Ursachen und Messung heterogener Gasemission aus einer für die Methanoxidation optimierten Deponieabdeckschicht bei unterschiedlicher Ausführung der Gasverteilungsschicht

Die räumliche Heterogenität der Gasflüsse macht eine Extrapolation von lokal erfasster Emission in die Fläche schwierig. Im vorliegenden Fall wurden emissive Flächen erst mittels FID-Begehung identifiziert. Von diesen 40% der Gesamtfläche emittierten 90% des Methans. Um die Emissionsminderung einer Methanoxidationsschicht zu beurteilen, sollte Haubenmessungen also eine FID-Begehung vorangehen. Zur quantitativen Erfassung der Emission wurde für die vorliegende Arbeit eine großdimensionierte Haube verwendet (17,6 m²), mit welcher die emissiven Bereiche abgedeckt werden konnten. Bei der Verwendung kleinerer Hauben muss die Ausdehnung der emissiven Bereiche und deren über die Fläche veränderliche Quellstärke in Betracht gezogen werden.

Zur Untersuchung der Methanoxidation als Maßnahme zur Reduzierung von Methan- Restemissionen aus Deponien wurden zwei Testfelder errichtet. Eines der Felder wurde mit einer Kapillarsperre ausgestattet (Feld C), während an der Basis des anderen Feldes eine Dränmatte eingebaut wurde (Feld G). An der Basis der Testfelder wird an jeweils sechs Punkten Deponiegas mit einer Fracht von 2,5 L m-2 h-1 eingeleitet, welches innerhalb des Kapillarblocks des Testfelds C, sowie in der Dränmatte an der Basis von Testfeld G verteilt werden sollte. Zur flächenrepräsentativeren Erfassung der Oberflächenemission von Methan und Kohlendioxid wurde eine großdimensionierte Haube (17,6 m², 8,8 m³ Innenvolumen) eingesetzt, und die gesamte Testfeld-Fläche von 1950 m² in einer zweitägigen Messkampagne mit 130 Einzelmessungen abgedeckt. Ziel war, (1) die räumlichen Muster der Emission zu charakterisieren, (2) die Methanoxidationsleistung zu bestimmen, und (3) eine Mess-Strategie abzuleiten, die bei geringer Anzahl von Einzelmessungen eine repräsentative Extrapolation erlaubt. Aufgrund der räumlichen Heterogenität der Gasfracht, die trotz des relativ homogen eingebauten Bodenmaterials in den Testfeldern beobachtet wurde, überstieg diese in einigen Bereichen die Oxidationskapazität des Bodens und führte zu Emissionen. Trotz des flächig heterogenen Flusses konnte festgestellt werden, dass die Emission über den Großteil der Fläche gering und die Methanoxidation insgesamt hoch ist. Die Methanoxidationsleistung betrug 85%, berechnet über die Änderung des CO2-CH4 Verhältnisses im emittierten Gas relativ zum Deponiegas sowie über die Methanmassenbilanz. Für die meisten Anwendungsfälle zur Bewertung der Methanoxidationsleistung sind Messkampagnen vom Umfang der hier beschriebenen praktisch nicht möglich. Da die gesamte Fläche nicht erfasst werden kann, muss ein repräsentatives Probenahmedesign gefunden werden, das die Heterogenität der Emission berücksichtigt. Dies kann nicht durch eine zufällige Auswahl von Flächen erreicht werden, sondern nur durch die gezielte Auswahl emissiver Bereiche.



Copyright: © Wasteconsult International
Quelle: Praxistagung 2012 (Dezember 2012)
Seiten: 13
Preis inkl. MwSt.: € 6,50
Autor: Inga Röwer
Dr.-Ing. Jan Streese-Kleeberg
Dr. Bernd Steinert
Heijo Scharff
Dr. Julia Gebert

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