DE3729653A1 - Verfahren zum vorsorglichen oder nachtraeglichen schutz des um eine deponie anstehenden erdreichs gegen aus der deponie austretende schadfluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vorsorglichen oder nachträglichen Schutz des um eine Deponie anste­ henden Erdreichs gegen aus der Deponie austretende Schadflüssigkeit und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bisher hatten Deponiedichtungen die Aufgabe, das Depo­ niegut mit Hilfe gegen chemische und mechanische Bean­ spruchung beständiger Dichtungsschichten oder -folien in umgebenden Erdreich einzukapseln und ein Nachaußen­ dringen möglicher, in der Deponie anstehender Schad­ flüssigkeit zu verhindern. Die Auswahl geeigneter Mate­ rialien für derartige Dichtungen, die sowohl allen mög­ lichen chemischen wie auch mechanischen - beispiels­ weise durch Setzungen verursachten - Beanspruchungen auf Dauer widerstehen könnten, ist eine nahezu unmögli­ che Aufgabe. Mindestens sind die in Frage kommenden Mate­ rialien sehr aufwendig. Die meisten vorgeschlagenen Dichtungskonstruktionen gehen deshalb auch gar nicht von einer unbegrenzten Lebensdauer aus, sondern sehen von vornherein Reparaturmöglichkeiten vor. Ein solches bekanntes Dichtungssystem ist in der DE P 35 05 687.8 beschrieben.

Als nachteilig bei den bekannten Dichtungssystemen wird angesehen, daß die Werkstoffe für die Dichtungsschich­ ten auf die zu erwartenden Beanspruchungen nicht mit genügender Sicherheit abstimmbar sind, weil die entste­ henden Schadflüssigkeiten im Voraus meist nicht bekannt sind. Spätere Reparaturen an den Dichtschichten sind nur mit sehr hohem Aufwand oder gar nicht durch ge­ eignete vorsorgliche Maßnahmen vorzubereiten oder nach­ träglich durchzuführen.

Bei dem aus der DE P 35 05 687.8 bekannten System wer­ den aufwendige Baukonstruktionen vorgesehen, mit deren Hilfe die Dichtungen kontrollier- und sanierbar sind. Die Deponie wird von einer oberen Dichtung unterzogen, über der eine Drainageschicht eingebaut ist. Aus der Deponie durch die Betonschutzplatte in die Drainage­ schicht durchgedrungene und von der oberen Dichtung aufgefangene Schadflüssigkeit soll in Drainagerohre weitergeleitet und zu einer Kläranlage abgeführt wer­ den. Unter der oberen Dichtung ist unter Zwischenschal­ tung einer Kontrollfilterschicht eine zweite Dichtung verlegt. Sie hat abschnittweise Vorflut zu einem begeh­ baren System von Inspektionstunneln. Die Tunnel ermög­ lichen eine Kontrolle darüber, ob und wo Schadflüssig­ keit durch die obere Dichtung in die Filterschicht ein­ gedrungen ist. Durch in der Filterschicht über der zweiten Dichtung angeordnete Injektionsrohre kann die Filterschicht abschnittweise mit Kunststoff verpreßt und zu einer Dichtungsschicht umgewandelt werden. Für die Dichtung des Systems ist auf diese Weise eine Sa­ nierungsmöglichkeit gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Prinzip der bekannten Deponieabdichtung dahingehend weiter zu entwickeln, daß die chemische und mechanische Beständigkeit der verwen­ deten Werkstoffe gegenüber den anfallenden Schadstoffen für die Sicherheit der Deponieabdichtung nicht mehr die ausschlaggebende Rolle spielen, und daß die Wahrschein­ lichkeit eines Versagens wie auch die Kosten für die Abdichtung weitgehend verringert werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschriebene Verfahren. Der in der DE P 35 05 687.8 beschriebenen, wie auch anderen be­ kannten Sohleabdichtungs-Konstruktionen ist gemeinsam, daß sie von der Möglichkeit ausgehen, eine Dichtung durch geeignete Werkstoffauswahl - gegebenenfalls durch Einplanung späterer Reparaturmöglichkeiten - gegen Be­ schädigungen und/oder chemische Angriffe auf Dauer funktionsfähig zu halten. Die erfindungsgemäße Sohlen­ sicherung verzichtet dagegen auf eine feste dichte Schicht unter dem Deponiegut als Dichtung und benutzt stattdessen eine mit strömender Sammelflüssigkeit ein­ gestaute Spülzone, die unter einer bestehenden Deponie in bekannter Weise eingezogen bzw. beim Bau einer neuen Deponie von vornherein mitvorgesehen werden kann.

Für die Ausbildung der Spülzone werden zwei Varianten vorgeschlagen: Die eine Variante nach Anspruch 2 sieht zwei Dichtungen vor, wobei die obere Folie in erster Linie dazu dient, den Aufbau der Filterschicht zu er­ möglichen und sie beim Bau und auch später gegen das Hereinfallen von Verunreinigungen aus dem darüberlie­ genden Boden zu schützen, wie auch als widerstandsarme Gleitfläche für angesammelte Schadflüssigkeit.

Die untere Dichtschicht hat im wesentlichen nur die Funktion, die Sammelflüssigkeit in der "abdichtenden" Spülzone zu halten.

Die zweite Variante geht von einer unteren dichten Bo­ denschicht und einer darüberliegenden durchlässigen Bo­ denschicht - der Filterschicht - aus, wie sie in der Praxis häufig gegeben sind. In der mit Sammelflüssig­ keit gefüllten Filterschicht sind im oberen Bereich mit Filterelementen umgebene Entnahmerohre eingelegt, mit denen Sammelflüssigkeit, die durch diffundierende Schadflüssigkeit verunreinigt ist, abgezogen werden kann. Das Verfahren eignet sich besonders für nachträg­ liche Sanierung von Deponien.

Da man als Dichtflüssigkeit möglichst kein aggressives Medium verwenden wird und die chemische Aggressivität aus eindringender Schadflüssigkeit durch die nachste­ hend beschriebenen Maßnahmen gering gehalten werden kann, brauchen an die chemische Beständigkeit der unte­ ren Dichtlage keine allzu großen Anforderungen gestellt werden. Die Dichtlage kann nach ihrer Beständigkeit ge­ genüber der Sammelflüssigkeit und gegen mechanische Be­ anspruchungen optimal ausgewählt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet auch die Möglich­ keit, entgegen dem üblichen Vorgehen - nach dem eine Deponie möglichst abgedeckt und trocken gehalten wird, um keine Schadflüssigkeit entstehen zu lassen - die Deponie zu durchspülen oder beregnen zu lassen, um so Schadstoffe mit dem Strom der Sammelflüssigkeit abzu­ führen.

Die Erfindung ermöglicht, auch Schadstoffe für eine be­ grenzte Zeit in einer offenen Deponie zu lagern, bis über eine endgültige Lagerung des Deponiematerials ent­ schieden werden kann.

Die Erfindung wird durch die Fig. 1 bis 3 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Deponie mit einer er­ findungsgemäßen Spülzone nach Anspruch 2,

Fig. 2 den Kornaufbau der Spülzone im Detail.

Fig. 3 Schnitte durch eine Deponie mit einer erfin­ dungsgemäßen Spülzone nach Anspruch 4, rechte und linke Hälfte in rechtwinklig aufeinander stehenden Ebenen.

Eine Deponie 1 ist in dem Erdreich 2 eingerichtet. Das die Deponie umgebende Erdreich und das darin anstehende Grundwasser werden gegen Schadwässer, die aus der Depo­ nie austreten können, durch einen die Deponie 1 direkt umschließenden Trog geschützt, der im dargestellten Beispiel der Fig. 1 in der Ausführung nach Anspruch 2 von der Spülzone 4 und den an diese dicht anschließen­ den Dichtwänden gebildet wird. Schadwasser, das aus der Deponie 1 durch den Boden 3 in die Spülzone 4 sickert, wird in dieser mit einer Sammelflüssigkeit aufgefangen. Die Spülzone 4 kann unter einem Winkel geneigt ange­ legt sein und baut sich auf aus einer unteren Dichtlage 5, einer oberen Deckfolie 7 und der zwischen beiden liegenden Filterschicht 6. Die Filterschicht 6 besteht zweckmäßig nach Fig. 2 aus je einer unten und oben lie­ genden grobkörnigen Lage 8 bzw. 10 und einer Zwischen­ lage 9 aus feinerem Korn. Die Korngrößen sind so abge­ stimmt, daß ein Flüssigkeitsstrom mit über den ganzen Querschnitt etwas gleichmäßig verteilter Fließgeschwin­ digkeit entsteht.

Über eine Zuleitung 12 wird die Sammelflüssigkeit aus einer Zulaufvorrichtung 13 an einem Ende der Spülzone eingedrückt und am anderen Ende über Abzugsvorrichtun­ gen 14 abgezogen. In den Abzugsvorrichtungen 14 sind Pumpen 15, 16 angeordnet, die in unterschiedlicher Höhe leichtere Schadflüssigkeit bzw. schwerere Spülflüssig­ keit abpumpen. Die Pumpe 15 könnte die obenschwimmende leichte Schadflüssigkeit durch eine Leitung 17 einer Kläranlage zuführen. In der Leitung 18 könnte die Sam­ melflüssigkeit in eine Regeneration laufen, von der sie geklärt über die Leitung 12 wieder in den Kreislauf zu­ rückfließen könnte.

Nach Fig. 3 wird in der Ausführung nach Anspruch 4 der dichte Trog um die Deponie 1 durch die dichte untere Bodenschicht 19 und die in diese einbindenden Dicht­ wände 11 gebildet. In der darüberliegenden durchlässi­ gen Bodenschicht 20 sind im oberen Bereich mit Filter­ elementen 22 ummantelte Entnahmerohre 21 gleichmäßig unter der Deponiefläche verteilt. Entstehende Schad­ flüssigkeit sickert aus der Deponie in die Filter­ schicht 20. Mit den Entnahmerohren 21 wird der Durchmi­ schungsbereich mit der Sammelflüssigkeit in der oberen Zone der Filterschicht 20 ständig abgesaugt. Über die Zuleitung 23 kann die Sammelflüssigkeit auf dem ge­ wünschten Stand gehalten werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum vorsorglichen oder nachträglichen Schutz des um eine Deponie anstehenden Erdreichs gegen aus der Deponie austretende Schadflüssigkeit dadurch gekennzeichnet,

• - daß unter der Deponie (1) mit bekannten Mitteln eine Spülzone (4) eingezogen wird, die mindestens den Be­ reich, aus dem Schadflüssigkeit aus der Deponie in den Untergrund austreten kann, abdeckt und gegen das zu schützende umgebende Erdreich (2) und das darin anste­ hende Grundwasser abgedichtet ist, und
• - daß in der Spülzone (4) aus der Deponie austretende Schadflüssigkeit in einer Sammelflüssigkeit aufgefangen und mit dem Flüssigkeitsstrom dieser Sammelflüssigkeit zur Weiterbehandlung - beispielsweise in einer Kläran­ lage - abgeführt wird.

2. Spülzone zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 dadurch gekennzeichnet,

• - daß sie aus einer untereren Dichtlage (5), einer dar­ überliegenden Filterschicht (6) und einer Deckfolie (7) besteht,
• - daß sie an ihren Rändern in Dichtungselemente - bei­ spielsweise bekannte Dichtwände - einbindet, mit denen sie einen die Deponie bis zur Erdoberfläche umschlies­ senden dichten Trog bildet, und
• - daß sie eine Zulauf- und eine Abzugsvorrichtung für die Sammelflüssigkeit aufweist, die so ausgebildet sind, daß ein sie weitgehend gleichmäßig durchziehender Flüssigkeitsstrom erzeugbar ist.

3. Spülzone nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht (6) aus je einer unten und oben lie­ genden grobkörnigen Lage (8 bzw. 10) und einer feineren Zwischenlage (9) besteht, und daß die Korngrößen so aufeinander abgestimmt sind, daß sich eine etwa gleich­ mäßige Fließgeschwindigkeit im Querschnitt der Spülzone (4) einstellt.

4. Spülzone zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 dadurch gekennzeichnet,

• - daß sie aus einer unteren Dichtschicht (19) - bei­ spielsweise Ton - einer darüberliegenden Filterschicht (20) aus durchlässigem Boden - beispielsweise Sand - besteht,
• - daß die Filterschicht (20) aus durchlässigem Boden etwa in der oberen Hälfte von mit Filterelementen (22) umgebenen Entnahmerohren (21) durchzogen ist, in denen mit aus der Deponie (1) austretender Schadflüssigkeit verunreinigte Sammelflüssigkeit absaugbar ist,
• - daß die Filterschicht allseitig dicht in Dichtungs­ elemente - beispielsweise bekannte Dichtwände - einbin­ det und mit diesen einen bis zur Erdoberfläche reichen­ den dichten Trog um die Deponie bildet, und
• - daß Zuleitungen (23) vorhanden sind, durch die der Flüssigkeitsstand der Sammelflüssigkeit entsprechend der Entnahme nachfüllbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelflüssigkeit im Kreislauf unter Zwischen­ schaltung einer Regenerationsanlage umpumpbar wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5 dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine gegen die Schadflüssigkeit weit­ gehend chemisch inaktive Sammelflüssigkeit verwendet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 5 und 6 dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine gegenüber der Schadflüssigkeit spezifisch schwerere Sammelflüssigkeit verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgeschwindigkeit der Sammelflüssigkeit in der Spülzone (4) in Abhängigkeit von einer baupraktisch möglichen Neigung der Sohle und dem verfahrensbedingt gegebenen Unterschied der spezifischen Gewichte so ab­ gestimmt wird, daß eine Adhäsion der Schadflüssigkeit an der Deckfolie (7) verhindert wird, d.h. daß H A× sin bleibt, wobei H die Adhäsionskraft der Schadflüs­ sigkeit an der Deckfolie (7), A die Auftriebskraft der Schadflüssigkeit in der Sammelflüssigkeit und sin der Neigungswinkel der Spülzone (4) ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgeschwindigkeit in der feineren Zwischen­ lage (9) größer gewählt wird, als die Diffusionsge­ schwindigkeit der leichteren Schadflüssigkeit in die schwerere Sammelflüssigkeit hinein.