Verbesserung des Langzeitverhaltens der Deponie Teuftal (CH)

(Teil-)Projektleitung/Mitarbeit:Dr.-Ing. Marco Ritzkowski
Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann
Auftraggeber/Fördergeber:Deponie Teuftal AG
Projektpartner:Deponie Teuftal AG
Projektumfang:84 Wissenschaftlermonate
Laufzeit:07/2012 - 06/2015 (Phase I)
07/2016 - 06/2019 (Phase II)
Hintergrund

Die Deponie Teuftal im Schweizer Kanton Bern ist die größte Reaktor- und Reststoffdeponie der Schweiz. Sie wurde 1973 in der Gemeinde Mühleberg westlich von Bern eröffnet. Seit über 40 Jahren werden hier Siedlungsabfälle, MVA-Schlacke, entwässertem Klärschlamm und Bodenaushub im hochverdichteten Dünnschichteinbau abgelagert. Unbehandelte Siedlungsabfälle mit einem relativ hohen Emissionspotenzial wurden insbesondere zwischen 1973 und 2000 auf einem ca. 12 Hektar großen, in drei Sektoren unterteilten Bereich abgelagert. Dieser Teil der Deponie enthält etwa 3,2 Millionen Tonnen Abfälle (ca. 2,1 Millionen Tonnen Trockensubstanz) und wird heute als „Reaktordeponie“ bezeichnet. Vor dem Hintergrund signifikant abnehmender Deponiegasmengen sowie anhaltender Belastungen des erfassten Sickerwassers entschloss sich der Deponiebetreiber (Deponie Teuftal AG) im Jahr 2012 dazu, in Kooperation mit der TU Hamburg Harburg ein Konzept zur beschleunigten Stabilisierung der Reaktordeponie zu erarbeiten. Ziel ist es, technische Aufwendungen und damit einhergehende Kosten im Zuge der Deponienachsorge zu minimieren und die Reaktordeponie in einen emissionsarmen und langzeitstabilen Zustand zu überführen.

Datenerhebung als Grundlage für mögliche Stabilisierungskonzepte

Innerhalb der ersten Projektphase wurden die grundlegenden Bestandsdaten erhoben und im Rahmen einer Situationsbeschreibung zusammenfassend dargestellt. Hierbei ging es i. W. um die Historie der Reaktordeponie (Deponieaufbau, Art und Qualität der eingelagerten Abfälle, Abfallmassen und Volumina, Einbautechnik, etc.), technische und bauliche Installationen sowie Daten zum vergangenen und gegenwärtigen Emissions- und Setzungsverhalten.
Auf der Grundlage der Situationsbeschreibung wurden (technische) Möglichkeiten zur Beeinflussung des langfristigen Deponieemissionsverhaltens umfangreich dargestellt und evaluiert. Als Ergebnis dieses Bearbeitungsschrittes wurde ein Maßnahmenkatalog erstellt, der die gesamte Bandbreite möglicher Maßnahmen zur Beeinflussung des Langzeitverhaltens einer Siedlungsabfalldeponie abdeckt und als Grundlage für die nachfolgende Auswahl geeigneter Varianten am Standort „Teuftal“ diente.
Auf der Grundlage des Maßnahmenkatalogs wurden in enger Abstimmung mit dem Deponiebetreiber konkrete (d.h. auf den Standort bezogene) Varianten zur Verbesserung des Deponielangzeitverhaltens der Deponie Teuftal entwickelt und bewertet. Hierbei wurden neben der ökologischen Bewertung auch ökonomischen Aspekte berücksichtigt.
Die ökonomischen Betrachtungen liefern eine Abschätzung der zu erwartenden Kosten einer Variante, stellen diesen jedoch auch etwaige Kostenreduzierungen, z. B. im Bereich der Nachsorge (langfristige Gas- und Sickerwasserbehandlungskosten, Wahl des Oberflächenabdichtungssystems, etc.) gegenüber. Im Rahmen der ökologischen Bewertung werden u. a. die Zwischenergebnisse der Laboruntersuchungen berücksichtigt, welche wesentliche Hinweise auf die Leistungsfähigkeit der Maßnahmen zur Verbesserung des Deponielangzeitverhaltens liefern. Auf Grundlage dieser umfassenden Betrachtungen wurde es dem Deponiebetreiber ermöglicht, eine abschließende Auswahl der endgültigen Variante auf einer wissenschaftlich fundierten und ökonomisch abgesicherten Grundlage zu treffen.

Konzepterstellung und Umsetzung der ausgewählten Maßnahme:

Zum Abschluss der Phase I wurde die großtechnische Umsetzung der Maßnahme zur Verbesserung des Deponielangzeitverhaltens geplant und als Grobkonzept vorbereitet. Seit Dezember 2014 wird das Konzept zur beschleunigten Stabilisierung der Reaktordeponie Teuftal großtechnisch am Standort umgesetzt. Das Konzept beinhaltet neben einer aktiven Belüftung im kontinuierlichen Niederdruckverfahren mit paralleler Ablufterfassung auch die gezielte Befeuchtung des Deponiekörpers durch die Infiltration von Sickerwasser.

Untersuchungen im Labormaßstab:

Zur zuverlässigen Charakterisierung der abgelagerten Abfälle sowie zur sicheren Prognostizierung des zukünftigen Emissionsverhaltens werden Untersuchungen im Labormaßstab durchgeführt. Mittels Deponiesimulationsreaktoren (DSR), welche innerhalb kurzer Zeiträume (mehrere Monate) Langzeitprozesse (viele Jahre) zuverlässig abbilden können, wird die zukünftige Entwicklung der Sickerwasserqualität sowie der Deponiegasmengen unter divergierenden Randbedingungen (aerob/anaerob, Sickerwasserrückführung (mit/ohne, intensiv/extensiv), Temperaturniveau, etc.) untersucht. Auf der Grundlage dieser Untersuchungen kann die großtechnische Maßnahme optimiert, Stabilisierungszeiträume abgeschätzt und das optimierte Langzeitverhalten beurteilt werden.
Ein Schwerpunkt der Untersuchungen liegt auf dem Emissionsverhalten nach Beendigung der Stabilisierungsmaßnahme: Ist ggf. mit erneuten Methanemissionen zu rechnen? Welche Deponiegasmengenströme sind zu erwarten? Verbleibt die Sickerwasserbelastung auch lange nach der Belüftung auf niedrigem Niveau?

Diese und weitere Fragestellungen werden im Rahmen des Projektes umfassend beantwortet.