und Nachsorgephase am Beispiel der Deponie Dreieich-Buchschlag

Rytec GmbH
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Deponiegas in der Stilllegungs- und
Nachsorgephase am Beispiel der
Deponie Dreieich-Buchschlag
Vortrag
Herbert Heinz
Stand: 04/2005
Rytec GmbH
Frankfurt am Main
An der B40 neu
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Rytec GmbH Frankfurt am Main
Engineering für Abfalltechnologie und Energiekonzepte
Deponiegas in der Stilllegungs-
und Nachsorgephase am Beispiel
der Deponie Dreieich-Buchschlag
Rytec GmbH Frankfurt am Main
An der B 40 neu
65439 Flörsheim
Referat Herr Dipl.-Ing. Herbert Heinz (FH)
Januar 2005

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 2
Inhaltsverzeichnis
1. Ausgangslage.................................................................................................... 3
1.1 Allgemein .......................................................................................................3
2. Grundlagen und Genehmigungsbescheide .................................................... 5
2.1 Grundlagen ....................................................................................................5
2.2 Genehmigungsübersicht ................................................................................5
2.3 Relevante Bestimmungen zur Genehmigungsplanung ..................................6
2.4 Sicherheitstechnische Auflagen .....................................................................8
2.5 Plausibilitätskontrolle der Gasverwertung ......................................................8
2.6 Fazit zum Genehmigungsablauf.....................................................................8
3. Deponiegaserfassung und –verwertung in der Stilllegungs- bzw.
Nachsorgephase ............................................................................................. 10
3.1 Deponiegaserfassung ..................................................................................10
3.1.1 Anforderungen der Deponiegasabsaugung ..........................................11
3.2 Deponiegasabsaugung ................................................................................11
3.3 DeponieGasVerwertungsAnlage (DGVA).....................................................12
3.4 Gasmengenentwicklung und Emissionsschutz ............................................13
3.4.1 Gasmengenentwicklung seit 1992 bis Ende 2004.................................14
3.5 Rückbefeuchtungsversuch ...........................................................................15
3.6 Verstromung der Restgasmenge in der Nachsorgephase............................15
3.7 Passive Entgasung in der Nachsorgephase.................................................16
4. Schlussbemerkung und weitere Entwicklungen .......................................... 17
5. Literaturverzeichnis ........................................................................................ 18

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 3
1. Ausgangslage
1.1 Allgemein
Im Jahr 1968 wurde die Deponie Dreieich-Buchschlag von der Stadt Frankfurt
am Main übernommen und weiter betrieben. Die Deponie wurde als Hausmülldeponie
mit kurzzeitigen Unterbrechungen in den Jahren 1977 / 78 (Ablagerungen
auf der Deponie "Neugrube Kramer" bis April 1991 betrieben.
Die Deponie liegt in der Gemarkung Dreieich, Eigentümer des Deponiegeländes
ist das Land Hessen, vertreten durch das "Staatliche Forstamt Langen".
Die Deponie belegt eine Fläche von ca. 40 ha; abgelagert wurden ca. 15 Millionen
Kubikmeter Abfall (Hausmüll, Hausmüll ähnlicher Abfall aus Gewerbe und
Industrie, Bauschutt, Baustellenabfälle…), nach der damals gültigen Kategorie
I des Abfallkataloges zur geltenden Verordnung des Landes Hessen.
Nach Abstimmung mit allen Beteiligten erfolgte bereits 1981 / 82 die Vorlage
einer Genehmigungsplanung über den Grundwasservollschutz der Deponie mit
der für diese Maßnahme erforderlichen Erweiterung. Hieraus resultiert der Genehmigungsbescheid
des Regierungspräsidiums Darmstadt vom 23.06.1982,
mit Auflagen zur Abdichtung (Dichtwand und Oberfläche) und Entgasung der
Deponie.
Auf Grundlage eines im Jahre 1986 durchgeführten Gas-Großversuches wurden
Gasprognosen erstellt, die eine wirtschaftliche Nutzung des Deponiegases
erwarten ließen.
Weiterhin wurde mit dem FlammenIonisationsDetektor (FID) vor der bauzeitigen
Deponieentgasung eine Emissionsmessung auf der Deponieoberfläche
durchgeführt. Dabei wurden CH-Konzentrationen punktuell bis zu 10.000 ppm
(im Schnitt 472 ppm) festgestellt. Hieraus leitete sich u. a. die Notwendigkeit
einer aktiven Deponieentgasung ab.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 4
Mit den Ergebnissen des Deponiegas-Großversuches (durchgeführt ab
20.03.1986 bis 20.07.1986), wurde durch die städtischen Gremien die "aktive
Entgasung" der Deponie, einschließlich der Verwertung, beschlossen.
Nach einer Entscheidung des Magistrats vom 08.08.1988 wurde eine Verwertung
durch die Stadtwerke Frankfurt im HeizKraftWerk (HKW) Frankfurt-
Niederrad vereinbart.
Die Entgasung der Deponie erfolgte schrittweise mit einer so genannten "bauzeitigen
Entgasung" und der sich anschließenden endgültigen Gaserfassung
und –verwertung.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 5
2. Grundlagen und Genehmigungsbescheide
2.1 Grundlagen
Der Genehmigungsbescheid von 1982 sah den Emissionsschutz und die Prüfung
einer Nutzung der entstehenden Deponiegase im Bereich der wirtschaftlichen
Möglichkeiten vor. In einem Gutachten von Professor Jager (TU Berlin),
wurden die Nutzungsmöglichkeiten positiv prognostiziert.
Parallel eines zur Ermittlung der Grunddaten projektierten Deponiegas-
Großversuches, wurden verschiedene Nutzungsmöglichkeiten durch das Amt
für Abfallwirtschaft und Stadtreinigung bedacht und mögliche Verwerter angefragt
(Stadtwerke Frankfurt am Main, die Main-Gas AG, die Stadtwerke der
Stadt Dreieich, die US-Air-Base auf dem Rhein-Main-Flughafen Frankfurt). Mit
Ausnahme der US-Air-Base zeigten die angesprochenen Verwerter kein Interesse
– oder nur Interesse an einer wirtschaftlichen Nutzung ohne Berücksichtigung
der umweltrelevanten Auswirkungen.
2.2 Genehmigungsübersicht
Der zeitliche Bauablauf in der Stilllegungsphase der Deponie stellt sich wie
folgt dar:
� bauzeitige Entgasung
Teil I vom 31.08.1989 bis 29.03.1990
Teil II vom 16.02.1990 bis 13.08.1990
Teil III
� Gasfassung, -aufbereitung und
–verwertung
vom 07.05.1991 bis 18.07.1991
Planung vom 10.03.1998 bis 27.12.1990
Bau der Gasfassung vom 27.03.1990 bis 30.11.1995 in Abhängigkeit
der Baumaßnahme Oberflächenabdichtung
� Bau des Gas-
vom 07.09.1990 bis 09.09.1992
maschinenhauses
Baustopp vom 09.11.1990 bis 05.02.1991
� Beendigung der Abfalleinlage- April 1991
rung
� Inbetriebnahme Gasverwertung
Probebetrieb ab 06.03.1992
endgültiger Betrieb ab 15.09.1992
� Bau Kondensatreinigung von Februar 1995 bis Mai 1995
� Betrieb Kondensatreinigung ab Mai 1995
� RP-Abnahme Gasfassung 28.02.1996
� Bau der Oberflächenabdich- vom 10.08.1988 bis 14.11.1995
tung
� RP-Abnahme Oberflächenabdichtung
28.02.1996

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 6
Zur Stilllegungsphase wird im Leitfaden zur Deponiestilllegung (VKS-ATV-
DVWK) in Punkt 2.1 folgendes aufgeführt:
"... Es bedarf der Klarstellung, ob es sich bei der Stilllegung um einen Zeitpunkt
oder einen Zeitraum handelt. Die Stilllegung ist in der Praxis von nicht unerheblicher
Bedeutung, gleichwohl ist sie den gesetzlichen Regelwerken nicht präzise
zu entnehmen.
Die Stilllegungsphase ist nach § 2 Nr. 26 DepV die Zeitspanne vom Ende der
Ablagerungsphase bis zur endgültigen Stilllegung der Deponie oder eines Deponieabschnitts…"
Die Deponie Dreieich-Buchschlag befindet sich gemäß Bescheid des Regierungspräsidiums
Darmstadt seit Februar 1999 in der Nachsorgephase. Damit
hat für die Deponie Dreieich-Buchschlag die Stilllegungsphase den Zeitraum
von April 1992 bis Februar 1999, und damit ca. 9 Jahre, umfasst.
Entsprechend dem Leitfaden zur Deponie-Stilllegung umfasst der Begriff der
Nachsorge die Tätigkeiten und Maßnahmen sowie Anforderungen nach der
endgültigen Stilllegung der Deponie während der Nachsorgephase.
"... Die Nachsorgephase ist der Zeitraum, der sich nach Abschluss der Betriebsphase
an die endgültige Stilllegung einer Deponie anschließt, bis zu dem
Zeitpunkt, zu dem die zuständige Behörde nach § 36 Abs. 5 KrW-/AbfG den
Abschluss der Nachsorgephase feststellt. Die Festlegung des Zeitraums der
Nachsorgephase erfolgt im Einzelfall.
Aus § 19 Abs. 3 DepV ergibt sich als Anhaltspunkt, dass nach Auffassung des
Gesetzgebers der Nachsorgezeitraum mindestens 30 Jahre beträgt…"
Das heißt, es ist damit zu rechnen, dass der Nachsorgezeitraum bis ins Jahr
2030 andauert.
Die geforderten Überwachungsmaßnahmen beziehen sich in erster Linie auf
den Schutz des Grundwassers und der Atmosphäre. Im Auftrag der Stadt
Frankfurt am Main (Umweltamt) erfolgt die Deponieentgasung und –verwertung
seit 1989 durch die Arbeitsgemeinschaft (ARGE) Deponiegasbetrieb HOCH-
TIEF-RYTEC.
2.3 Relevante Bestimmungen zur Genehmigungsplanung
Die vorgelegte Planung der "passiven Entgasung" (Genehmigungsbescheid
aus 1982) wurde mit Auflagen wie folgt beschrieben:
� Die vorgelegte Entgasungsplanung ist von einem externen Fachingenieur
prüfen zu lassen.
� Auf der Deponie sind Gasmessungen, die Aufschluss über mögliche Deponiegasnutzungen
geben, durchzuführen.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 7
� Bei Nachweis der ausreichenden Verwendung ist eine Nutzung im Rahmen
der wirtschaftlichen Möglichkeiten vorzusehen und hierzu eine Ausführungsplanung
vorzulegen.
Nach Vorlage der Ergebnisse des genehmigten Gas-Großversuches (Genehmigungsbescheid
aus 1986), wurde zusammen mit der Genehmigung zur Oberflächenabdichtung
auch der Gaserfassungsplanung (mit Bescheid von
1988, u. a. unter Auflagen "aktive Entgasung") zugestimmt:
� In den Böschungen sind zusätzliche Gasbrunnen zu installieren.
� Die Entgasungseinrichtungen sind in 1989 in Betrieb zu nehmen.
Aus diesen Auflagen entstanden zusätzliche Bau- und Betriebskosten.
Die weiteren Bescheide zur Planung der Gaserfassung und –verwertung (§7a-
Bescheid nach AbfG aus 1999 und BImSchG-Bescheid aus 1992) enthielten
Auflagen der Fachbehörden und –ämter, denen planerisch Folge geleistet werden
mussten. Draus ergaben sich folgende zusätzliche Leistungen:
� 34 zusätzliche Gasbrunnen im Böschungsbereich (insgesamt 95 Stück auf
dem Gelände
� größerer Filterdurchmesser der Gasbrunnen
� aufwändige Brunnenkopfkonstruktion (kontrollier-, reparier- und entwässerbar)
� aufwändige Einbindung in die Oberflächenabdichtung
� zusätzlicher Kontrollpfad mit Bauwerken in den Böschungen
� Erweiterung des Gassammelnetzes durch Anschluss der zusätzlichen Gasbrunnen
� aufwändige Durchdringungen der mineralischen Abdichtung und Anbindung
an die Gassammelschächte
� Verrohrung (in HDPE-EL) in den Gassammelschächten
� Hauptsammelleitungen in größerem Durchmesser (DA = 350 mm)
� Pumpenschachtverrohung (in HDPE-EL)
� Kondensatleitung als doppelwandige Leitung DN 100 / 60 mit Leckagekontrolle
� Pumpenschächte als Massivbauwerke aus sicherheits- und wasserwirtschaftlichen
Gründen
� zusätzlicher unterirdischer Löschwasserbehälter als Vorsorge zur Brandschutzversorgung
� erweiterte Messtechnik aufgrund sicherheitstechnischer Auflagen
� Ein- und Ausgangsmessung gegenüber HKW-Niederrad
� Korrosionsschutz der Fernleitung
� zusätzliche CKW-Messung
� erweiterte Messtechnik infolge Forderungen aus BImSchG-Bescheid an die
Stadtwerke Frankfurt, mit Redundanzen und Gerätediversitäten

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 8
2.4 Sicherheitstechnische Auflagen
Mit RP-Bescheid im Jahr 1988 wurde eine sicherheitstechnische Beurteilung
verlangt, die im Rahmen der Planung durchgeführt wurde. Hieraus resultierten
installations- und betriebstechnische Aufwendungen im Rohrnetzbereich, an
der Betriebsanlage und im Betriebsgebäude:
� Einrichtung einer T90-Strecke mit Schnellschlusseinrichtungen pro Hauptgasleitung
� Überwachung des Sauerstoffgehaltes in redundanter Ausführung pro
Hauptgasleitung
� Blasende Belüftungsanlagen für Gasmotoren-, Kälte-, Gasanalyse- und
Gasübergaberaum
� Automatische Raumluftüberwachungssensoren in allen Technikräumen und
Analyseschränken
� Alle installierten Gasrohrleitungen sind in Nenndruck 6 bar auszulegen
Im Wesentlichen entsprechen diese Auflagen den Vorgaben des Bundesverbandes
der Unfallversicherungsträger der Öffentlichen Hand (BAGUV), Sicherheitsregeln
für Deponien 17.4.
Darüber hinaus waren selbstverständlich alle technischen Regeln zur Aufbereitung
und Förderung von explosiven Gasen einzuhalten.
Auf Grundlage eines Abgasemissionsgutachtens wurde die Abgaskaminhöhe
auf 26 m festgelegt.
2.5 Plausibilitätskontrolle der Gasverwertung
Auf Antrag (1989) der Stadt Frankfurt am Main wurde die Deponiegasanlage
mit Mitteln des Landes Hessen (nach §5 Abs. 2 HEnSpG), mit Zustimmung von
1998, gefördert. Hierzu wurden dem Hessischen Ministerium für Umwelt und
Reaktorsicherheit Plausibilitäts- und Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen vorgelegt,
die Grundlagen der Förderung waren.
Gemäß den Auflagen der Magistrats-Vergabekommission, wurden durch eine
externe fachtechnische Prüfinstitution (Engler-Bunte-Institut, TH Karlsruhe)alle
Angebotspreise auf Plausibilität überprüft.
2.6 Fazit zum Genehmigungsablauf
Entsprechend den vorangegangenen Ausführungen belief sich der Zeitraum
seit der ersten Beschlussfassung des Magistrats der Stadt Frankfurt (von
19981 / 1982) bis zur Aufnahme des Gaslieferbetriebes zum Heizkraftwerk
Niederrad (vom März 1992) auf ca. 11 Jahre.
In einem seiner Vorträge zur Gaserfassung, Reinigung und Verwertung, am
Beispiel der Deponie Dreieich-Buchschlag, hat Walter Ryser bereits 1987 folgende
Schlussbemerkung formuliert:

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 9
"... Wichtig ist nun, dass aufgrund der gegebenen Grundlagen die zur Realisierung
der Anlage erforderlichen Schritte und Bewilligungen schnell getan werden,
denn das Deponiegas entweicht bereits heute und wartet nicht.
Hier darf man wirklich sagen: Zeit ist Geld und Umweltschutz…"
Danach hat es nochmals 6 Jahre gedauert, bis das erste Deponiegas zum
Heizkraftwerk Niederrad gefördert wurde.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 10
3. Deponiegaserfassung und –verwertung in der Stilllegungs- bzw.
Nachsorgephase
3.1 Deponiegaserfassung
Für die Gasfassungsanlage auf der Deponie Dreieich-Buchschlag wurden insgesamt
95 vertikale Gasbrunnen mit Tiefen von 20 bis 35 m erstellt und 42 horizontale
Fassungsrigolen mit einer Gesamtlänge von ca. 6.000 m unter die
Oberflächenabdichtung verlegt.
Jede der 137 Gasfassungsstellen wird einzeln an die zehn um die Deponie angeordneten
Gasregelschächte mit einem ca. 15.000 m langen Leitungsnetz
angeschlossen. Von dort ist eine ständige Überwachung und optimale Regelung
jedes Deponieabschnittes gewährleistet. Mit einem Zweileiter-Ringsystem
um die Deponie wird das in den Regelschächten mit Unterdruck gefasste Gas
zusammengeführt und zum Maschinenhaus geleitet.
In den Hauptleitungen, nach Eintritt in die Sammelschächte 5 und 10, d.h. ca.
300 m vor der Unterstation am Maschinenhaus, sind in den Leitungspaaren
jeweils unabhängige O2-Analysatoren installiert. Bei O2-Alarm werden die jeweiligen
Schnellschlussklappen im Maschinenhaus geschlossen (T90-Strecke).
Die Kondensatabscheidung aus dem Gasfassungssystem erfolgt über 3 Tiefpunkte
in den Hauptsammelleitungen. Diese Tiefpunkte sind als Pumpenschächte
ausgebildet.
Das aus dem Unterdrucksystem ausgeschleuste Gaskondensat wird mit Pumpen
und doppelwandigen Druckleitungen im zentralen doppelwandigen Kondensatsammelbehälter
(Fassungsvermögen 40 m³) gesammelt.
Die Gaserfassung besteht damit aus den bekannten Anlagenkomponenten:
� Gasbrunnen
� Horizontalrigolen
� Gassammelleitungen
� Gassammelschächte
� Kondensatschächte
� Messgasentnahmeschächte
Das nachfolgende Übersichtsschema zeigt den prinzipiellen Aufbau der Deponiegaserfassung
bis zur Verwertung im Heizkraftwerk Niederrad.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 11
3.1.1 Anforderungen der Deponiegasabsaugung
Die Deponiegasabsaugung sollte nachfolgende Anforderungen erfüllen:
a) Aus der Deponie sollte kein Deponiegas über die Oberfläche entweichen.
b) Das zu verwertende Deponiegas sollte möglichst keine, oder wenn schon
nicht vermeidbar, nur sehr geringe Schwankungen in der Gaszusammensetzung,
und damit der Qualität, aufweisen.
c) Die erforderliche Mess- und Regeltechnik muss so abgestimmt sein, dass
die Gasabsaugung die zwei vorgenannten Punkte erfüllt.
3.2 Deponiegasabsaugung
Selbst bei einer sehr großen Deponie wie Buchschlag sind die Auswirkungen
auf die Methankonzentration von Luftdruckwechseln resp. –schwankungen
deutlich messbar. Die Änderung der Methankonzentration hat zeitweise bis zu
± 5 Vol% betragen.
Aufgrund dieser Änderungen in der Methankonzentration wurde die Gasabsaugung
in Abhängigkeit des Unterdrucks eines nicht mehr besaugten Gasbrunnens
geregelt. Mit dieser Regelung ist es möglich, auf Luftdruckänderungen
sehr schnell reagieren zu können und die Gasabsaugmenge zu reduzieren
bzw. zu erhöhen, ohne dass ein permanenter Gesamtunterdruck auf die Deponie
wirkt.
Diese Regelung hat sich bereits während des Gesamtlieferbetriebes zum
HKW-Niederrad bewährt.
Beim derzeitigen Vollverstromungsbetrieb, mit einer stündlichen Absaugmenge
von ca. 450 m³ erreichen wir ein ausgeglichenes Druckverhältnis zwischen
dem Innendruck der Deponie und dem atmosphärischen Luftdruck.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 12
Mit der entsprechenden Regelung ist es möglich, die Absaugmenge so zu reduzieren
bzw. zu steigern, dass der Methangehalt (im Monatsmittel) nahezu
konstant gehalten wird. Damit können die Gasmotoren mit einem konstanten
Deponiegasgemisch betrieben werden.
Die Regelung nach dem Deponieinnendruck bewährt sich bereits seit vielen
Jahren.
3.3 DeponieGasVerwertungsAnlage (DGVA)
Mit der Festlegung, das Deponiegas ganzjährig im Heizkraftwerk Niederrad zu
verwerten, musste eine Gastransportleitung von der Deponie bis zum Heizkraftwerk
geschaltet werden.
Das erste Teilstück der Gastransportleistung von der Deponie bis zur Eichengrundschneise
wurde neu verlegt.
Das zweite Teilstück der Gastransportleitung (Eichengrundschneise bis zum
HKW) wurde von der Maingas AG zum Deponietransport zur Verfügung gestellt.
Aus Korrosionsschutzgründen, zum Schutz der angemieteten Gastransportleitung
und zum Schutz der Heizkessel (2 x 172 MW) wurden verschärfte Schadstoffgrenzwerte
im Deponiegas festgelegt. Um diese ganzjährig gesichert einzuhalten,
wurden zusätzliche Gasreinigungsstufen erforderlich. Zur ganzjährigen
Verwertung mit hoher Verfügbarkeit (> 8.500 h/a) des Gases im Heizkraftwerk,
musste eine betriebssichere Anlagentechnik installiert werden.
Diese besteht für die Gasaufbereitung und –förderung zum Heizkraftwerk aus:
� Gasanalysetechnik
� Vorkühlung
� Tieftemperaturkühlung
� Hochdruckverdichter mit Gasmotorenantrieb (Deponiegas)
� H2S-Reinigung
� Rohrleitungsinstallation
� Elektroinstallation
� Mess-, Steuer- und Regelungstechnik
� Prozessdatenverarbeitungsanlage und Betriebsdokumentation
Die erforderlichen verfahrenstechnischen Schritte in der Gasaufbereitungs- und
Verdichterstation sind:
� Absaugen des Gases mit insgesamt 3 Hochdruckverdichtern aus der Deponie,
mit einem maximal möglichen Unterdruck von bis 50 mbar (u) am Gasbrunnen
� Vorentwässerung durch Demister-Abscheider

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 13
� Kühlung des Gases bis -30°C, auf einen Restwassergehalt von < 1 g/m³
� Verdichten des Gases auf einen Betriebsdruck von ca. 4,5 bar
� Reinigung des getrockneten Gases von H2S mit Aktivkohle, auf einen H2S-
Gehalt von < 1 mg/m³ (Korrosionsschutz)
� Fördern des Gases zum HKW Niederrad in einer ca. 9 km langen Stahlfernleitung
(Werkstoff St 35.2, PN 16)
Verbrennen von Deponiegas im Gemisch mit Erdgas in den Heizkesseln des
HKW Niederrad; Erzeugung von Strom und Fernwärme.
Zur Gasverwertung im Heizkraftwerk Niederrad wurden seitens der Stadtwerke
Frankfurt nachfolgende Gasdaten festgelegt:
Druck Bei Eintritt in das Deponiegaseingangsgebäude (Übergabestation
HKW-Frankfurt) min. 0,6 bar über dem jeweiligen
Erdgasdruck (wobei Erdgasdruck in den Grenzen
3,6 bar (a) und 4,6 bar (a) liegt)
Restfeuchte 1 g/m³
Feuchtesättigung +5°C und 6 bar (ü)
CH4
45 Vol% +/-10%
O2
max. 3 Vol%
Schadstoffgehalte CH4 40 Vol% 45 Vol% 50 Vol%
H2S 85 mg/Nm³ 90 mg/Nm³ 100 mg/Nm³
Cl 135 mg/Nm³ 145 mg/Nm³ 160 mg/Nm³
F 20 mg/Nm³ 22 mg/Nm³ 25 mg/Nm³
Staub 5 mg/Nm³ 5,5 mg/Nm³ 1 g/Nm³
3.4 Gasmengenentwicklung und Emissionsschutz
Die Deponie Dreieich-Buchschlag wird seit 1989 aktiv entgast. Im Zeitraum von
1989 bis 1992 erfolgte diese Entgasung über insgesamt drei Hochtemperaturfackeln,
mit einer stündlichen Abfackelungsmenge von ca. 4.500 m³/h.
Von März 1992 bis Juni 2002 wurde das aufbereitete Deponiegas über eine
Fernleitung zum HKW-Niederrad gefördert. In diesem Zeitraum von ca. 11 Jahren
konnten mehr als 160 Millionen m³ Deponiegas, in der Mischung mit Erdgas,
im HKW-Niederrad (KWK-Anlage) energetisch (Strom und Wärme) verwertet
werden.
Die Gasförderung zum Heizkraftwerk Niederrad wurde zum 30. Juni 2002 aus
Gründen der Gesamtwirtschaftlichkeit eingestellt.
Insgesamt konnten von 1992 bis Ende November 2004 mehr als 185 Millionen
m³ Deponiegas aus der Deponie abgesaugt werden.
Seit Juli 2002 wird das erfasste Deponiegas mit drei Gasmotoren/Generator-
Modulen (3 x 250 kWel) auf der Deponie verwertet.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 14
3.4.1 Gasmengenentwicklung seit 1992 bis Ende 2004
Seit dem Beginn der Gaslieferung zum HKW-Niederrad werden die Gasmengen
kontinuierlich aufgezeichnet und dokumentiert.
Aus dem nachfolgenden Diagramm wird die Abnahme der zum HKW-
Niederrad geförderten Gasmenge ersichtlich. Dies ist insbesondere im Zusammenhang
mit der seit 1989 begonnenen und 1995 beendeten Oberflächenabdichtung
zu beurteilen.
Deponiegasmenge zum HKW - Niederrad in m3 pro Jahr
60.000.000
50.000.000
40.000.000
30.000.000
20.000.000
10.000.000
0
Gasmengenentwicklung seit 1992 bis 2004 und Prognosemengen bis Ende 2007
1992
1993
Gasprognosemenge zum HKW - Niederrad
IST - Gasmenge zum HKW - Niederrad
1995
Beendigung der
Oberflächenabdichtungsarbeiten
1994
1995
1997/98
Beginn der
Rückbefeuchtungsversuche
1996
1997
1998
1999
2000
2001
Umbauphase auf
Verstromungsbetrieb
2002
Beendigung des
Lieferbetriebs zum
HKW - Niederrad
2002
2003
2002
Beginn der Deponiegasverstromung
mit 3 Gasmotor/Generator - Modulen
Aus dem Vergleich der Prognosemengen mit den Ist-Gasmengen wird deutlich,
dass in den Jahren ab 1993 die geförderte Deponiegasmenge zum HKW-
Niederrad nahezu halbiert ist. Wir führen diesen Sachverhalt im Wesentlichen
auf die Unterbrechung des Feuchtigkeitstransportes zur Deponiegasproduktion,
aufgrund der Oberflächenabdichtung, zurück.
In der Zeit von März 1992 bis Juni 2002 wurde das Deponiegas mit einem
durchschnittlichen Methangehalt von ca. 42 Vol% aus der Deponie abgesaugt.
Damit wurden nicht nur die vereinbarten Gasdaten zur Gaslieferung eingehalten,
sondern auch die Aufgabe einer emissionsfreien Deponieoberfläche erfüllt.
In der Zeit der Gaslieferung zum HKW-Niederrad, von 1992 bis Mitte 2002,
wurden ca. 160 Millionen m³ Deponiegas erfasst und verwertet. Damit ergibt
sich eine Methanmenge von etwas mehr als 50 Millionen Tonnen reines Methan,
das nicht in die Atmosphäre entweichen konnte.
2004
2005
2006
2007

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 15
3.5 Rückbefeuchtungsversuch
Aufgrund der Ist-Gasmengenabnahmen von bis zu 20% zur Vorjahresmenge,
wurde sehr schnell deutlich, dass durch die Oberflächenabdichtungsmaßnahmen
in die Deponie immer weniger Feuchtigkeit eintritt und damit die Gasproduktion
massiv behindert wird.
Ab dem Zeitpunkt 1997 / 98 wurde bereits, in Abstimmung mit den Genehmigungsbehörden,
mit einem Rückbefeuchtungsversuch (über eine Horizontalrigole
der Gaserfassung) begonnen.
Dieser Versuch wurde 1998 abgeschlossen, da festgestellt wurde, dass über
die Gasrigole nur sehr geringe Wassermengen in den Deponiekörper versickert
werden können.
1999 wurde der Rückbefeuchtungsversuch um ein Lanzenfeld mit Versickerungslanzen
erweitert.
Ab 2001 wurde der Versuch nochmals um einige, speziell ausgerüstete Gasbrunnen
sowie mit der Erweiterung des Lanzenfeldes, ergänzt.
Fazit : Die Rückbefeuchtung mit Sickerwasser hat – aus unserer Sicht – zu einer
Stabilisierung der Deponiegasproduktion geführt.
3.6 Verstromung der Restgasmenge in der Nachsorgephase
Bereits 1999 wurde ein Gasmotor-Verdichter-Modul auf ein Gasmotor/Generator-Modul
umgerüstet. Damit war es möglich und wirtschaftlich, den
Eigenstrombedarf aller Anlagen auf der Deponie abzudecken und den Stromüberschuss
in das 20-KV-Netz des örtlichen Stromversorgers einzuspeisen.
Die Stromvergütung erfolgt entsprechend dem EEG. Seit dem Jahr 2002 werden
insgesamt drei Gasmotoren/Generator-Module, 3 x 250 kWel, betrieben.
Die Anlagenverfügbarkeit der Gesamtanlage liegt beständig bei > 93%, so
dass insgesamt ca. 6 Millionen kWh pro Jahr erzeugt werden können. Dafür
werden ca. 420 m³/h, bei einer Methankonzentration von 55 – 58%, aus der
Deponie abgesaugt.
Der Vollverstromungsbetrieb läuft seit mehr als 2 Jahren. Seit dieser Zeit werden
keine Mengen- bzw. Methanreduzierungen festgestellt.
Wir gehen derzeit davon aus, dass die aktive Entgasung der Deponie sowie die
Gasverwertung über die Gasmotoren/Generator-Module noch bis in das Jahr
2010 möglich sein werden. Sollte die Methankonzentration unter 40 Vol% absinken,
kommen neue Techniken (z.B. Zündstrahlenmotoren bzw. Stirlingmotoren
usw.) zum Einsatz.
Ab einem Methangehalt von < 25% kann die Restgasmenge z.B. in einer Heizanlage
für das Maschinenhaus genutzt werden. Hierzu ist ggf. noch ein Flüs-

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 16
siggastank zu installieren. Damit ist die Nutzung der Deponiegasrestmenge
über die Nachsorgephase möglich.
3.7 Passive Entgasung in der Nachsorgephase
Nach Beendigung aller aktiven Entgasungsmaßnahmen können die bereits
vorgesehenen passiven Entgasungsfenster der Deponie eingerichtet werden.
Dieses Biofiltersystem wurde bereits 1985 vom Erdbau-Laboratorium Dr.
Tropp, Dipl.-Ing. Neff und Partner (ETN) geplant. Die Biofilterfläche ist in den
Hochpunkten der Oberflächenabdichtung integriert und beträgt ca. 6.000 m².
Die Schütthöhe des Biofiltermaterials kann variabel gewählt werden.
Damit wird die wirtschaftlich nicht mehr zu verwertende Gasmenge passiv entgast
und biologisch abgebaut. Die Beaufschlagung der Biofilterfläche wurde mit
maximal 0,6 m³/h x m³ Biofilterfläche geplant. Damit steht eine ausreichend
große Biofilterfläche bzw. Biofiltervolumen für die Restgasmengen zur Verfügung.
In der nachfolgenden Übersichtsskizze ist das Aktiv-Passiv-System von ETN /
BfKA dargestellt.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 17
4. Schlussbemerkung und weitere Entwicklungen
Aus Sicht des Anlagenbetriebes sowie des Emissionsschutzes, haben sich alle
bisherigen Maßnahmen zur aktiven Entgasung und Verwertung des Deponiegases
der Deponie Dreieich-Buchschlag bewährt.
Alle getroffenen Entscheidungen in den Jahren 1980 bis 1990 haben sich am
wirtschaftlichen Erfolg bzw. am Emissionsschutz orientiert. Festzuhalten bleibt,
dass der Atmosphäre bisher mehr als 50 Millionen Tonnen Methan erspart
geblieben sind.
Damit auch zukünftig das Deponiegas erfasst und verwertet wird, müssen ggf.
neue Wege in der motorischen Nutzung gegangen werden. Darüber hinaus
muss auch darüber nachgedacht werden, wie der Deponiestandort, z.B. als
Standort für regenerative Energien für Photovoltaik, Photothermie, Windkraft,
Wasserstofferzeugung usw., genutzt werden kann. Hierin sehen wir die Innovation
in den nächsten Jahren und damit im Zeitraum der Nachsorgephase.
Der Region Rhein-Main, mit den Städten Frankfurt, Wiesbaden, Darmstadt,
würde eine diesbezügliche Initiative zur intensiven Nutzung der vorhandenen
Deponiestandorten zur Weiterentwicklung von regenerativen Energien bzw.
deren Anlagenkomponenten sicherlich einen Imagegewinn sowie ein Schub für
weitere Anlagen zu regenerativen Stromerzeugung bringen.
Hierbei möchten wir darauf hinweisen, dass nicht nur große Flächen, sondern
auch vielfach die vorhandenen Infrastrukturen auf den Deponien in der Nachsorgephase
zur Verfügung stehen.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 18
5. Literaturverzeichnis
1) W. Ryser, H. Heinz [1995], Neue Methoden der Deponiegasaufbereitung
am Beispiel der Deponie Dreieich-Buchschlag
2) W. Ryser, H. Heinz [1993[, Nutzung von Deponiegas am Beispiel Europas
größter Deponieentgasungsanlage
3) W. Ryser [1987], Gaserfassung, Reinigung und Verwertung am Beispiel
der Deponie Dreieich-Buchschlag
4) W. Ryser [1989], Energie- und Stoffbilanz bei der Verbrennung von Deponiegas
der Deponie Dreieich-Buchschlag

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 2
Inhaltsverzeichnis
1. Ausgangslage.................................................................................................... 3
1.1 Allgemein .......................................................................................................3
2. Grundlagen und Genehmigungsbescheide .................................................... 5
2.1 Grundlagen ....................................................................................................5
2.2 Genehmigungsübersicht ................................................................................5
2.3 Relevante Bestimmungen zur Genehmigungsplanung ..................................6
2.4 Sicherheitstechnische Auflagen .....................................................................8
2.5 Plausibilitätskontrolle der Gasverwertung ......................................................8
2.6 Fazit zum Genehmigungsablauf.....................................................................8
3. Deponiegaserfassung und –verwertung in der Stilllegungs- bzw.
Nachsorgephase ............................................................................................. 10
3.1 Deponiegaserfassung ..................................................................................10
3.1.1 Anforderungen der Deponiegasabsaugung ..........................................11
3.2 Deponiegasabsaugung ................................................................................11
3.3 DeponieGasVerwertungsAnlage (DGVA).....................................................12
3.4 Gasmengenentwicklung und Emissionsschutz ............................................13
3.4.1 Gasmengenentwicklung seit 1992 bis Ende 2004.................................14
3.5 Rückbefeuchtungsversuch ...........................................................................15
3.6 Verstromung der Restgasmenge in der Nachsorgephase............................15
3.7 Passive Entgasung in der Nachsorgephase.................................................16
4. Schlussbemerkung und weitere Entwicklungen .......................................... 17
5. Literaturverzeichnis ........................................................................................ 18

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 3
1. Ausgangslage
1.1 Allgemein
Im Jahr 1968 wurde die Deponie Dreieich-Buchschlag von der Stadt Frankfurt
am Main übernommen und weiter betrieben. Die Deponie wurde als Hausmülldeponie
mit kurzzeitigen Unterbrechungen in den Jahren 1977 / 78 (Ablagerungen
auf der Deponie "Neugrube Kramer" bis April 1991 betrieben.
Die Deponie liegt in der Gemarkung Dreieich, Eigentümer des Deponiegeländes
ist das Land Hessen, vertreten durch das "Staatliche Forstamt Langen".
Die Deponie belegt eine Fläche von ca. 40 ha; abgelagert wurden ca. 15 Millionen
Kubikmeter Abfall (Hausmüll, Hausmüll ähnlicher Abfall aus Gewerbe und
Industrie, Bauschutt, Baustellenabfälle…), nach der damals gültigen Kategorie
I des Abfallkataloges zur geltenden Verordnung des Landes Hessen.
Nach Abstimmung mit allen Beteiligten erfolgte bereits 1981 / 82 die Vorlage
einer Genehmigungsplanung über den Grundwasservollschutz der Deponie mit
der für diese Maßnahme erforderlichen Erweiterung. Hieraus resultiert der Genehmigungsbescheid
des Regierungspräsidiums Darmstadt vom 23.06.1982,
mit Auflagen zur Abdichtung (Dichtwand und Oberfläche) und Entgasung der
Deponie.
Auf Grundlage eines im Jahre 1986 durchgeführten Gas-Großversuches wurden
Gasprognosen erstellt, die eine wirtschaftliche Nutzung des Deponiegases
erwarten ließen.
Weiterhin wurde mit dem FlammenIonisationsDetektor (FID) vor der bauzeitigen
Deponieentgasung eine Emissionsmessung auf der Deponieoberfläche
durchgeführt. Dabei wurden CH-Konzentrationen punktuell bis zu 10.000 ppm
(im Schnitt 472 ppm) festgestellt. Hieraus leitete sich u. a. die Notwendigkeit
einer aktiven Deponieentgasung ab.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 4
Mit den Ergebnissen des Deponiegas-Großversuches (durchgeführt ab
20.03.1986 bis 20.07.1986), wurde durch die städtischen Gremien die "aktive
Entgasung" der Deponie, einschließlich der Verwertung, beschlossen.
Nach einer Entscheidung des Magistrats vom 08.08.1988 wurde eine Verwertung
durch die Stadtwerke Frankfurt im HeizKraftWerk (HKW) Frankfurt-
Niederrad vereinbart.
Die Entgasung der Deponie erfolgte schrittweise mit einer so genannten "bauzeitigen
Entgasung" und der sich anschließenden endgültigen Gaserfassung
und –verwertung.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 5
2. Grundlagen und Genehmigungsbescheide
2.1 Grundlagen
Der Genehmigungsbescheid von 1982 sah den Emissionsschutz und die Prüfung
einer Nutzung der entstehenden Deponiegase im Bereich der wirtschaftlichen
Möglichkeiten vor. In einem Gutachten von Professor Jager (TU Berlin),
wurden die Nutzungsmöglichkeiten positiv prognostiziert.
Parallel eines zur Ermittlung der Grunddaten projektierten Deponiegas-
Großversuches, wurden verschiedene Nutzungsmöglichkeiten durch das Amt
für Abfallwirtschaft und Stadtreinigung bedacht und mögliche Verwerter angefragt
(Stadtwerke Frankfurt am Main, die Main-Gas AG, die Stadtwerke der
Stadt Dreieich, die US-Air-Base auf dem Rhein-Main-Flughafen Frankfurt). Mit
Ausnahme der US-Air-Base zeigten die angesprochenen Verwerter kein Interesse
– oder nur Interesse an einer wirtschaftlichen Nutzung ohne Berücksichtigung
der umweltrelevanten Auswirkungen.
2.2 Genehmigungsübersicht
Der zeitliche Bauablauf in der Stilllegungsphase der Deponie stellt sich wie
folgt dar:
� bauzeitige Entgasung
Teil I vom 31.08.1989 bis 29.03.1990
Teil II vom 16.02.1990 bis 13.08.1990
Teil III
� Gasfassung, -aufbereitung und
–verwertung
vom 07.05.1991 bis 18.07.1991
Planung vom 10.03.1998 bis 27.12.1990
Bau der Gasfassung vom 27.03.1990 bis 30.11.1995 in Abhängigkeit
der Baumaßnahme Oberflächenabdichtung
� Bau des Gas-
vom 07.09.1990 bis 09.09.1992
maschinenhauses
Baustopp vom 09.11.1990 bis 05.02.1991
� Beendigung der Abfalleinlage- April 1991
rung
� Inbetriebnahme Gasverwertung
Probebetrieb ab 06.03.1992
endgültiger Betrieb ab 15.09.1992
� Bau Kondensatreinigung von Februar 1995 bis Mai 1995
� Betrieb Kondensatreinigung ab Mai 1995
� RP-Abnahme Gasfassung 28.02.1996
� Bau der Oberflächenabdich- vom 10.08.1988 bis 14.11.1995
tung
� RP-Abnahme Oberflächenabdichtung
28.02.1996

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 6
Zur Stilllegungsphase wird im Leitfaden zur Deponiestilllegung (VKS-ATV-
DVWK) in Punkt 2.1 folgendes aufgeführt:
"... Es bedarf der Klarstellung, ob es sich bei der Stilllegung um einen Zeitpunkt
oder einen Zeitraum handelt. Die Stilllegung ist in der Praxis von nicht unerheblicher
Bedeutung, gleichwohl ist sie den gesetzlichen Regelwerken nicht präzise
zu entnehmen.
Die Stilllegungsphase ist nach § 2 Nr. 26 DepV die Zeitspanne vom Ende der
Ablagerungsphase bis zur endgültigen Stilllegung der Deponie oder eines Deponieabschnitts…"
Die Deponie Dreieich-Buchschlag befindet sich gemäß Bescheid des Regierungspräsidiums
Darmstadt seit Februar 1999 in der Nachsorgephase. Damit
hat für die Deponie Dreieich-Buchschlag die Stilllegungsphase den Zeitraum
von April 1992 bis Februar 1999, und damit ca. 9 Jahre, umfasst.
Entsprechend dem Leitfaden zur Deponie-Stilllegung umfasst der Begriff der
Nachsorge die Tätigkeiten und Maßnahmen sowie Anforderungen nach der
endgültigen Stilllegung der Deponie während der Nachsorgephase.
"... Die Nachsorgephase ist der Zeitraum, der sich nach Abschluss der Betriebsphase
an die endgültige Stilllegung einer Deponie anschließt, bis zu dem
Zeitpunkt, zu dem die zuständige Behörde nach § 36 Abs. 5 KrW-/AbfG den
Abschluss der Nachsorgephase feststellt. Die Festlegung des Zeitraums der
Nachsorgephase erfolgt im Einzelfall.
Aus § 19 Abs. 3 DepV ergibt sich als Anhaltspunkt, dass nach Auffassung des
Gesetzgebers der Nachsorgezeitraum mindestens 30 Jahre beträgt…"
Das heißt, es ist damit zu rechnen, dass der Nachsorgezeitraum bis ins Jahr
2030 andauert.
Die geforderten Überwachungsmaßnahmen beziehen sich in erster Linie auf
den Schutz des Grundwassers und der Atmosphäre. Im Auftrag der Stadt
Frankfurt am Main (Umweltamt) erfolgt die Deponieentgasung und –verwertung
seit 1989 durch die Arbeitsgemeinschaft (ARGE) Deponiegasbetrieb HOCH-
TIEF-RYTEC.
2.3 Relevante Bestimmungen zur Genehmigungsplanung
Die vorgelegte Planung der "passiven Entgasung" (Genehmigungsbescheid
aus 1982) wurde mit Auflagen wie folgt beschrieben:
� Die vorgelegte Entgasungsplanung ist von einem externen Fachingenieur
prüfen zu lassen.
� Auf der Deponie sind Gasmessungen, die Aufschluss über mögliche Deponiegasnutzungen
geben, durchzuführen.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 7
� Bei Nachweis der ausreichenden Verwendung ist eine Nutzung im Rahmen
der wirtschaftlichen Möglichkeiten vorzusehen und hierzu eine Ausführungsplanung
vorzulegen.
Nach Vorlage der Ergebnisse des genehmigten Gas-Großversuches (Genehmigungsbescheid
aus 1986), wurde zusammen mit der Genehmigung zur Oberflächenabdichtung
auch der Gaserfassungsplanung (mit Bescheid von
1988, u. a. unter Auflagen "aktive Entgasung") zugestimmt:
� In den Böschungen sind zusätzliche Gasbrunnen zu installieren.
� Die Entgasungseinrichtungen sind in 1989 in Betrieb zu nehmen.
Aus diesen Auflagen entstanden zusätzliche Bau- und Betriebskosten.
Die weiteren Bescheide zur Planung der Gaserfassung und –verwertung (§7a-
Bescheid nach AbfG aus 1999 und BImSchG-Bescheid aus 1992) enthielten
Auflagen der Fachbehörden und –ämter, denen planerisch Folge geleistet werden
mussten. Draus ergaben sich folgende zusätzliche Leistungen:
� 34 zusätzliche Gasbrunnen im Böschungsbereich (insgesamt 95 Stück auf
dem Gelände
� Größerer Filterdurchmesser der Gasbrunnen
� Aufwendige Brunnen Kopfkonstruktion (kontrollier-, reparier- und entwässerbar)
� aufwändige Einbindung in die Oberflächenabdichtung
� zusätzlicher Kontrollpfad mit Bauwerken in den Böschungen
� Erweiterung des Gassammelnetzes durch Anschluss der zusätzlichen Gasbrunnen
� Aufwendige Durchdringungen der mineralischen Abdichtung und Anbindung
an die Gassammelschächte
� Verrohrung (in HDPE-EL) in den Gassammelschächten
� Hauptsammelleitungen in größerem Durchmesser (DA = 350 mm)
� Pumpenschachtverrohung (in HDPE-EL)
� Kondensatleitung als doppelwandige Leitung DN 100 / 60 mit Leckagekontrolle
� Pumpenschächte als Massivbauwerke aus sicherheits- und wasserwirtschaftlichen
Gründen
� Zusätzlicher unterirdischer Löschwasserbehälter als Vorsorge zur Brandschutzversorgung
� Erweitere Messtechnik aufgrund sicherheitstechnischer Auflagen
� Ein- und Ausgangsmessung gegenüber HKW-Niederrad
� Korrosionsschutz der Fernleitung
� Zusätzliche CKW-Messung
� Erweiterte Messtechnik infolge Forderungen aus BImSchG-Bescheid an die
Stadtwerke Frankfurt, mit Redundanzen und Gerätediversitäten

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 8
2.4 Sicherheitstechnische Auflagen
Mit RP-Bescheid im Jahr 1988 wurde eine sicherheitstechnische Beurteilung
verlangt, die im Rahmen der Planung durchgeführt wurde. Hieraus resultierten
installations- und betriebstechnische Aufwendungen im Rohrnetzbereich, an
der Betriebsanlage und im Betriebsgebäude:
� Einrichtung einer T90-Strecke mit Schnellschlusseinrichtungen pro Hauptgasleitung
� Überwachung des Sauerstoffgehaltes in redundanter Ausführung pro
Hauptgasleitung
� Blasende Belüftungsanlagen für Gasmotoren-, Kälte-, Gasanalyse- und
Gasübergaberaum
� Automatische Raumluftüberwachungssensoren in allen Technikräumen und
Analyseschränken
� Alle installierten Gasrohrleitungen sind in Nenndruck 6 bar auszulegen
Im Wesentlichen entsprechen diese Auflagen den Vorgaben des Bundesverbandes
der Unfallversicherungsträger der Öffentlichen Hand (BAGUV), Sicherheitsregeln
für Deponien 17.4.
Darüber hinaus waren selbstverständlich alle technischen Regeln zur Aufbereitung
und Förderung von explosiven Gasen einzuhalten.
Auf Grundlage eines Abgasemissionsgutachtens wurde die Abgaskaminhöhe
auf 26 m festgelegt.
2.5 Plausibilitätskontrolle der Gasverwertung
Auf Antrag (1989) der Stadt Frankfurt am Main wurde die Deponiegasanlage
mit Mitteln des Landes Hessen (nach §5 Abs. 2 HEnSpG), mit Zustimmung von
1998, gefördert. Hierzu wurden dem Hessischen Ministerium für Umwelt und
Reaktorsicherheit Plausibilitäts- und Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen vorgelegt,
die Grundlagen der Förderung waren.
Gemäß den Auflagen der Magistrats-Vergabekommission, wurden durch eine
externe fachtechnische Prüfinstitution (Engler-Bunte-Institut, TH Karlsruhe)alle
Angebotspreise auf Plausibilität überprüft.
2.6 Fazit zum Genehmigungsablauf
Entsprechend den vorangegangenen Ausführungen belief sich der Zeitraum
seit der ersten Beschlussfassung des Magistrats der Stadt Frankfurt (von
19981 / 1982) bis zur Aufnahme des Gaslieferbetriebes zum Heizkraftwerk
Niederrad (vom März 1992) auf ca. 11 Jahre.
In einem seiner Vorträge zur Gaserfassung, Reinigung und Verwertung, am
Beispiel der Deponie Dreieich-Buchschlag, hat Walter Ryser bereits 1987 folgende
Schlussbemerkung formuliert:

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 9
"... Wichtig ist nun, dass aufgrund der gegebenen Grundlagen die zur Realisierung
der Anlage erforderlichen Schritte und Bewilligungen schnell getan werden,
denn das Deponiegas entweicht bereits heute und wartet nicht.
Hier darf man wirklich sagen: Zeit ist Geld und Umweltschutz…"
Danach hat es nochmals 6 Jahre gedauert, bis das erste Deponiegas zum
Heizkraftwerk Niederrad gefördert wurde.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 10
3. Deponiegaserfassung und –verwertung in der Stilllegungs- bzw.
Nachsorgephase
3.1 Deponiegaserfassung
Für die Gasfassungsanlage auf der Deponie Dreieich-Buchschlag wurden insgesamt
95 vertikale Gasbrunnen mit Tiefen von 20 bis 35 m erstellt und 42 horizontale
Fassungsrigolen mit einer Gesamtlänge von ca. 6.000 m unter die
Oberflächenabdichtung verlegt.
Jede der 137 Gasfassungsstellen wird einzeln an die zehn um die Deponie angeordneten
Gasregelschächte mit einem ca. 15.000 m langen Leitungsnetz
angeschlossen. Von dort ist eine ständige Überwachung und optimale Regelung
jedes Deponieabschnittes gewährleistet. Mit einem Zweileiter-Ringsystem
um die Deponie wird das in den Regelschächten mit Unterdruck gefasste Gas
zusammengeführt und zum Maschinenhaus geleitet.
In den Hauptleitungen, nach Eintritt in die Sammelschächte 5 und 10, d.h. ca.
300 m vor der Unterstation am Maschinenhaus, sind in den Leitungspaaren
jeweils unabhängige O2-Analysatoren installiert. Bei O2-Alarm werden die jeweiligen
Schnellschlussklappen im Maschinenhaus geschlossen (T90-Strecke).
Die Kondensatabscheidung aus dem Gasfassungssystem erfolgt über 3 Tiefpunkte
in den Hauptsammelleitungen. Diese Tiefpunkte sind als Pumpenschächte
ausgebildet.
Das aus dem Unterdrucksystem ausgeschleuste Gaskondensat wird mit Pumpen
und doppelwandigen Druckleitungen im zentralen doppelwandigen Kondensatsammelbehälter
(Fassungsvermögen 40 m³) gesammelt.
Die Gaserfassung besteht damit aus den bekannten Anlagenkomponenten:
� Gasbrunnen
� Horizontalrigolen
� Gassammelleitungen
� Gassammelschächte
� Kondensatschächte
� Messgasentnahmeschächte
Das nachfolgende Übersichtsschema zeigt den prinzipiellen Aufbau der Deponiegaserfassung
bis zur Verwertung im Heizkraftwerk Niederrad.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 11
3.1.1 Anforderungen der Deponiegasabsaugung
Die Deponiegasabsaugung sollte nachfolgende Anforderungen erfüllen:
a) Aus der Deponie sollte kein Deponiegas über die Oberfläche entweichen.
b) Das zu verwertende Deponiegas sollte möglichst keine, oder wenn schon
nicht vermeidbar, nur sehr geringe Schwankungen in der Gaszusammensetzung,
und damit der Qualität, aufweisen.
c) Die erforderliche Mess- und Regeltechnik muss so abgestimmt sein, dass
die Gasabsaugung die zwei vorgenannten Punkte erfüllt.
3.2 Deponiegasabsaugung
Selbst bei einer sehr großen Deponie wie Buchschlag sind die Auswirkungen
auf die Methankonzentration von Luftdruckwechseln resp. –schwankungen
deutlich messbar. Die Änderung der Methankonzentration hat zeitweise bis zu
± 5 Vol% betragen.
Aufgrund dieser Änderungen in der Methankonzentration wurde die Gasabsaugung
in Abhängigkeit des Unterdrucks eines nicht mehr besaugten Gasbrunnens
geregelt. Mit dieser Regelung ist es möglich, auf Luftdruckänderungen
sehr schnell reagieren zu können und die Gasabsaugmenge zu reduzieren
bzw. zu erhöhen, ohne dass ein permanenter Gesamtunterdruck auf die Deponie
wirkt.
Diese Regelung hat sich bereits während des Gesamtlieferbetriebes zum
HKW-Niederrad bewährt.
Beim derzeitigen Vollverstromungsbetrieb, mit einer stündlichen Absaugmenge
von ca. 450 m³ erreichen wir ein ausgeglichenes Druckverhältnis zwischen
dem Innendruck der Deponie und dem atmosphärischen Luftdruck.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 12
Mit der entsprechenden Regelung ist es möglich, die Absaugmenge so zu reduzieren
bzw. zu steigern, dass der Methangehalt (im Monatsmittel) nahezu
konstant gehalten wird. Damit können die Gasmotoren mit einem konstanten
Deponiegasgemisch betrieben werden.
Die Regelung nach dem Deponieinnendruck bewährt sich bereits seit vielen
Jahren.
3.3 DeponieGasVerwertungsAnlage (DGVA)
Mit der Festlegung, das Deponiegas ganzjährig im Heizkraftwerk Niederrad zu
verwerten, musste eine Gastransportleitung von der Deponie bis zum Heizkraftwerk
geschaltet werden.
Das erste Teilstück der Gastransportleistung von der Deponie bis zur Eichengrundschneise
wurde neu verlegt.
Das zweite Teilstück der Gastransportleitung (Eichengrundschneise bis zum
HKW) wurde von der Maingas AG zum Deponietransport zur Verfügung gestellt.
Aus Korrosionsschutzgründen, zum Schutz der angemieteten Gastransportleitung
und zum Schutz der Heizkessel (2 x 172 MW) wurden verschärfte Schadstoffgrenzwerte
im Deponiegas festgelegt. Um diese ganzjährig gesichert einzuhalten,
wurden zusätzliche Gasreinigungsstufen erforderlich. Zur ganzjährigen
Verwertung mit hoher Verfügbarkeit (> 8.500 h/a) des Gases im Heizkraftwerk,
musste eine betriebssichere Anlagentechnik installiert werden.
Diese besteht für die Gasaufbereitung und –förderung zum Heizkraftwerk aus:
� Gasanalysetechnik
� Vorkühlung
� Tieftemperaturkühlung
� Hochdruckverdichter mit Gasmotorenantrieb (Deponiegas)
� H2S-Reinigung
� Rohrleitungsinstallation
� Elektroinstallation
� Mess-, Steuer- und Regelungstechnik
� Prozessdatenverarbeitungsanlage und Betriebsdokumentation
Die erforderlichen verfahrenstechnischen Schritte in der Gasaufbereitungs- und
Verdichterstation sind:
� Absaugen des Gases mit insgesamt 3 Hochdruckverdichtern aus der Deponie,
mit einem maximal möglichen Unterdruck von bis 50 mbar (u) am Gasbrunnen
� Vorentwässerung durch Demister-Abscheider

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 13
� Kühlung des Gases bis -30°C, auf einen Restwassergehalt von < 1 g/m³
� Verdichten des Gases auf einen Betriebsdruck von ca. 4,5 bar
� Reinigung des getrockneten Gases von H2S mit Aktivkohle, auf einen H2S-
Gehalt von < 1 mg/m³ (Korrosionsschutz)
� Fördern des Gases zum HKW Niederrad in einer ca. 9 km langen Stahlfernleitung
(Werkstoff St 35.2, PN 16)
Verbrennen von Deponiegas im Gemisch mit Erdgas in den Heizkesseln des
HKW Niederrad; Erzeugung von Strom und Fernwärme.
Zur Gasverwertung im Heizkraftwerk Niederrad wurden seitens der Stadtwerke
Frankfurt nachfolgende Gasdaten festgelegt:
Druck Bei Eintritt in das Deponiegaseingangsgebäude (Übergabestation
HKW-Frankfurt) min. 0,6 bar über dem jeweiligen
Erdgasdruck (wobei Erdgasdruck in den Grenzen
3,6 bar (a) und 4,6 bar (a) liegt)
Restfeuchte 1 g/m³
Feuchtesättigung +5°C und 6 bar (ü)
CH4
45 Vol% +/-10%
O2
max. 3 Vol%
Schadstoffgehalte CH4 40 Vol% 45 Vol% 50 Vol%
H2S 85 mg/Nm³ 90 mg/Nm³ 100 mg/Nm³
Cl 135 mg/Nm³ 145 mg/Nm³ 160 mg/Nm³
F 20 mg/Nm³ 22 mg/Nm³ 25 mg/Nm³
Staub 5 mg/Nm³ 5,5 mg/Nm³ 1 g/Nm³
3.4 Gasmengenentwicklung und Emissionsschutz
Die Deponie Dreieich-Buchschlag wird seit 1989 aktiv entgast. Im Zeitraum von
1989 bis 1992 erfolgte diese Entgasung über insgesamt drei Hochtemperaturfackeln,
mit einer stündlichen Abfackelungsmenge von ca. 4.500 m³/h.
Von März 1992 bis Juni 2002 wurde das aufbereitete Deponiegas über eine
Fernleitung zum HKW-Niederrad gefördert. In diesem Zeitraum von ca. 11 Jahren
konnten mehr als 160 Millionen m³ Deponiegas, in der Mischung mit Erdgas,
im HKW-Niederrad (KWK-Anlage) energetisch (Strom und Wärme) verwertet
werden.
Die Gasförderung zum Heizkraftwerk Niederrad wurde zum 30. Juni 2002 aus
Gründen der Gesamtwirtschaftlichkeit eingestellt.
Insgesamt konnten von 1992 bis Ende November 2004 mehr als 185 Millionen
m³ Deponiegas aus der Deponie abgesaugt werden.
Seit Juli 2002 wird das erfasste Deponiegas mit drei Gasmotoren/Generator-
Modulen (3 x 250 kWel) auf der Deponie verwertet.

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 14
3.4.1 Gasmengenentwicklung seit 1992 bis Ende 2004
Seit dem Beginn der Gaslieferung zum HKW-Niederrad werden die Gasmengen
kontinuierlich aufgezeichnet und dokumentiert.
Aus dem nachfolgenden Diagramm wird die Abnahme der zum HKW-
Niederrad geförderten Gasmenge ersichtlich. Dies ist insbesondere im Zusammenhang
mit der seit 1989 begonnenen und 1995 beendeten Oberflächenabdichtung
zu beurteilen.
Deponiegasmenge zum HKW - Niederrad in m3 pro Jahr
60.000.000
50.000.000
40.000.000
30.000.000
20.000.000
10.000.000
0
Gasmengenentwicklung seit 1992 bis 2004 und Prognosemengen bis Ende 2007
1992
1993
Gasprognosemenge zum HKW - Niederrad
IST - Gasmenge zum HKW - Niederrad
1995
Beendigung der
Oberflächenabdichtungsarbeiten
1994
1995
1997/98
Beginn der
Rückbefeuchtungsversuche
1996
1997
1998
1999
2000
2001
Umbauphase auf
Verstromungsbetrieb
2002
Beendigung des
Lieferbetriebs zum
HKW - Niederrad
2002
2003
2002
Beginn der Deponiegasverstromung
mit 3 Gasmotor/Generator - Modulen
Aus dem Vergleich der Prognosemengen mit den Ist-Gasmengen wird deutlich,
dass in den Jahren ab 1993 die geförderte Deponiegasmenge zum HKW-
Niederrad nahezu halbiert ist. Wir führen diesen Sachverhalt im Wesentlichen
auf den Unterbruch des Feuchtigkeitstransportes zur Deponiegasproduktion,
aufgrund der Oberflächenabdichtung, zurück.
In der Zeit von März 1992 bis Juni 2002 wurde das Deponiegas mit einem
durchschnittlichen Methangehalt von ca. 42 Vol% aus der Deponie abgesaugt.
Damit wurden nicht nur die vereinbarten Gasdaten zur Gaslieferung eingehalten,
sondern auch die Aufgabe einer emissionsfreien Deponieoberfläche erfüllt.
In der Zeit der Gaslieferung zum HKW-Niederrad, von 1992 bis Mitte 2002,
wurden ca. 160 Millionen m³ Deponiegas erfasst und verwertet. Damit ergibt
sich eine Methanmenge von etwas mehr als 50 Millionen Tonnen reines Methan,
das nicht in die Atmosphäre entweichen konnte.
2004
2005
2006
2007

Rytec GmbH / Deponiegasstilllegung / Beispiel : Dreieich-Buchschlag Seite 15
3.5 Rückbefeuchtungsversuch
Aufgrund der Ist-Gasmengenabnahmen von bis zu 20% zur Vorjahresmenge,
wurde sehr schnell deutlich, dass durch die Oberflächenabdichtungsmaßnahmen
in die Deponie immer weniger Feuchtigkeit eintritt und damit die Gasproduktion
massiv behindert wird.
Ab dem Zeitpunkt 1997 / 98 wurde bereits, in Abstimmung mit den Genehmigungsbehörden,
mit einem Rückbefeuchtungsversuch (über eine Horizontalrigole
der Gaserfassung) begonnen.
Dieser Versuch wurde 1998 abgeschlossen, da festgestellt wurde, dass über
die Gasrigole nur sehr geringe Wassermengen in den Deponiekörper versickert
werden können.
1999 wurde der Rückbefeuchtungsversuch um ein Lanzenfeld mit Versickerungslanzen
erweitert.
Ab 2001 wurde der Versuch nochmals um einige, speziell ausgerüstete Gasbrunnen
sowie mit der Erweiterung des Lanzenfeldes, ergänzt.
Fazit : Die Rückbefeuchtung mit Sickerwasser hat – aus unserer Sicht – zu einer
Stabilisierung der Deponiegasproduktion geführt.
3.6 Verstromung der Restgasmenge in der Nachsorgephase
Bereits 1999 wurde ein Gasmotor-Verdichter-Modul auf ein Gasmotor/Generator-Modul
umgerüstet. Damit war es möglich und wirtschaftlich, den
Eigenstrombedarf aller Anlagen auf der Deponie abzudecken und den Stromüberschuss
in das 20-KV-Netz des örtlichen Stromversorgers einzuspeisen.
Die Stromvergütung erfolgt entsprechend dem EEG. Seit dem Jahr 2002 werden
insgesamt drei Gasmotoren/Generator-Module, 3 x 250 kWel, betrieben.
Die Anlagenverfügbarkeit der Gesamtanlage liegt beständig bei > 93%, so
dass insgesamt ca. 6 Millionen kWh pro Jahr erzeugt werden können. Dafür
werden ca. 420 m³/h, bei einer Methankonzentration von 55 – 58%, aus der
Deponie abgesaugt.
Der Vollverstromungsbetrieb läuft seit mehr als 2 Jahren. Seit dieser Zeit werden
keine Mengen- bzw. Methanreduzierungen festgestellt.
Wir gehen derzeit davon aus, dass die aktive Entgasung der Deponie sowie die
Gasverwertung über die Gasmotoren/Generator-Module noch bis in das Jahr
2010 möglich sein werden. Sollte die Methankonzentration unter 40 Vol% absinken,
kommen neue Techniken (z.B. Zündstrahlenmotoren bzw. Stirlingmotoren
usw.) zum Einsatz.
Ab einem Methangehalt von < 25% kann die Restgasmenge z.B. in einer Heizanlage
für das Maschinenhaus genutzt werden. Hierzu ist ggf. noch ein Flüs-

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siggastank zu installieren. Damit ist die Nutzung der Deponiegasrestmenge
über die Nachsorgephase möglich.
3.7 Passive Entgasung in der Nachsorgephase
Nach Beendigung aller aktiven Entgasungsmaßnahmen können die bereits
vorgesehenen passiven Entgasungsfenster der Deponie eingerichtet werden.
Dieses Biofiltersystem wurde bereits 1985 vom Erdbau-Laboratorium Dr.
Tropp, Dipl.-Ing. Neff und Partner (ETN) geplant. Die Biofilterfläche ist in den
Hochpunkten der Oberflächenabdichtung integriert und beträgt ca. 6.000 m².
Die Schütthöhe des Biofiltermaterials kann variabel gewählt werden.
Damit wird die wirtschaftlich nicht mehr zu verwertende Gasmenge passiv entgast
und biologisch abgebaut. Die Beaufschlagung der Biofilterfläche wurde mit
maximal 0,6 m³/h x m³ Biofilterfläche geplant. Damit steht eine ausreichend
große Biofilterfläche bzw. Biofiltervolumen für die Restgasmengen zur Verfügung.
In der nachfolgenden Übersichtsskizze ist das Aktiv-Passiv-System von ETN /
BfKA dargestellt.

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4. Schlussbemerkung und weitere Entwicklungen
Aus Sicht des Anlagenbetriebes sowie des Emissionsschutzes, haben sich alle
bisherigen Maßnahmen zur aktiven Entgasung und Verwertung des Deponiegases
der Deponie Dreieich-Buchschlag bewährt.
Alle getroffenen Entscheidungen in den Jahren 1980 bis 1990 haben sich am
wirtschaftlichen Erfolg bzw. am Emissionsschutz orientiert. Festzuhalten bleibt,
dass der Atmosphäre bisher mehr als 50 Millionen Tonnen Methan erspart
geblieben sind.
Damit auch zukünftig das Deponiegas erfasst und verwertet wird, müssen ggf.
neue Wege in der motorischen Nutzung gegangen werden. Darüber hinaus
muss auch darüber nachgedacht werden, wie der Deponiestandort, z.B. als
Standort für regenerative Energien für Photovoltaik, Photothermie, Windkraft,
Wasserstofferzeugung usw., genutzt werden kann. Hierin sehen wir die Innovation
in den nächsten Jahren und damit im Zeitraum der Nachsorgephase.
Der Region Rhein-Main, mit den Städten Frankfurt, Wiesbaden, Darmstadt,
würde eine diesbezügliche Initiative zur intensiven Nutzung der vorhandenen
Deponiestandorten zur Weiterentwicklung von regenerativen Energien bzw.
deren Anlagenkomponenten sicherlich einen Imagegewinn sowie ein Schub für
weitere Anlagen zu regenerativen Stromerzeugung bringen.
Hierbei möchten wir darauf hinweisen, dass nicht nur große Flächen, sondern
auch vielfach die vorhandenen Infrastrukturen auf den Deponien in der Nachsorgephase
zur Verfügung stehen.

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5. Literaturverzeichnis
1) W. Ryser, H. Heinz [1995], Neue Methoden der Deponiegasaufbereitung
am Beispiel der Deponie Dreieich-Buchschlag
2) W. Ryser, H. Heinz [1993[, Nutzung von Deponiegas am Beispiel Europas
größter Deponieentgasungsanlage
3) W. Ryser [1987], Gaserfassung, Reinigung und Verwertung am Beispiel
der Deponie Dreieich-Buchschlag
4) W. Ryser [1989], Energie- und Stoffbilanz bei der Verbrennung von Deponiegas
der Deponie Dreieich-Buchschlag