Prof. Dr.-Ing. G. Rettenberger, Dipl.-Ing. S. Urban-Kiss, GbR Die Beschaffenheit rückgebauter Abfälle – Ergebnisse Stepanka Urban-Kiss „Deponierückbau – Ein Modell für die Zukunft?“ DGAW- Fachveranstaltung am 28. Januar 2009 im Rahmen der TerraTec - Leipziger Messe 21.04.2018

Gründe für die Untersuchungen von Ablagerungsgut: Ausbau der Deponiegasfassung: Auf älteren Deponien nimmt die Gasausbeute stetig ab => nachlassende Deponiegasproduktion oder Gasfassungselemente beschädigt Untersuchungen des Ablagerungsgutes ergeben Informationen über die Restorganik Sanierung einer Deponie: in situ-Sanierung oder einem Rückbau der Deponie => Variantenbetrachtung 21.04.2018

Schadstoffpotential und Emissionspotential Bewertung eines Deponierückbaus bei einer Variantenbetrachtung anhand von: Schadstoffpotential und Emissionspotential Konsequenzen auf den Arbeits- und Nachbarschaftsschutz beim Deponierückbau Abfallfraktionen Möglicher Umfang einer Wertstoffgewinnung Möglicher Umfang der Gewinnung einer heizwertreichen Fraktion Menge und Qualität der wieder abzulagernden Deponiefraktion Einfluss der Aerobisierung auf die Inertisierung der Deponiefraktion Einfluss des Deponierückbaus auf das Schadstoffpotential Wirkung auf den Nachsorgeaufwand Einfluss des Deponierückbaus auf das Emissionspotential Wirkung auf den Klimagasreduzierung Kosten-/Nutzen-Betrachtung unter Einbeziehung aller vorgenannter Aspekte Vergleich mit den alternativ zu betrachtenden Varianten zur Sicherung am Standort 21.04.2018

Variantenbetrachtung anhand folgender Schritte: Auswertung der vorhandenen Datenlage Sichtung der Stammdaten Sichtung der Betriebsdaten bezüglich Deponieaufbau, Sickerwasser, Deponiegas, Setzungen, Grundwasser, etc. Abgleich der Betriebsdaten mit Prognosedaten Ableitung des Deponiekörperverhaltens aus diesen Erkenntnissen Erforderlichenfalls weitere Voruntersuchungen durch Bohrungen und Analytik insbesondere hinsichtlich: Abfallzusammensetzung und Einfluss auf die optimale Sortiertechnik Inertisierungsgrad 21.04.2018

Parameter für den Inertisierungsgrad: Atmungsaktivität AT4 (O2-Zehrung bzw. CO2-Respiration) Gärtest / Gasbildungspotenzial GB21 TOC bzw. DOC im Eluat Zwischen den genannten Parametern sind Korrelationen vorhanden. Korrelation nach Müller et al. 1996 21.04.2018

Korrelation nach Scheelhaase 2002 Zudem gibt es eine Korrelation der genannten Parameter zum Gaspotential Korrelation nach Scheelhaase 2002   21.04.2018

Anwendung der Korrelationen: Bewertung der Inertisierung kann nach DepVereinfachV bei mechanisch-biologisch vorbehandelten Abfällen alternativ mit AT4 oder GB21 erfolgen: Atmungsaktivität AT4 5 mg O2/g TM oder Gärtest / Gasbildungspotenzial GB21 20 lN/kg TM und DOC im Eluat 300 mg/l Aus den Korrelationen nach Müller et al. und Ergebnissen von Ritzkowski über die langzeitige Gasentwicklung im Vgl. zum GB21 kann nachstehender Zusammenhang abgeleitet werden:   Corg = 3,75 x AT4 – 7,5 mit Corg = abbaubarer Kohlenstoff in kg/Mg OS = Eingangsparameter für eine Gasprognose AT4 = Atmungsaktivität in 4 Tagen in mg O2/kg TM 21.04.2018

Weitere Eingangsparameter der Gasprognose: Menge und Art der abgelagerten Materialien => meist bekannt aus Annahmekontrolle Temperatur im Verfüllkörper => Schätzung anhand von Erfahrungswerten Verbesserung der Datenlage durch Messung bei der Bohrung Abbaukonstante errechnet aus der zu erwartenden Halbwertszeit => Schätzung anhand von Erfahrungswerten Wassergehalt im Verfüllkörper => Schätzung anhand von Erfahrungswerten Verbesserung der Datenlage durch Beprobung Ausbeutegrad => Schätzung anhand von Erfahrungswerten 21.04.2018

Das für die Voruntersuchungen eingesetzte Bohrverfahren ist an den erforderlichen Untersuchungsumfang anzupassen Im Regelfall werden preisgünstige Rotationsbohrverfahren mit vergleichsweise geringen Durchmessern verwendet. Beispiel: Bohrarbeiten: 21.04.2018

Bohrgut: 21.04.2018

Greiferbohrungen werden eingesetzt, falls die Sortierbarkeit größerer Probenmengen weitgehend unzerstörter Abfälle getestet werden soll und / oder leichtflüchtige Substanzen untersucht werden sollen Beispiel: Bohrarbeiten: Für Bohrungen im Deponie- körper ist ein Mindestdurch- messer von 600 mm erforderlich (darunter: zu geringe Masse des Fall- gewichtes) 21.04.2018

Bohrgut: 21.04.2018

Rahmenbedingungen: 21.04.2018

Weitere Informationen zu Deponie B Deponiebetrieb: von 1955 bis 1995 Inventar: 225.000 m³ Abfall 80.000 m³ Abdeckschicht seitliche Grundwasserzuflüsse keine Basisabdichtung keine geordnete Sickerwasserfassung klüftiger Untergrund, dadurch weiträumige und nicht exakt eingrenzbare Grundwasserverunreinigung Sicherungsmaßnahmen führten zur Verminderung der Wasserzuflüsse + Fassung und Behandlung von belastetem Wasser allerdings nicht in ausreichendem Maß. Untersucht wurden 2 Alternativen: Rückbau mit Umlagerung zu einer nach dem Stand der Technik betriebenen Deponie ggf. unter Aussortierung einer heizwertreichen Fraktion Nachhaltige und umfassende Sicherung vor Ort nach dem Stand der Technik => Oberflächenabdichtung + seitliche Dichtwände im Zustrom bzw. In-Situ-Stabilisierung. 21.04.2018

Ablagerungszeitpunkt): Deponieinventar (zum Ablagerungszeitpunkt): 21.04.2018

Untersuchungsergebnisse: Im Mittel wurde die folgende Zusammensetzung festgestellt: Beachtenswert: hoher Anteil an Feinfraktion bei Deponie A hoher Anteil an mineralischen Stoffen bei Deponie B Ursachen: Zerkleinerung bei Deponie A Unterschiedliche Abfallarten: nicht unerheblicher Anteil an Produktionsabfällen, Gießereialtsanden, Schlämmen bei Deponie A großer unzerkleinerter Bauschuttanteil bei Deponie B, Produktionsabfälle wurden dort nicht abgelagert 21.04.2018

Leichtfraktion (= heizwertreiche Fraktion): Feinfraktion: 21.04.2018

§ 6 DepVereinfachV (Stand 19.12.2008): „Vor der Ablagerung auf gesondertem Teilabschnitt müssen heizwertreiche Anteile weitestgehend abgetrennt und energetisch verwertet oder thermisch behandelt werden.“ Eigenschaften der aussortierten heizwertreichen Fraktion: Heizwert: 18 – 20 MJ/kg im Fall der Deponie A 20 – 22 MJ/kg im Fall der Deponie B => Höherer Heizwert als bei einer aus Frischmüll in einer MBA abgetrennten heizwertreichen Fraktion (dort um 16 MJ/kg) Aber bei Deponie B: vergleichsweise hoher Aschegehalt für einzelne Schwermetalle sind die Zuordnungskriterien der Parameterliste gemäß der Gütesicherung für Sekundärbrennstoffe RAL-GZ 724 überschritten => Vor einer hochwertigen Verwertung ist eine bessere Abtrennung der Feinfraktion und damit der Einsatz geeigneter Aufbereitungstechniken unerlässlich. 21.04.2018

Eigenschaften der aussortierten Feinfraktion In der Deponie A: Auslaugungs- und Inertisierungsgrad: Median für den DOC im Eluat = 70 mg/l Median für den AT4–Wert = nicht bestimmt (Atmungsaktivität in 30 Tagen, AT30 = 9,1 mg O2/g TM) 21.04.2018

Zur Bewertung des Rückbaus ist weniger der im Deponiekörper gegebene Inertisierungsgrad als der Inertisierungsgrad bei Wiederablagerung relevant Bereits mit passiver Belüftung sind in dem zuvor anaeroben Abfallkörper im Rahmen des Rückbaus mehrere Tage aerobe Verhältnisse vorhanden => Überführung von einem anaerob Abbau mit nur noch geringen Umsatzraten in einen aeroben Abbau mit wesentlich höheren Umsatzraten Bei einer i. d. R. auf 2 Betriebswochen ausgelegten aktiven Belüftung sind aerobe Verhältnisse länger gegeben: Die Belüftung führt erfahrungsgemäß innerhalb weniger Stunden zur vollständigen Aerobisierung des belüfteten Deponiekörpers, so dass aerobe Abbauprozesse mit hohen Abbauraten beginnen. Zudem können die Rottebedingungen bei der Belüftung gezielt verbessert werden, z. B. durch Beeinflussung des Wassergehaltes 21.04.2018

Beispiele für die Änderung der Gaszusammensetzung bei der aktiven Belüftung: 21.04.2018

Bewertung des Inertisierungsgrades: Durch In-Situ-Belüftungen und Rotteversuche: rasche Erwärmung bei einsetzender Aerobisierung Reduzierung des TOC-Gehaltes in der Originalsubstanz um fast 50 % Hauptteil des Abbaus erfolgte relativ schnell 21.04.2018

Eigenschaften der aussortierten Feinfraktion in der Deponie B: Auslaugungs- und Inertisierungsgrad: Zunehmend mit zunehmender Deponietiefe und damit zunehmendem Abfallalter Leitfähigkeit: 21.04.2018

Median für den DOC im Eluat = 75 mg/l 21.04.2018

Median für den AT4–Wert = 2,2 mg O2/g TM Atmungsaktivität AT4: Median für den AT4–Wert = 2,2 mg O2/g TM 21.04.2018

Bewertung des Inertisierungsgrades für Deponie B: Gegenüber MBA-Output niedrige Werte. Ausschöpfung des von MBA-Output einzuhaltenden Zuordnungswertes: DOC im Eluat: zu knapp 20 % AT4–Wert: zu knapp 45 % Dennoch genügend Restgasbildungspotential, um Treibhausgaszertifikate generieren zu können 21.04.2018

Ergebnis der Untersuchungen: Ohne Ausschleusung heizwertreicher Abfälle verursacht der Rückbau etwa vergleichbare Kosten wie die Sicherung Der Rückbau führt zu einer kompletten Beseitigung der Umweltgefährdung Die Sicherung ist mit Unwägbarkeiten verbunden Der abgelagerte Abfall ist weitgehend stabilisiert => geringe Emissionen beim Abgraben und nach erneuter Deponierung Mineralische Stoffe überschreiten Zuordnungskriterien DK 0/I. Sachstand: Es wird geprüft in welchem Maß heizwertreiche Abfälle vor der erneuten Deponierung aussortiert und thermisch behandelt werden müssen (Forderung in der DepVereinfachV), da dies kostenentscheidend ist. Mit einfacher Aussortierung der heizwertreichen Fraktion + 15 %. 21.04.2018

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ingenieurgruppe RUK www.ruk-online.de 21.04.2018