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Only in Germany we expect about 1,000 abandoned municipal waste deposits. These sites were often former open-cast mines that were used for waste disposal after the end of raw material extraction, mainly in the 1960s and 1970s. They were closed in the 1980th and normally hidden below some soil. The waste still has a high organic content, which is metabolized into landfill gas by microbial degradation processes under oxygen exclusion. This gas mixture should have a content of about 60 vol.% Methane and 30 vol.% CO2, sucked from gas wells. If the volume flow is sufficient and the methane concentration is at least 40% by volume, the extracted gas can be used for energy recovery. Without sucking this gas, it will migrate into the atmosphere for some hundred years. With sucking and using this gas the process will be finished after 20 years. This will drastically reduce the site's ecological footprint.

If the extracted gas has a content of Methane less than 40%, normally there is a leakage in the system and atmospheric air is sucked. Depth-zonal measurements in an actively ventilated gas well allow the gas flow and gas composition to be examined across the depth. This method makes it possible to detect leaks and pneumatic short circuits. These sources of error can be sealed using a sealing method involving PU foam. As part of a pilot project in cooperation with the city of Bochum, the existing gas collection system at a site is to be optimized for energy use.

In unterschiedlichen Studien wird ausführlich auf den Gashaushalt, der rechnerischen Bestimmung des Gaspotenzials, der Quantifizierung der Methanoxidation sowie der Bestimmung der theoretischen Methanemission in Siedlungsabfalldeponien eingegangen (u. a. auch im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative). Auch sind in der jüngeren Vergangenheit vermehrt Studien durchgeführt worden, die gastechnische Stabilisierungsmaßnahmen (sowohl anaerob als auch aerob; verschiedene Verfahren) vergleichen bzw. einen ersten Vergleichsmaßstab („Benchmark“) dazu ansetzen. Die Resultate der einzelnen Publikationen weisen naturbedingt eine sehr hohe Streuung der Messergebnisse einerseits infolge des heterogenen Aufbaus der jeweiligen Ablagerung auf und andererseits aufgrund unterschiedlicher Methoden. Bei allen diesen Studien wurden jedoch überwiegend theoretische Ansätze zur Bestimmung des eigentlichen Gaserfassungsgrades angesetzt. Empirische Untersuchungen zur Bestimmung der eigentlichen Gasproduktion und des Gaserfassungsgrades wurden weitgehend nicht vorgenommen.

Hauptaugenmerk des Beitrages wird es sein, unter anderem tiefere und gastechnisch nicht optimal erfasste Deponieabschnitte bzgl. des Gashaushaltes und der Gasgängigkeiten näher zu betrachten. Bei einer ersten Literaturrecherche konnte festgestellt werden, dass zielgerichtete Untersuchungen in unteren Deponieabschnitten nahezu nicht durchgeführt und resultierend daraus auch nicht betrachtet wurden bzw. werden. An vielen Standorten konnte seitens CDM Smith und GGT GbR festgestellt werden, dass gerade in diesen Bereichen ein nicht unwesentlich erhöhter Anteil an biologisch abbaubarer Abfallsubstanz anzutreffen ist. Gerade bei der Bestimmung des Gasbildungspotenzials und einer sich daraus ergebenden Methanemission mittels der gängigen Gasprognosemodelle fließen diese gastechnisch nicht erfassten Abfallmengen vollumfänglich in die Berechnungsmodelle mit ein. Das führt dazu, dass im Vergleich zwischen dem berechneten Gaspotenzial und der eigentlichen Gaserfassung naturgemäß eine große Diskrepanz herrscht.

Bei dem Untersuchungsstandort handelt es sich um eine ehemalige Tongrube, welche zwischen den 1966 und etwa 1976 mit ca. 700.000 m³ , vorwiegend Hausmüll beschickt wurde. Das Areal umfasst eine Fläche von etwa 17 ha. Nach dem Ende der Ablagerungsphase wurde diese Altdeponie mit Boden abgedeckt. Zwischen 2002 und 2004 wurde die Oberflächenabdeckung neu modelliert und eine Gasfassung mit sechs Gasbrunnen installiert. Die Gasbrunnen werden bis zum heutigen Tage besaugt. Die Fläche wurde dann einer Nutzung als Naherholungsgebiet zugeführt. Von jedem Gasbrunnen führt eine Gastransportleitung zu einer Gassammelstation. In der Station wird das abgesaugte Gas mit Außenluft auf Methankonzentration ≤ 2 Vol.-% verdünnt und dann über ein Kompostfilter zur Desodorierung an die Außenluft abgegeben.

Über tiefenzonale Untersuchungen der Gasbrunnen wurde festgestellt, dass die Gasbrunnen im oberflächennahen Bereichen Gas mit hohen Kohlenstoffdioxidkonzentrationen bei geringen Methankonzentrationen förderten. Sie saugten Luft über die Oberfläche, der Sauerstoff wird dabei in den oberen Deponatschichten zu Kohlenstoffdioxid veratmet. Zur Tiefe hin stiegen die Methankonzentrationen deutlich auf Konzentrationen im Bereich um 50 Vol.-% an, jedoch bei stark abnehmendem Gasdargebot. Für diese Messungen wurde ein spezielles, in den Gasbrunnen einzubringendes Gasflusssystem auf Ultraschallbasis entwickelt, um so in jeder Tiefe den Gasfluss sowie die Gaskonzentrationen zu ermitteln. Mit Hilfe eines speziellen Ausschäumverfahrens wurden in einem zweiten Schritt die oberen Bereiche der Gasbrunnen mit PU-Schaum so abgedichtet, dass vorwiegend Gas aus tieferen Deponatbereichen abgesaugt wurde. Die Methankonzentrationen stiegen deutlich in vier der sechs Gasbrunnen auf Konzentrationen oberhalb 45 Vol.-% an. Das Gas kann jetzt energetisch verwertet werden.