PLANT FOR ELIMINATING INFILTRATED WATER AND PUTRID GAS FROM LANDFILLS

Abstract: 1. An installation for eliminating seepage water (A) and sewer gas (9) from rubbish tips, comprising a vaporiser (2, 3) in which the seepage water is vaporised, and a furnace (9) which serves to burn the gas and indirectly to heat the vaporiser which is supplied not only with the sewer gas but also with the steam, characterised in that the vaporiser consists of at least one rectifier column (2, 3) in which the seepage water (A) is vaporised in the presence of added air (C) ; and that between the rectifier column (2, 3) and the furnace (9), at least one condenser (4, 5) is connected, in which a part of the steam is condensed and the coolant cycle of which is connected to a heat exchanger (1) which serves to pre-heat the seepage water (A) which is supplied to the installation.

Description: Anlage zur Beseitigung von Sickerwasser und Faulgas in Abfalldeponien Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Organische Stoffe, die in dem Deponiegut enthalten sind, zersetzen sich unter anaeroben Bedingungen unter Freisetzung eines Faulgases, das etwa je zur Hälfte aus Methan und Kohlendioxid besteht. Dieses Gas, das z B. den Pflanzenwuchs auf abgeschlossenen Deponien schädigt und zu Geruchsbelästigungen der Umwelt führt, muss unschädlich gemacht werden, wofür in den Deponien Gasentnahmesysteme angelegt werden und das austretende Gas abgefackelt oder einer nutzbringenden Verwendung als Heiz material zugeführt wird. Bei grossen Abfalldeponien kann über 20 Jahre und länger mit dem Anfall einer wirtschaftlich interessanten Gasmenge gerechnet werden. Es muss ferner damit gerechnet werden, dass ein Sil der im Einzugsbereich d#r Deponie fallenden Niederschläge durch die Deckschichten und den Abfall hindurchsickert und an einer tiefer gelegenen Stelle in einer so verschmutzten Form wieder zutage tritt, dass eine Reinigung dieses Wassers erforderlich ist. In dem Aufsatz von G. Kreischer: "Verdampfung von Sickerwasser mittels Deponiegas" aus Band 9: Fortschritte der Deponietechnik" der "Stuttgarter Berichte zur Abfallwirtschaft", BieXfeld 1978 wird bereits der Vorschlag gemacht, das Sickerwasser in einem zweistufigen Verfahren zu verdampfen, bei dem in der ersten Stufe das Sickerwasser in einem mit Heisswasser von 1700 Celsius beheizten Dünnschichtverdampfer von einem grossen Teil der Verunreinigungen befreit wird und der entstehende Dampf zusammen mit dem auf der gleichen Deponie gewonnenen Faulgas und unter Zusatz von Verbrennungsluft der Feuerung des zur Erzeugung des beissen Wassers verwendeten Kessels zugeführt wird; in dieser zweiten Stufe wird der Dampf kurzzeitig auf Temperaturen oberhalb von 800 Celsius überhitzt, wobei die noch verbleibenden organischen Rückstände zu unschädlichen Komponenten zersetzt werden. Der Dampf wird dann zusammen mit dem Rauchgas in die Atmosphäre entlassen. Um das Unterschreiten von Taupunkten zu verhindern, weist das Gas-Dampfgemisch beim Verlassen 0 der Anlage immer noch Temperaturen um 400 Celsius auf. Eine optimale Nutzung der im Faulgas enthaltenen Energie ist so nicht möglich. Bei der zeitlich oft schwankenden Zusammensetzung des'Faulgases und der dadurch bedingten Unterschiede im Heizwert ist zudem nicht sichergestellt, dass die ge 0 forderte Temperatur von 800 Celsius für die Dauer von 0,3 s auch wirklich erreicht wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Anlage, die die beschriebenen Nachteile vermeidet, insbesondere eine möglichst vollständige Nutzung der beim Verbrennen von Faulgas er zeugten Wärme gestattet. Für einen dann noch verbleibenden Uberschuss an Faulgas sind bereits andere nutzbringende Ver wendungen gefunden worden, z.B. die Heizung von Gebäuden. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kombination der im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs genannten Merkmale. Die Rektifikation stellt ein bekanntermassen zur möglichst vollständigen Trennung von Stoffen geeignetes Verfahren dar, so dass das im nachgeschalteten Kondensator aus dem Dampf niedergeschlagene Wasser einen sehr hohen Reinheitsgrad erreicht und - neben einer teilweisen Rückführung in die Rektifikationssäule-unmittelbar wieder in den natürlichen Wasserkreislauf eingespeist werden kann. Unterstützt wird die Reinigungswirkung der Rektifikationssäule durch den vorgeschlagenen Luftzusatz, der den Sauerstoffbedarf beim hioloqschen und chemischenPbbau von Schadstoffen deckt. Die Parameter der Anlage können unschwer so gewählt werden, dass aus dem Kondensator ein verbleibender Teil des Luft/ Dampfgemisches austritt, der wie im oben beschriebenen Verfahren dem einer Feuerung zugeführten Faulgas beigemischt werden kann, wobei die Menge dieses Gemisches dem eventuell wechselnden Heizwert des Gases angepasst werden kann. Eine Erreichung der angestrebten Temperatur von 8000Celsius ist so gesichert. Da nur ein Bruchteil des Wassers in Dampfform an die Atmosphäre abgegeben zu werden braucht, kann ein grösserer Teil der durch die Verbrennung des Gases freigesetzten Wärme für die Beheizung der Rektifiziersäule verwendet werden, bzw. verringert sich der hierfür erforderliche Gasbedarf. Eine noch verbesserte Wärmeausnutzung wird durch die im zweiten Anspruch vorgeschlagene parallele Verarbeitung von Teilmengen des Sickerwassers in jeweils getrennten Rektifiziersäulen ermöglicht. Die im dritten Anspruch vorgeschlagene Anordnung gestattet einen vereinfachten Austrag der beim Rektifiziervorgang anfallenden Feststoffe, die nicht, wie bei dem oben beschriebenen Verfahren mühsam aus dem Verdampfer entfernt werden müssen. Die im vierten Anspruch vorgeschlagene Erweiterung der Anlage kann sich empfehlen, um den pH-Wert des gereinigten Wassers auf einen gewünschten Wert einzustellen. Die im fünften Anspruch vorgeschlagene Vorwärmung des in die Anlage eintretenden Sickerwassers mit Hilfe der im Kondensator zurückgewonnenen Wärme verbessert den Wirkungsgrad weiter. Wegen der durch die erfindungsgemässe Anlage verbesserten Ausnutzung des Faulgases kann ein Uberschuss an demselben zur Verfügung stehen, für den im sechsten Anspruch eine nutzbringende Verwendung vorgeschlagen wird. Der mit dem Faulgas beheizte Kessel wird soweit vergrössert, dass die Gesamtheit des zur Verfügung stehenden Gases zur Erzeugung von Dampf verwendet wird, mit dessen Hilfe z.B. ein Turbogenerator betrieben werden kann. Die wie oben ausgeführt anzustrebenden hohen Temperaturen in der Feuerung gestatten die Erreichung wirtschaftlich nutzbarer Dampf zustände. Die Beheizung der Rektifiziersäulen erfolgt dann nur noch mit der Abwärme der ¯betriebenen Kraftmaschine. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anlage ist schematisch in der Zeichnung dargestellt, wobei zur Verbesserung der Ubersichtlichkeit auf die Darstellung der Pumpen verzichtet wurde, mit denen einzelne der bewegten Fluide umgewälzt werden müssen, deren Grösse und Anordnung jedoch in Abhängigkeit von den im Einzelfall unter Berücksichtigung der natürlichen Gegebenheiten zu wählenden Parametern unterschiedlich sein kann und deren Wahl dem Fachmann keine Schwierigkeiten bereitet. Mit A ist der Eingang des Sickerwassers (Strichsignatur mit Punkten) bezeichnet, das nach Durchlaufen eines der Vorwärmung dienenden Wärmetauschers 1 zwei parallel geschalteten Rektifiziersäulen 2,3 zugeführt wird. Jede der Rektifiziersäulen ist mit einem nachgeschalteten Kondensator 4,5 versehen. Die untere Rektifiziersäule 3 wird dabei mit einem höheren Druck betrieben als die obere Rektifiziersäule 2, so dass die im Kondensator 5 anfallende Wärme mittelbar zur Beheizung der letzeren Verwendung finden kann. Ein Teil des Kondensates (dünner Einzelstrich) aus den Kondensatoren 4,5 wird in bekannter Weise in die Rektifiziersulen 2,3 zurückgeleitet. Den Rektifiziersäulen 2,3 wird von einem Eingang C her Luft (Doppelstrich voll und unterbrochen) zugeführt, die bereits einen Teil der im Sicker-wasser enthaltenen Verunreinigungen austreibt und deren Sauerstoff andererseits die Oxidation der im Sickerwasser gelösten Schadstoffe, insbesondere organischer Art unterstützt. Aus dem Sumpf der Rektifiziersäulen 2,3 werden die sich ansammelnden Rückstände über je eine Abscheidevorrichtung 6,12, in der die Feststoffe aus dem Gemisch entfernt und einer erneuten Ablagerung 7 zugeführt werden, in die Eintrittsleitung des Sickerwassers zurückgespeist. Das zur Kühlung des onden- sators 4 verwendete Wasser (dünner Einzelstrich) gibt seine Wärme in dem Wärmetauscher 1 an das eintretende Sickerwasser ab. Ein Teil des in den Kondensatoren 4,5 anfallenden Kondensates kann, da das Wasser (dünner Einzelstrich) ausreichend gereinigt ist, beim Ausgang D dem natürlichen Wasserkreislauf wieder zugeführt werden. Das aus den Rektifiziersäulen 2,3 austretende Lbft/Dampfgemisch (Doppelstrich voll und strichpunktiert) wird in den Kondensatoren 4,5 nicht vollständig niedergeschlagen; ein Teil wird vielmehr dem Faulgas (Doppelstrich voll) beigemischt, das bei dem Eingang B der Anlage zugeführt wird und durch die Verbrennung dieses Gases in einer Feuerung 9 überhitzt, worauf es zusammen mit den Rauchgasen (Einfachstrich mit Kreuzen) beim Ausgang E die Anlage verlässt. Die Feuerung 9 dient zur Beheizung eines Wasser/Dampf kreislaufes 8 (Dicker Einzelstrich), mit dessen Hilfe die Rektifiziersäulen 2,3 beheizt werden. Lassen Menge und Qualität des zur Verfügung stehenden Faulgases es zu, kann es vorteilhaft sein, mit dem erzeugten Dampf eine Kraftmaschine, z.B. einen Turbogenerator -Satz 10 zu betreiben und die Beheizung der Rektifiziersäulen 2,3 lediglich mit dem Abdampf vorzunehmen. Die vom Turbogenerator 10 erzeugte elektrische Energie kann zum Antrieb der hier nicht dargestellten Pumpen und anderen Hilfseinrichtungen der Anlage selbst verwendet werden. Die Energieversorgung der not wendigerweise meist abgelegenen Abfalldeponien kann so entscheidend verbessert werden. Das Rauchgas/Dampfgemisch aus der Feuerung 9 und/oder das Faulgas vor Eintritt in dieselbe kann dazu benutzt werden, in einer Vorrichtung 11 mit dem abzugebenden, gereinigten Wasser in Austausch zu treten, um durch den Ubergang von Kohlendioxid in das¯Hässer dessen pH-Wert dem gewünschten Wert anzunähern. Für die Rektifiziersäulen 2,3 empfiehlt sich eine Füllung aus keramischen Formkörpern, vorzugsweise sog. Raschigringen.

Claims: Anlage zur Beseitigung von Sickerwasser und Faulgas in Abfalldeponien Patentansprüche 1. Anlage zur Beseitigung von Sickerwasser (A) und Faulgas (B) in Abfalldeponien durch Verbrennung des Gases und Verdampfung des Wassers mit der dabei gewonnen Wärme, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Eine Rektifiziersäule (2,3), in der das Sickerwasser (A) unter Luftzusatz (C) verdampft wird. b) Einen der Rektifiziersäule (2,3) nachgeschalteten Kondensator (4,5) in dem ein Teil des Wasserdampfes kondensiert. c) Einer Feuerung (9) zur Beheizung der Rektifiziersäule (2,3), der der im Kondensator (4,5) nicht kondensierte Teil des hier austretenden Dampf/Luftgemisches und in an sich bekannter Weise das Faulgas (B) zugeführt wird. 2. Anlage nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u¯r c ch folgendes Merkmal: a) Es sind zwei oder mehr bei unterschiedlichem Druck be triebene, parallelgeschaltete Rektifiziersäulen (2,3) mit je einem Kondensator (4,5) vorhanden, wobei die im Kondensator (5) einer mit höherem Druck betriebenen Rektifiziersäule (3) anfallende Wärme zur Beheizung einer mit einem niedrigeren Druck betriebenen Rektifizier säule (2) dient. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmal: a) Der Sumpf der Rektifiziersäulen (2,3) ist über je en Abscheidevorrichtung (6,12)für feste Stoffe mit den Eintritts' leitungen für das Sickerwasser (A) verbunden. 4. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgendes Merkmal: a) Es ist eine Austauschvorrichtung (11) vorhanden, in der Kohlendioxid aus dem Faulgas (B) und/oder aus dem Rauchgas der Feuerung (9) in das aus dem oder den Kondensatoren (4,5) austretende gereinigte Wasser übertreten kann. 5. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n-z e i c h n e t d u r c h folgendes Merkmal: a) Der Kühlwasserkreislauf des oder der Kondensatoren (4,5) schliesst einen Wärmetauscher (1) zur Vorwärmung des der Anlage zugeführten Sickerwassers (A) ein. 6. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche. 1 bis 5, bei der die Rektifiziersäulen indirekt mittels eines durch die Verbrennung des Faulgases (B) beheizten Wasser Dlmpfkreislaufes (8) beheizt werden, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgendes Merkmal: a) Der Wasser/Dampfkreislauf (8) schliesst eine einen elektrischen Generator antreibende Kraftmaschine (10) ein.

Inventors: BOESE, FRIEDRICH-KARL, DR. DIPL.-ING., BRAUN, GERD, DIPL.-PHYS., EMR, ANTON, SILLAH, OUSMANE, DR. DR.RER.NAT.
Applicants: INTERATOM GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1983
Main classification: B09B1
IPC codes: B01D3, C02F1, B09B1, B01D1