Entsorgungslösung für Deponiegas

Rund 4.000 ehemalige Abfalldeponien in Deutschland sind nur unzureichend gegen den Austritt von Methangas oder kontaminiertem Sickerwasser gesichert. Forscher der Technischen Fachhochschule Georg Agricola stellen ein neues Sanierungsverfahren vor.

Es dient als Voraussetzung für das Urban Mining und damit der Gewinnung von Wertstoffen aus den Altdeponien. Methangas entsteht in Deponien bekanntlich bei der Zersetzung von organischem Material durch Mikroorganismen.

„Bei der Schließung von Altdeponien ist man bis 1994 davon ausgegangen, dass das organische Material zuvor bereits vollständig abgebaut wurde. Mithilfe von Probebohrungen an einer Altdeponie in Bochum konnten wir jedoch nachweisen, dass diese Annahmen nicht richtig waren und nach mehr als 35 Jahren noch fast 20 Prozent reaktionsfähiges Material vorhanden ist“, erklärt Geotechniker Prof. Dr. Frank Otto, der das Forschungsprojekt an der Technischen Fachhochschule Georg Agricola für Rohstoff, Energie und Umwelt zu Bochum (TFH) leitet. „Die Folgen dieser unerwünschten Methanproduktion lassen sich auf den meist begrünten Altdeponien sehen und riechen: Bäume und andere Pflanzen sterben ab, es entwickeln sich unangenehme Fäulnisgerüche.“

Messung an einem Gasbrunnen auf der Deponie in Celje: Daniel Synnatzschke, Prof. Frank Otto und Jürgen Kanitz mit Tomaz Invankoviz vom Deponiebetreiber Simbio (vorne)

Messung an einem Gasbrunnen auf der Deponie in Celje: Daniel Synnatzschke, Prof. Frank Otto und Jürgen Kanitz mit Tomaz Invankoviz vom Deponiebetreiber Simbio (vorne)

Durch gezielte Bohrungen Sauerstoff zuführen

Gemeinsam mit dem Chemiker Jürgen Kanitz und Michael Finken vom Umweltamt der Stadt Bochum hat Professor Otto nun ein Verfahren entwickelt, um die unerwünschten Methanausgasungen in den Griff zu bekommen: Durch gezielte Bohrungen wird Sauerstoff zugeführt, um die Umwandlung des noch vorhandenen organischen Materials kontrolliert anzuregen. Das entstehende Methan wird abgesaugt und kann dann zum Beispiel in einem Blockheizkraftwerk energetisch verwertet werden. Erst wenn das organische Material vollständig umgesetzt und die Methanproduktion zum Stillstand gekommen ist – die Fachleute sprechen von „Inertisierung“ –, kann die Deponie geöffnet werden, um metallische oder andere Wertstoffe zu gewinnen.

Dieses sogenannte Urban Mining stellt in Zeiten knapper und teurer Rohstoffe eine lohnende Perspektive dar. So verbergen sich auf deutschen Altdeponien schätzungsweise 26 Millionen Tonnen Eisenschrott, 850.000 Tonnen Kupferschrott und etwa 500.000 Tonnen Aluminiumschrott. Ist eine Wertstoffentnahme nicht wirtschaftlich, können vollständig inertisierte Deponien in Grünflächen umgewandelt oder sogar gefahrlos bebaut werden.

Deponiegas statt Umgebungsluft absaugen

Ein zweites Verfahren, das Otto und Kanitz zum Patent angemeldet haben, behebt ein anderes Problem in Sachen Deponiegas, das vielerorts auf noch aktiven Standorten auftritt. Dort sind zwar Gasabsaug-Brunnen vorhanden. Nach Erkenntnis der Wissenschaftler funktionieren diese aber nach einer gewissen Zeit nicht mehr einwandfrei, denn die Gasbrunnen haben einen Konstruktionsfehler: „Ihre Absaugöffnungen befinden sich zum Teil zu nah an der Deponieoberfläche, wo sich nach einiger Zeit gar kein Methan mehr bildet. Die Brunnen saugen deshalb vor allem die Umgebungsluft an und nicht das tiefer in der Deponie entstehende Deponiegas.“ Im von den Bochumer Forschern entwickelten Verfahren werden die oberen Absaugöffnungen mithilfe eines speziellen, schnell aushärtenden Polyurethanschaums abgedichtet. „Damit können wir die Brunnen vor Ort wieder in Betrieb setzen. Das ist wesentlich effizienter und kostengünstiger, als neue Gasbrunnen zu bohren“, zieht Professor Otto ein positives Fazit.

Beide Verfahren stellten die Bochumer Forscher erstmals Ende August auf der 15th Waste Management Conference GzO’14 (Konferenz zum Abfallmanagement) im slowenischen Ljubljana vor. Mit dabei war auch Daniel Synnatzschke. Zusammen mit der Studentin Ziva Zivkovic von der Universität Ljubljana hat der TFH-Absolvent das Verfahren der Gasbrunnensanierung auf einer Deponie im slowenischen Celje erprobt. Das Projekt im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde von Wissenschaftlern beider Hochschulen begleitet.

www.tfh-bochum.de

Demonstrierten das Sanierungsverfahren im Modell: Prof. Dr. Frank Otto, Daniel Synnatzschke, Prof. Dr. Joze Kortnik (Universität Ljubljana), Jürgen Kanitz (von rechts) – Fotos: Technische Fachhochschule
Georg Agricola

(EUR114S33)