschiedener Stilllegungsmaßnahmen-(wie in situ-Behandlung des Deponiekörpers, Öberflächenabdichtung) auf das Emissionsverhalten der Deponie und auf die Kosten und die Dauer der Nachsorge untersucht sowie quantitative Kriterien für die Entlassung der Deponie aus der Nachsorge entwickelt werden.
In der zeitlich schwer eingrenzbaren Nachsorgephase von Deponien gewinnen Systeme zur Deponiegasbehandlung immer mehr an Bedeutung. Für Deponien bei denen auf Grund der spezifischen Deponiegasentwicklung, insbesondere von Methan, eine energetische Nutzung nicht möglich ist, stellen passiv betriebene Biofiltersysteme eine ökonomisch und ökologisch interessante Möglichkeit dar, klimarelevante Emissionen zu senken. Ziel des F&E-Vorhabens ist, die Effizienz von passiven Biofiltersystemen hinsichtlich des Abbaus von klimarelevanten Schadstoffen wie LHKW und Methan durch eine optimierte Sauerstoffversorgung zu steigern. Besondere Bedeutung liegt hier auf einer deutlich gesteigerten mikrobiellen Methanoxidation. Auf einer ausgewählten Deponie sollen konstruktiv einfache und somit kostengünstige Maßnahmen, die zu einer verbesserten Sauerstoffversorgung führen, an mindestens zwei passiv betriebenen Biofiltern entwickelt werden. Die konstruktiven Änderungen erfolgen auf der Grundlage von numerischen Berechnungen und werden mittels analytischer Bestimmungen des Abbaus verifiziert. Zur zielführenden Umsetzung der Vorhabensergebnisse in die Praxis wird ein Leitfaden zum Aufbau von passiven Biofiltern für Planungsbüros, Deponiebetreiber und Behördenvertreter erstellt. Das Vorhaben wird im Rahmen des Ziel-2-Programms Bayern 2000-2006 (Maßnahme Nr. 3.2.: Bodennutzung, Altlasten, Abfallwirtschaft) von der EU kofinanziert (http://www.stmwivt.bayern.de/EFRE/).
Die Deponieverordnung des Bundes sieht zur Oberflächenabdichtung von Deponien eine spezifische Kombinationsdichtung als in der Regel aufzubringendes Abdichtungssystem vor. Diese Regel-Abdichtung, im wesentlichen bestehend aus einer über dem Abfall befindlichen, verdichteten Tonlage mit aufgelegter Kunststoffdichtungsbahn, Entwässerungsschicht und einer darüber befindlichen Rekultivierungsschicht, ist aus vielfältigen Gründen für den gedachten Zweck nur bedingt geeignet. Kritisch zu sehen sind insbesondere folgende Aspekte: Die Tonschicht unterhalb der Kunststoffdichtungsbahn neigt zum Austrocknen und damit zur Bildung von Trockenrissen, welche nach dem Versagen der Kunststoffdichtungsbahn nicht mehr zuquellen: Langfristig gesehen neigt somit das Gesamtsystem zur Nichterfüllung der konstruktiv vorgesehenen Aufgabe; Die aufgelegte Kunststoffdichtungsbahn ist nur zeitlich begrenzt haltbar. Dies bedeutet, dass langfristig allein die Tonlage mit ihren spezifischen Nachteilen wirksam wird; Eine großflächige Deponieentgasung mit dem Ziel der Methanoxidation in der Rekultivierungsschicht wird durch den gewählten Oberflächendichtungsaufbau verhindert. Methanaustritte konzentrieren sich auf Schadstellen, wodurch die Methanoxidationskapazität in diesen Bereichen überfordert wird. Diese Probleme sollen mit der Konstruktion einer rein mineralischen Dichtungsschicht gelöst werden. Das Dichtungssystem ist mit einer definiert wasser- und gasdurchlässigen Schicht versehen. Die Durchlässigkeit kann über den Abstand zu verlegender keramischer Dichtungselemente reguliert werden. Es soll insbesondere gewährleistet werden, dass ein definiert geringer Teil des in der Entwässerungsschicht abfließenden Niederschlagswassers in die darunter liegende mineralische Dichtungsschicht eindiffundieren kann. Diese kann daher nicht vom Müllkörper her austrocknen und bleibt dadurch feucht, aufgequollen und dicht.
Gemäß Deponieverordnung erfolgt der reguläre Abschluss einer Deponie durch eine Oberflächenabdichtung, die langfristig den Stoffaustausch zwischen dem Deponiekörper und seiner Umgebung unterbinden soll. Für das Erreichen einer langfristig stabilen vollständigen Abdichtung sind jedoch erhebliche technische Aufwendungen erforderlich, die insbesondere von der Vielzahl der Betreiber kleiner und kleinster Deponien weder in der Vergangenheit realisiert wurden, noch in Zukunft ökonomisch getragen werden können. Für solche Deponien kann eine gezielt optimierte Oberflächenabdeckung dennoch langfristig einen gleichwertigen Schutz vor austretenden Emissionen sowohl über den Wasserpfad, wie auch in die Atmosphäre gewährleisten. Eine solche optimierte Oberflächenabdeckung muss zahlreiche, sich zum Teil widersprechende Funktionen übernehmen. Sie reduziert als Wasserspeicher und Wassersperre den Wassereintritt in den Deponiekörper und soll gleichzeitig im Rahmen einer biologisch aktiven Schicht die Oxidation von austretendem Methan übernehmen. Dazu sind eine optimierte Wasserhaltung, Frostsicherheit, sowie die Bereitstellung hinreichender Mengen an Sauerstoff zu gewährleisten. Dazu wurden in der Vergangenheit verschiedene technische Lösungen mit unterschiedlicher Effizienz entwickelt und zum Teil auch erprobt. Jedoch fehlen vor allem für höhere Gasmengen und Methangehalte oberhalb von 30 Prozent Methan belastbare Felduntersuchungen, die eine Prognose der Leistungsfähigkeit solcher Oberflächenabdeckungen gestatten. Auch verlangen bisher entwickelte Hochleitungssysteme aufwendige mehrschichtige Abdeckungen, die die temporäre Abdeckung vollständig ersetzen. Im Gegensatz dazu sollen im hier beantragten Teilprojekt mehrere alternative Systeme für die optimierte Wasserhaltung und Methanoxidation getestet werden, die auf vorhandenen temporären Abdeckungen aufbauen und diese modular ergänzen können. An einem ausgewählten Pilotstandort werden 3 unterschiedlich strukturierte Abdecksysteme mit unterschiedlicher Komplexität installiert und ihre Leistungsfähigkeit in Bezug auf die Methanoxidation untersucht. Dabei werden die ausgewählten Systeme so aufgebaut, dass im Bedarfsfall durch Ertüchtigung eine Überführung einer Struktur in eine andere mit jeweils höherer Leistungsfähigkeit ermöglicht wird. Damit soll den Deponiebetreibern eine Möglichkeit in die Hand gegeben werden, zu einem gegebenen Zeitpunkt von einer aktiven Gasfassung zu einem passiven Nachsorgekonzept über zu gehen. Der Zeitpunkt dafür kann durch Gegenüberstellung der Kosten für die Erstellung unterschiedlich leistungsfähiger Oberflächenabdeckungen einerseits, und den Aufwendungen für eine aktive Nachsorge andererseits ermittelt werden. Ein geeignetes Prognoseinstrument dafür soll im Rahmen des Gesamtprojektes erstellt werden. Usw.
Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien haben die Funktion, das Eintreten von Sickerwasser in den Deponiekörper zu verhindern sowie den unkontrollierten Gasaustausch aus dem Deponieinneren zu vermeiden. Darüber hinaus erfolgt unter günstigen Bedingungen (Sauerstoffverfügbarkeit und Temperatur) durch spezielle Mikroorganismen eine Methanoxidation. Dieser Effekt ist nutzbar, um die Restmethanemissionen weiter zu minimieren. Das Ziel des Gesamtvorhabens ist es, im Rahmen der einzelnen Teilprojekte den Kenntnisstand von temporären und endgültigen Oberflächenabdichtungen hinsichtlich ihrer Methanoxidation zu erweitern und so zur Optimierung des Schichtenaufbaus für Deponien des Landes Sachsen-Anhalts beizutragen. Dazu sind, unter Beachtung der Prinzipien der Nachhaltigkeit sowie der Wirtschaftlichkeit, eine Versuchsmethodik und -anlagen zu entwickeln, die Untersuchungen an vorhandenen stillgelegten Deponien im Land Sachsen-Anhalt sowie Untersuchungen auf den zu errichtenden Versuchsfeldern der Deponie Gunsleben (LK Bördekreis) ermöglichen soll, um einen bilanziell abgesicherten und übertragbaren Nachweis des Methanabbaus zu führen. Im Rahmen des Teilprojektes 3 übernahm die SIG Umwelt Projekt Ingenieurgesellschaft mbH entwicklungstechnische und gutachterliche Leistungen zur Entwicklung der Versuchsflächen auf der Deponie Gunsleben, der Versuchsmethodik sowie des Untersuchungsprogramms.
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