Nachhaltige Deponietechnik

Hintergrund

Weltweit werden mehr als 90% aller festen Abfälle auf Deponien abgelagert. In Deutschland sind mehrere Zehntausend kleinerer Altdeponien aktenkundig erfasst und eine Vielzahl größerer Deponien wurde seit 2005 in die Stilllegung überführt. Ein Großteil dieser überwiegend mit Siedlungsabfällen verfüllten Ablagerungen emittiert bis in die Gegenwart klimaschädliche Deponiegase sowie boden- und grundwasserverunreinigende Sickerwässer. Zur Gewährleistung einer auch langfristigen Umweltverträglichkeit müssen diese Deponien in einen emissionsarmen Zustand überführt werden. Dabei stellen technische Barrieren wie z.B. Oberflächenabdichtungen ergänzende Maßnahmen dar, während insbesondere die nachhaltige Reduktion des Emissionspotenzials das zentrale Ziel der Maßnahmen ist.

Forschungsschwerpunkte

Vor dem Hintergrund der Diskussion über Dauer und Kosten der Deponienachsorge sowie der Verpflichtung zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgase werden Altdeponien im zunehmenden Maße aerob stabilisiert. Die Deponiebelüftung stellt mittel- und langfristig die einzig wirksame Methode zur beschleunigten, kontrollierten und nachhaltigen in-situ Reduktion des Emissionspotenzials von Siedlungsabfalldeponien dar. Im DepoLab 4.0 des IUE werden in diesem Zusammenhang die folgenden Forschungsaktivitäten durchgeführt:

Verfahrenstechnische Aspekte

Die aerobe in situ Stabilisierung einer Deponie kann über unterschiedliche Belüftungsverfahren erfolgen. Bei den aktiven Verfahren (Luft wird in den Deponiekörper eingeblasen) wird zwischen Hoch- und Niederdruckbelüftung unterschieden, während passive Verfahren (Lufteintrag erfolgt durch die Deponieoberfläche) mittels Übersaugung oder auf der Basis des Kaminzugverfahrens durchgeführt werden. Ziel der Forschung ist es, die Anwendungsbereiche der Verfahren zu definieren und die Verfahrenstechnik zu optimieren. [ausgewählte Veröffentlichung]

Klimaschutz

Gemäß der Einschätzung des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) werden weltweit 67 bis 90 Mio. Tonnen Methan aus Deponien und abfallwirtschaftlichen Aktivitäten freigesetzt; dies entspricht > 15% der globalen anthropogenen Methanemissionen. Die Deponiebelüftung ist eine geeignet Option zur nachhaltigen Reduktion schädlicher Treibhausgase. Wesentlichen Anteil an der Vermeidung von Methanemissionen hat die Umstellung der Milieubedingungen im Deponiekörper von anaeroben (Deponiegasbildung) auf aerobe Verhältnisse, wodurch im Wesentlichen Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf anstelle von Methan produziert und emittiert werden. Darüber hinaus werden Treibhausgasemissionen durch die Behandlung der erfassten Abluft reduziert. Ziel der Forschung ist es, die Emissionen vor, während und nach der Belüftung zu bilanzieren und Effizienz der Maßnahme zu erhöhen. [ausgewählte Veröffentlichung]

Die Reduzierung von Treibhausgasemissionen während und nach erfolgter Deponiebelüftung wurde u. A. im Rahmen eines abgeschlossenen nationalen F&E-Projektes untersucht.

Kosten- und Langzeitaspekte

Maßnahmen zur biologischen Deponiestabilisierung verursachen Investitions- und Betriebskosten, sie sind jedoch auch mit Kostenreduktionen im Bereich der technischen Barrieren (ggf. Verzicht auf eine zweite Dichtungskomponente) sowie bei der langfristigen Nachsorge verbunden. Letzteres betrifft den Bereich der sehr kostenintensiven Sickerwasserreinigung, welche u. U. verkürzt bzw. in ihrem Umfang an die verbesserte Sickerwasserqualität (d.h. geringere Belastungen) angepasst werden kann. Ziele der Forschung am IUE sind u. A. die Prognose der langfristigen Sickerwasserqualität, die Vorhersage der notwendigen Stabilisierungsdauer sowie Mengen und mögliche Behandlungsoptionen für Restgasemissionen aus biologisch stabilisierten Deponien. [ausgewählte Veröffentlichung]

Die nachhaltige Verbesserung des Deponielangzeitverhaltens wird gegenwärtig im Rahmen eines internationalen Kooperationsprojektes mit dem Betreiber der Deponie Teuftal (Schweiz) untersucht.