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4.2 Fassungselemente, Arten und Anordnungen
Bei den Fassungselementen unterscheidet man
Punktförmige Fassungselemente
Entgasungskammern, gefüllt in der Regel mit grobstückigem Material, die nach Abschluß der Deponie angebohrt und über Sonden entgast werden.
Eine Entwässerung der Kammern ist schwierig.
Deshalb sollten sie nur in Ausnahmefällen vorgesehen werden.
Vertikale flächige Fassungselemente
Dränagewände aus grobstückigem Material (auch geeigneter Abfall) im Deponiekörper, die bei der Verfüllung mit aufgebaut werden.
Wenn diese aus Gründen der Entwässerungsplanung vorgesehen werden, können sie auch zur Entgasung herangezogen werden.
Im Bauzustand muß die jeweilige Oberfläche mit Kunststoffdichtungsbahnen abgedichtet werden, um eine aktive Entgasung ohne Lufteinbruch zu ermöglichen.
Vertikale linienförmige Fassungselemente
Entgasungsschächte
Wegen der geringen Gasdurchtrittsmöglichkeiten und der Starrheit der Schächte sollen diese nur noch in Sonderfällen vorgesehen werden.
Es ist darauf zu achten, daß bei der Bemessung der Fundamente die Auflast des Deponiekörpers, die bei Setzungen über die negative Mantelreibung auf den Schacht übertragen wird, ausreichend Berücksichtigung findet; ebenfalls sind Kantenpressungen bei Schiefstellung der Schächte zu beachten.
Zur Oberflächenabdichtung hin ist ein ausreichender Abstand einzuhalten.
Beim Aufbau des Schachtes ist ein Dränrohr DN
> 200 mm mit hochzuziehen.
Bei Einsatz besonders korrosionsbeständiger Sickerwasserpumpen (z.B. Membranpumpen) können größere Durchmesser erforderlich sein.
Um die Standsicherheit der Rohrleitungen zu erhöhen, kann die Verwendung von ausreichend verschieblichen Rohrverbindungen zweckmäßig sein.
An das Verfüllmaterial des Schachtes werden die gleichen Anforderungen gestellt wie bei den Kies- und Schottersäulen.
Im Bauzustand muß der über die Einbaufläche ragende Schachtteil mit einer dichten Kappe aus Stahl oder Kunststoff abgedichtet werden.
Abdeckungen aus Kunststoffbahnen oder Planen haben sich nicht bewährt.
Kies- oder Schottersäulen
Die Kies- oder Schottersäulen sind auf einem Polster aus Feinmüll oder anderem, ausgleichendem Material zu gründen.
Die Polsterstärke beträgt 10-15 % der Endhöhe, mindestens aber 2 m. Die Entwässerung kann über schräg zur Deponiesohle hin verlaufende Rigolen oder über durchlässiges Gründungsmaterial erfolgen.
Beim Aufbau ist mindestens ein Dränrohr DN 200 mit hochzuziehen.
Bei Einsatz besonders korrosionsbeständiger Sickerwasserpumpen (z.B. Membranpumpen) können größere Durchmesser erforderlich sein.
Um die Standsicherheit der Rohrleitungen zu erhöhen, kann die Verwendung von ausreichend verschieblichen Rohrverbindungen zweckmäßig sein.
An das Material der Säule werden die folgenden Anforderungen gestellt:
Körnung < 16/32, Karbonatgehalt
< 10 Masse-%.
Zur Oberflächenabdichtung hin sollte ein Mindestabstand von 2 m eingehalten werden.
Gasbrunnen
Gasbrunnen dürfen nur so tief gebohrt werden, daß noch ein ausreichendes Setzungspolster zur Basisabdichtung hin erhalten bleibt (s.o.). An die mit einzubauenden Dränrohre sind erhöhte Anforderungen zu stellen:
Der Mindestdurchmesser hat DN 200 mm zu betragen; empfehlenswert sind zwei Rohrleitungen.
Bei Einsatz besonders korrosionsbeständiger Sickerwasserpumpen (z.B. Membranpumpen) können größere Durchmesser erforderlich sein.
Um die Standsicherheit der Rohrleitungen zu erhöhen, kann die Verwendung von ausreichend verschieblichen Rohrverbindungen zweckmäßig sein.
Die Anforderungen an das Verfüllmaterial sind die gleichen wie bei den Kies- und Schottersäulen.
Horizontale flächige Fassungselemente
Gasdränageschichten im Deponiekörper können aus geeignetem Abfallmaterial hergestellt werden.
Es ist auf eine ausreichende Neigung (>5 %) zu achten.
Unter der Oberflächenabdichtung ist die Trageschicht grundsätzlich als flächenhafte Gasdränage auszubauen.
Sie sollte zur Optimierung der Gaserfassung durch ein Dränleitungssystem ergänzt werden.
Horizontale linienförmige Fassungselemente
Die Wirksamkeit auch kiesummantelter Dränleitungen im Deponiekörper ist besonders gefährdet durch Verschließungen mit Sickerwasser nach unterschiedlichen Setzungen (Sackbildung).
Ausreichende Ausgangsgefälle (>7 %), vertikale Entwässerungsmöglichkeiten im Deponiekörper und kontrollierbare Leistungen mit der Möglichkeit zur Reinigung sind notwendige Vorkehrungen zur Gewährleistung einer langfristigen Betriebssicherheit.
Die Dränageleitungen sind aus temperaturbeständigen Kunststoffen mit DN > 250 mm auszuführen.
Die Anforderungen an das Dränmaterial entsprechen den Kies- und Schottersäulen.
Werden ausschließlich horizontale linienförmige Fassungselemente für ein Fassungssystem verwendet, dann sind diese Elemente in einem Horizontalabstand von ca. 30 m und einem Vertikalabstand von ca. 5 bis 10 m versetzt anzuordnen.
Kombination aus horizontalen und vertikalen Fassungselementen
Eine Möglichkeit zur Vergrößerung des Erfassungsbereichs vertikaler Fassungselemente ist die Ergänzung durch horizontale Fassungselemente.
So können beispielsweise strahlenförmig auf eine Kiessäule zulaufende horizontale Dränleitungen über diese entgast werden.
5 Gassammlung und Regelung
5.1 Allgemeine Anforderungen
Es ist vorrangige Aufgabe der Gassammlungs- und Steuerungseinrichtungen, die Gaskollektoren in die Lage zu versetzen, das anfallende Deponiegas so zu fassen, daß keine wesentlichen Migrationen aus der Deponie stattfinden.
Der Luftanteil im Deponiegas ist jedoch zu minimieren.
Hierzu muß an jedem Kollektor eine fein gestuft regelbare Absaugleitung zur Verfügung stehen.
An jedem Kollektorkopf muß in jedem Betriebszustand ein Unterdruck von p = 3 kPa (30 mbar) erreichbar sein.
Die Gasgeschwindigkeit in den Sammelleitungen soll unter 10 m/s liegen.
Bei der Dimensionierung des Sammelsystems ist zu berücksichtigen, daß die theoretisch ermittelten Gasbildungsraten große Unsicherheiten beinhalten und zudem Luftanteile in das System gelangen können.
Das Deponiegas ist korrosiv und führt insbesondere an den Regelungseinrichtungen zu Ablagerungen.
Dies ist bei der Konstruktion, der Materialauswahl und der Wartung zu berücksichtigen.
Das Deponiegas ist in bestimmten Mischungsverhältnissen mit Luft explosionsfähig. Bei der Planung der Anlage sind daher die einschlägigen Merkblätter und Richtlinien zu berücksichtigen.
Die Anlage bedarf der sicherheitstechnischen Überprüfung durch eine fachkundige und anerkannte Stelle.
Diese Prüfung ist regelmäßig und insbesondere nach Umbauten zu wiederholen.
5.2 Sammel- und Regelungssysteme
Allgemeines
Das Leitungsnetz unterliegt physikalischen, chemischen und biologischen Beanspruchungen.
In der Anlageauslegung, beim Bau des Leitungsnetzes und der Wahl der Werkstoffe sind diese Faktoren zu berücksichtigen.
Durch Setzungen des Deponiekörpers und Temperatureinwirkungen entstehen Spannungen und Verformungen im Leitungsnetz.
Das Sammelsystem darf nicht unter der Oberflächenabdichtung angeordnet werden.
Der Rohrinnendurchmesser sollte zur Erhöhung der Betriebssicherheit und Minimierung der Druckverluste < 100 mm sein.
Für das Einbetten und Überschütten der Rohre ist bevorzugt Recyclingmaterial zu verwenden.
Gegen das Einfrieren des Entgasungssystems sind geeignete Maßnahmen zu treffen.
Sammelsysteme
Die Anbindung der Gaskollektoren an die Zentralstationen kann unmittelbar oder über Zwischensammler erfolgen.
Im Einzelanschluß werden die Gaskollektoren direkt mit der Zentralstation verbunden.
Einem aufwendigen Leitungsbau steht eine einfache Kontrolle und Nachregulierung gegenüber. Im Gruppenanschluß werden einzelne Gaskollektoren in Unterstationen zusammengefaßt und im Ein- oder Zweileitersystem mit der Zentralstation verbunden.
Dem zeitlichen Mehraufwand beim Gruppenanschluß für Kontrollen und Nachjustierungen in den Unterstationen steht insbesondere bei großen Deponien eine kürzere Gesamtleitungslänge gegenüber.
Der unmittelbare Anschluß an eine Ringleitung oder ein Leitungsnetz sollte nur bei kleiner Kollektorenanzahl wegen der zeitaufwendigen gegenseitigen Abstimmung verwirklicht werden.
Regelungssysteme
Die Regelung hat durch Kontrolle der Gasquantität und -qualität und einem Abgleich mit einem vorgegebenen Wertebereich zu erfolgen.
Manuell überwachte Regelungsgrößen sind mindestens wöchentlich zu bestimmen.
5.3 Kondensatabscheidung
Das wasserdampfgesättigte Deponiegas scheidet im Leitungssystem Kondensat aus. Es ist regelmäßig zu untersuchen.
Als Bemessungsgrundlage für die Kondensatmenge ist die Wassermenge anzusehen, die beim Abkühlen des Gases von 55 °C auf 20 °C entsteht (ca. 100 g/m3 Deponiegas). Durch geeignete Maßnahmen ist sicherzustellen, daß über die Kondensatabscheider keine Luft in das Leitungsnetz eingesaugt werden kann.
Das Kondensat ist nach dem Stand der Technik zu entsorgen.
In vielen Fällen bietet sich eine gemeinsame Entsorgung mit dem Sickerwasser an.
6 Wirkungskontrollen der Entgasung
Der Gasaustritt über die Deponieoberfläche und die Migration des Deponiegases in das Deponieumfeld sind zu unterbinden, zumindest aber so zu minimieren, daß keine schädlichen Auswirkungen zu befürchten sind.
Offene Deponien oder Deponieabschnitte
Neben der wöchentlichen Wirkungskontrolle der Entgasung durch den Deponiebetreiber ist vierteljährlich eine Fremdkontrolle durch eine fachkundige Stelle durchzuführen.
Endabgedeckte und abgedichtete Deponien oder Deponieabschnitte
Die Wirksamkeit der aktiven Entgasung ist auf der Deponieoberfläche und im Deponierandbereich im Rahmen der Fremdkontrolle halbjährlich mittels FID zu überwachen.
Die Deponiegasfreiheit in der Vegetationsschicht der Deponieabdeckung und im Deponieumfeld wird in Gaspegeln überprüft. Die Wirksamkeit der Entgasung ist bei nicht basis- und/oder flankengedichteten Deponien durch regelmäßige Messungen in den Gaspegeln an der Deponiegrenze (Zaun) festzustellen.
Der Abstand der Pegel untereinander, die die gaswegsame Schicht erschließen müssen, darf höchstens 50 m betragen.
Zur Migrationskontrolle gedichteter Deponien sind größere Pegelabstände ausreichend.
7 Deponiegasuntersuchungen
Deponiegasuntersuchungen dienen dazu, Angaben über Qualität und Quantität des erfaßten Gases zu erhalten. Drei Monate nach Inbetriebnahme der aktiven Entgasungsanlage ist eine erste Deponiegasanalyse durchzuführen.
Untersuchungsumfang
Aus den bereits vorhandenen bzw. repräsentativ niedergebrachten Gaskollektoren ist durch einen mindestens einen Monat dauernden Absaugversuch die Erfaßbarkeit und das Bildungspotential des Gases in der Deponie zu ermitteln.
Bei den anschließend durchzuführenden Deponiegasmessungen sind mindestens die Gehalte folgender Gaskomponenten zu bestimmen:
Methan, Kohlendioxid, Stickstoff, Sauerstoff, Gesamt-Chlor, Gesamt-Fluor, Gesamt-Schwefel, Benzol und Chlorethen (Vinylchlorid).
Ein erweiterter Untersuchungsumfang ist im einzelnen festzulegen.
Hierbei ist auch das Kondensat mit zu berücksichtigen.
Unabhängig von erforderlichen Emissionsmessungen an den Verbrennungs- und sonstigen Behandlungsanlagen und den in diesem Zusammenhang erforderlichen Deponiegasmessungen sowie den Messungen zur Optimierung der Anlage ist das gefaßte Deponiegas mindestens jährlich im Sammelstrang auf den vorgenannten Mindestumfang zu untersuchen.
Bei getrennter Erfassung und Behandlung des Deponiegases ist jeder Teilstrom wie oben zu untersuchen.
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