Beschleunigte aerobe in situ- Stabilisierung der Altablagerung Kuhstedt zur Minderung des Kosten- und Nachsorgeaufwandes - Langzeitverhalten und Erfolgskontrolle
 Bild: Betriebsfläche mit Einrichtung zur In-Situ Belüftung der Altdeponie Kuhstedt (links: RTO zur Abluftreinigung; rechts: Container mit Belüftungsaggregaten) WISSENSCHAFTLICHE KONTAKTE UND KOOPERATIONEN: - Landkreis Rotenburg (Wümme)
- Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft (ifas), Hamburg
- HAASE Energietechnik GmbH
- Dr.-Ing. Kai Heining, Planung und Beratung in der Verfahrenstechnik
ZIEL Im abgeschlossenen F&E-Vorhaben "Beschleunigte aerobe in-situ-Stabilisierung der Altablagerung Kuhstedt zur Minderung des Kosten- und Nachsorgeaufwandes" wurde auf dem Standort Altdeponie Kuhstedt, Landkreis Rotenburg (Wümme), erstmalig in Deutschland ein neuartiges Verfahren zur aeroben in situ Stabilisierung einer gesamten Deponie technisch realisiert und über einen Zeitraum von 6 Jahren betrieben. Durch die in situ Belüftung konnte das Ziel einer sehr weitgehenden Verminderung der Deponieemissionen (Deponiegasbildung und Anfall belasteten Sickerwassers) sowie des Emissionspotenzials erreicht werden. In einer Abschließenden Projektphase (zweites Halbjahr 2007) sowie im Jahr 2008 (außerhalb des Projektes) wurde bzw. wird die langfristige passive Aerobisierung der Deponie mittels windgetriebener Be- und Entlüftungsvorrichtungen untersucht. Im Rahmen des Projektes wurden auch Versuchsfelder zur Überprüfung standortangepasster Oberflächenabdichtungssysteme betrieben. Innerhalb einer Betriebsdauer von ca. 5 Jahren konnten belastbare Ergebnisse hinsichtlich des Wasserhaushalts, des Methanoxidationsvermögens und der Funktionstüchtigkeit der einzelnen Dichtungselemente erzielt werden. Die Ergebnisse aus den Versuchsfeldern fließen in die Auswahl der endgültigen Oberflächenabdichtung nach Ende des Stabilisierungsbetriebes mit ein. INHALT Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden die wesentlichen Prozesse im belüfteten Deponiekörper sowie deren Auswirkungen hinsichtlich der Deponieemissionen und der Deponiecharakteristik untersucht. Im Einzelnen sind dieses: Temperaturerhöhungen infolge der Aerobisierung - Entwicklung eines ¿Wärmehaushaltsmodells¿: Beziehungen zwischen der beobachteten Temperaturerhöhung im Deponiekörper und der Charakteristik der belüfteten Abfälle (biologisch umsetzbarer organischer Gehalt)
- Vorhersagen für a) die Dauer und b) die Intensität der Temperaturerhöhung im Vorwege von Belüftungsmaßnahmen
- Steuerung des Temperaturniveaus im Deponiekörper durch gezielt gesteuerten Anlagenbetrieb zur Optimierung der Stabilisierungsprozesse
Prognose des Kondensatanfalls - Vorhersage des Kondensatanfalls im Vorwege einer Belüftungsmaßnahme zur Berücksichtigung bei baulichen und technischen Maßnahmen zur Vermeidung von Störungen
- Kondensatqualitätsänderungen im Verlaufe einer Belüftungsmaßnahme
Prognose der zu erwartenden Setzungen Optimierung und Standardisierung der Anlagentechnik - Langzeitstabilität der eingesetzten Anlagenbetsandteile (Belüftungs- und Ablufterfassungsbrunnen, Rohrleitungen, Kondensatschächte etc.)
- Standardisierung
- Überführung des Belüftungsverfahrens in den Stand der Technik
Mittel- und langfristige Auswirkungen der Belüftung auf die Sicker- und Grundwasserqualität Umsetzungsreaktionen in der Abfallmatrix und im Sickerwasser Evaluierung von Erfolgskriterien - Grundlagen zur Erfolgskontrolle
- Erfolgskriterien zur Beendigung einer Belüftungsmaßnahme
ERGEBNISSE Technikumsversuche Die Ergebnisse umfassender Laboruntersuchungen in Deponiesimulationsreaktoren (DSR) bestätigen eindeutig das große Potenzial der Methode hinsichtlich der biologischen Stabilisierung abgelagerter Abfälle. Im Vergleich zu den Ergebnissen anaerober Kontrollversuche konnte infolge der Belüftung eine schnelle und signifikante Abnahme der Parameter BSB5, CSB und TOC im Sickerwasser beobachtet werden. Ebenso nahmen die anorganischen Stickstoffverbindungen (im wesentlichen Ammonium) sehr schnell auf Konzentrationen im Bereich der Nachweisgrenzen ab. Die Grenzwerte des 51. Anhanges der Abwasserverordnung werden für diese Parameter sicher eingehalten. Vergleichende DSR-Untersuchungen mit Abfallfeststoffproben, entnommen vor und nach Abschluss der Belüftung, zeigen sehr deutlich die realisierte Stabilisierung der organischen Substanz auch für den belüfteten Deponiekörper. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der abgelagerten Abfälle (biologisch verfügbare Organik) lässt sich auch ein beschleunigter C-Austrag über die Gasphase nachweisen. Dieser wird nahezu ausschließlich (>95%) in Form von CO2 gemessen, CH4 liegt nicht oder nur in sehr geringen Konzentrationen vor. Großtechnische Untersuchungen Die Ergebnisse aus der großtechnischen Anwendung des Verfahrens auf der Altdeponie Kuhstedt bestätigten die Laboruntersuchungen. Es gelang, den C-Austrag über die Gasphase gegenüber der (berechneten) anaeroben Deponie infolge der aeroben Abbauprozesse signifikant (Faktor 2,4) zu steigern. Auch lassen sich bereits zum Ende des Stabilisierungsbetriebes tendenziell abnehmende Sickerwasser- und Grundwasserbelastungen insbesondere für den Parameter Ammonium-Stickstoff feststellen. Die organischen Sicker- und Grundwasserbelastungen liegen nach dem Abschluss der Belüftung noch auf unverändertem Niveau, mittel- und langfristig ist hier mit einer deutlichen Abnahme der Konzentrationen zu rechnen. Hohe Temperaturen (40 - 65°C) im inneren des Deponiekörpers, insbesondere während der ersten 2,5 Jahre des Stabilisierungsbetriebes, waren Folge sehr intensiver aerober Stoffwechselaktivitäten im aeroben Milieu. Nach erfolgter biologischer Stabilisierung (weitgehender Abbau der biologisch verfügbaren organischen Substanzen) zeigten die Temperaturen abnehmende Tendenz und erreichten 6 Monate nach Abschluss der aktiven Belüftungsphase Werte im Bereich lediglich leicht erhöhten Bereich. Einen qualitativ ähnlichen Verlauf nahmen die Setzungen (insgesamt verringerte sich die ursprüngliche Deponiemächtigkeit vor Beginn der Belüftungsmaßnahme um ca. 10%), welches ebenfalls Rückschlüsse auf das Fortschreiten der biologischen Stabilisierung zulässt. Zum Ende der Belüftungsmaßnahme im Sommer 2007 wurden alle Vorgaben (Erfolgskriterien) bezüglich eines definierenden Stabilitätsniveaus erreicht. Die Deponie wird gegenwärtig über windgetriebene Be- und Entlüftungseinrichtungen in einem aeroben/semi-aeroben Zustand gehalten. Publikationen - 1-04.551V
Ritzkowski, M., Stegmann, R., Heyer, K.-U. (2004): Aktueller Erkenntnisstand zur in-situ Belüftung von Deponien am Beispiel des mehrjährigen Versuches auf der Altdeponie Kuhstedt. In: M. Kühle-Weidemeier (Hrsg.): Abfallforschungstage 2004 - Auf dem Weg in eine nachhaltige Abfallwirtschaft. Cuvillier Verlag, Göttingen, S. 370 - 391, ISBN 3-86537-121-3 - 1-04.593V
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Ritzkowski, M. (2005): Beschleunigte aerobe In-situ Stabilisierung von Altdeponien am Beispiel der Altdeponie Kuhstedt. In: Hamburger Berichte Bd. 26, Verlag Abfall aktuell, Stuttgart - 1-04.597V
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Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2005): Estimation of operation periods for in situ aerated landfills. In: Proceedings (CD-ROM) of Sardinia 2005 - Tenth International Waste Management and Landfill Symposium. Cossu, R. Stegmann, R. (Eds.). Session C15, pp. 415-416; CISA, Environmental Sanitary Engineering Centre. S. Margerita di Pula, Cagliari. Italy, 03-07.10.2005. - 1-04.599V
Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2005): Reduction of Greenhouse Gas emissions by landfill in situ aeration. In: Proceedings (CD-ROM) of Sardinia 2005 - Tenth International Waste Management and Landfill Symposium. Cossu, R. Stegmann, R. (Eds.). Session F5, pp.797-798; CISA, Environmental Sanitary Engineering Centre. S. Margerita di Pula, Cagliari. Italy, 03-07.10.2005. - 1-04.613V
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Ritzkowski, M., Heyer, K.-U., Stegmann, R. (2006): Ausgewählte Beispiele und aktuelle Praxiserfahrungen zur in situ Belüftung von Deponien. In: Deponietechnik 2006, Hamburger Berichte 29. Stegmann/Rettenberger/Bidlingmaier/Bilitewski/Fricke (Hrsg.), Verlag Abfall aktuell, ISBN 3-9810064-4-5, pp. 203-218 - 1-04.654V
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Stegmann, R. (2006): Waste Management in European Countries. Protection and Restoration of the Environment VIII. Chania, Greece, 03.-07.07.2006 - 1-04.631V
Stegmann, R. (2006): Old landfills site revitalization in the focus of regional planning. Protection and Restoration of the Environment VIII. Chania, Greece, 03.-07.07.2006 - 1.04.632V
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Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2007): Aerobe Deponiestabilisierung - Ein Beitrag zum Klimaschutz. In: Stilllegung und Nachsorge von Deponien - Schwerpunkt Deponiegas 2007, Trierer Berichte zur Abfallwirtschaft, Bd. 14. Rettenberger/Stegmann (Hrsg.), Verlag Abfall aktuell, ISBN 3-9810064-7-X, pp. 69-85 - 1-04.705V
Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2007): Ergebnisse der aeroben in situ Stabilisierung der Altdeponie Kuhstedt: Betrieb, Emissionen, begleitende Laboruntersuchungen. In: Aerobe in situ Stabilisierung von Deponien und Altablagerungen. Dokumentation des Workshops am 15.11.2007 in Rotenburg (Wümme); Veranstalter: Landkreis Rotenburg (Wümme); 16 Seiten - 1-04.706V
Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2007): Beschleunigte aerobe in situ Stabilisierung von Deponien. In: Gewässerschutz - Wasser - Abwasser 209; Wissenschaftlich-Technische Mitteilungen des Instituts zur Förderung der Wassergüte- und Wassermengenwirtschaft e.V.; Band 6 2007. J. Pinnekamp (Hrsg.), ISBN 978-3-938996-15-7, pp. 4/ - 4/12 - 1-04.707V
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Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2007): Biostabilizing a MSW landfill by means of in situ aeration - Results of a 8-year project. In: Proceedings of SARDINIA 2007 - Eleventh International Waste Management and Landfill Symposium. Cossu/Diaz/Stegmann (Eds.). Session F16, pp. 881-882; CISA, Environmental Sanitary Engineering Centre. S. Margerita di Pula, Cagliari. Italy, 01-05.10.2007. - 1-04.710V
Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2007): Biostabilizing a MSW landfill by means of in situ aeration - Results of a 8-year project. In: SARDINIA 2007 - Eleventh International Waste Management and Landfill Symposium. Cossu/Diaz/Stegmann (Eds.). Poster Session - 1-04.711V
Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2007): Reduction of residual landfill gas production by means of in situ aeration. In: Waste matters, Integrating views. P. Lechner (Ed.), Proceedings of the 2nd BOKU Waste Conference 2007, Facultas Verlags- und Buchhandel AG, ISBN: 978-3-7089-0060-5; pp 407-416 - 1-04.712V
Ritzkowski, M., Stegmann, R. (2007): Controlling greenhouse gas emissions through landfill in situ aeration. In: International Journal of Greenhouse Gas Control, I (2007); Elsevier, pp 281-288 - 1-04.714V
Ritzkowski, M.; Heyer, K.-U.; Hupe, K.; Stegmann, R. (2007): 3. Zwischenbericht zum Projekt Beschleunigte aerobe in situ Stabilisierung der Altdeponie Kuhstedt zur Minderung des Kosten- und Nachsorgeaufwandes - Umsetzungsreaktionen. Bericht an das UBA, PT Jülich, 02/2007. - 1-04.715V
Ritzkowski, M., Heyer, K.-U., Stegmann, R. (2007): Emission behaviour of aerated landfill material. In: Landfill Aeration. Monographic Book der IWWG, Stegmann, R., Ritzkowski, M. (Hrsg.), CISA, Environmental Sanitary Engineering Centre, pp 29-36
Stichwörter - Emissionspotenzial
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- Langzeitverhalten
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- biologische in situ Stabilisierung
- in situ Belüftung
- reduzierter Nachsorgeaufwand
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