depSIM: numerische 3D-Simulation – neue Potentiale für alte Deponien
Siedlungsabfalldeponien haben ein äußerst inhomogenes und komplexes Innenleben. In ihnen sind Materialien unterschiedlichster Herkunft und Eigenschaft vertreten. Die organischen Be-standteile mit ihrem Potenzial zur Deponiegasbildung stehen hierbei im besonderen Fokus. Un-ter der Beteiligung verschiedener Bakterien wird das organische Material im Deponiekörper für kurze Zeit aerob, danach die längste Zeit anaerob umgesetzt und das über einen Zeitraum von bis zu 200 Jahren, siehe Abb. 1. Das Endprodukt dieser organischen Umsetzung sind neben Spurenelementen im Wesentlichen Kohlendioxid (ca. 45 %) und Methan (ca. 55 %). Beide Gase werden als Treibhausgase eingestuft, wobei das Methan im Vergleich zu Kohlendioxid eine über das 23-fache höhere Wirkung (aufgrund des COP-Beschlusses ab 2012) auf die Klimaer-wärmung hat. Hieraus leitet sich die Auflage ab, dass Deponiegasemissionen kontrolliert abge-führt werden müssen.
Mit dem Modell depSIM können die wesentlichen Prozesse innerhalb des Deponiekörpers gekoppelt berechnet werden. Als Randbedingungen können die äußere Tempe-ratur, der Druck und die Verschiebung vorgegeben werden. DepSIM ermöglicht eine örtlich und zeitlich differenzierte Berechnung und Darstellung der Temperatur, der Abbaurate der Organik, der lokalen Druckverhältnisse und die daraus resultierenden Gasströmungsgeschwindigkeiten. Durch die detaillierte Berechnung der Gasgeschwindigkeiten an jedem Punkt der Deponie ergibt sich eine wesentliche Verbesserung gegenüber konventionellen Rechenmodellen zur Gasprog-nose und -erfassung. Diese bisherigen Prognosemodelle basieren auf abgeschätzten Eingangspa-rametern, die jeweils für eine komplette Deponie oder einen Deponieabschnitt gemittelt werden und keine gekoppelte Berechnung der relevanten Parameter ermöglichen. Dadurch ist eine räumlich differenzierte Betrachtung der Gasproduktion nicht möglich. Doch gerade eine räum-lich exakte, quantitative Prognose der zu erwartenden Gasproduktion, die depSIM leisten kann, ist für Deponiebetreiber zur richtigen Dimensionierung der Gasfassung und -behandlung zwin-gend notwendig. Ebenfalls lassen sich die Gasströme entlang der Deponieoberfläche räumlich und zeitlich differenziert darstellen. Dies ermöglicht eine lokal differenzierte Deponiegasbewirt-schaftung mit einer Unterteilung in Bereiche mit aktiver oder passiver Gasfassung oder um die Realisierbarkeit einer Methanoxidationsschicht abzuschätzen.
| Copyright: | © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben | |
| Quelle: | Depotech 2012 (November 2012) | |
| Seiten: | 6 | |
| Autor: | Dr.-Ing. Sebastian Schmuck  Prof. Dr.-Ing. Renatus Widmann Jun.-Prof. Dr.-Ing. Tim Ricken | |
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