Verfahren für die Behandlung von Deponiesickerwasser

Als Deponiesickerwässer bezeichnet man alle Wässer, die mit dem in der Deponie gelagerten Abfall in Berührung gekommen sind. Sie entstehen vor allem durch das Einsickern von Regenwasser, aber auch durch Eigenfeuchte des Abfalls sowie – bei unzureichend abgedichteten Deponien – durch das Eindringen von Grund- und Fremdwasser. 

Sie werden mit Drainagesystemen erfasst und einer speziellen Abwasserbehandlung unterzogen. Den Inhaltsstoffen entsprechend, muss dafür die passende Abwassertechnik eingesetzt werden. 

Abfalldeponien enthalten in der Regel ein sehr inhomogenes Stoffgemisch, das sowohl einen sehr hohen organischen Anteil als auch lösliche mineralische Substanzen enthalten kann. Ein Teil der organischen Substanzen wird durch natürliche Zersetzungsprozesse bereits im Deponiekörper abgebaut. 

  • Sickerwasserbehandlung für Mülldeponien
    Mülldeponie
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Deponiesickerwasser mit der typischen bräunlichen Färbung
Deponiesickerwasser mit der typischen bräunlichen Färbung

Eigenschaften von Deponiesickerwasser

Durch diese exothermen Vorgänge im Inneren der Deponie ist die Temperatur des Sickerwassers meist höher als die des üblicherweise in der Umgebung vorkommenden Grundwassers. Deponiesickerwasser ist in der Regel sehr trübe, hat einen typischen strengen Geruch und weist eine bräunliche Färbung auf. 

Die Zusammensetzung des Deponiesickerwassers ist abhängig von der Art der eingelagerten Abfälle, der Witterung und der Standzeit des Deponiekörpers. Mit fortschreitender Deponiestandzeit steigt der Anteil an biologisch schwer abbaubaren organischen Verbindungen.

Nach 2-5 Jahren gehen die anfänglich aeroben Zersetzungsprozesse in anaerobe über. Zu Beginn erfolgt der anaerobe Abbau nur bis zu den niederen Fettsäuren, die in das Sickerwasser gelangenden organischen Verbindungen sind biologisch noch einigermaßen gut abbaubar. Mit fortschreitender Deponiestandzeit setzt sich der anaerobe Abbau bis hin zur Umsetzung in Methan fort. Neben einer Vielzahl von wasserlöslichen Stickstoff- und Schwefelverbindungen, Sulfaten und Chloriden enthält das Sickerwasser dann einen hohen Anteil an biologisch schwer abbaubaren organischen Verbindungen.

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Unbehandelte Sickerwässer gefährden die Umwelt

Gelangt Sickerwasser unbehandelt in Gewässer, stellt es eine Gefahr für die Umwelt dar. Oftmals sind kommunale Kläranlagen nicht in der Lage, die im Sickerwasser enthaltene hohe organische und Stickstofffracht zu verarbeiten. Oftmals reicht es aus, das Sickerwasser soweit zu behandeln, dass es in die nächste kommunale Kläranlage zur Weiterbehandlung abgegeben werden kann. Ist dies nicht möglich, dann ist es notwendig, das Abwasser bis auf eine Ablaufqualität zu behandeln, die den Anforderungen für Direkteinleiter entspricht. In diesem Falle ist die verbleibende Schadstofffracht nach der Behandlung so gering, dass das aufbereitete Abwasser in einen Fluss, Bach oder See eingeleitet werden darf. 

Für die Behandlung von Deponiesickerwässern stehen Technologien zur Verfügung, die sich bereits in einer Vielzahl von Fällen bewährt haben. Dazu gehören beispielsweise biologische Verfahren zur Abwasserbehandlung, wie MBBR, TFR,   Belebtschlammverfahren, Annamox- und Schlaufenreaktoren, aber auch die Umkehrosmose

Verbleiben schwer abbaubare biologische Verbindungen im Abwasser, werden Ozonierung und/oder Aktivkohlefilter zur Entfernung dieser Verunreinigungen eingesetzt.

Technologien für die Behandlung von Deponiesickerwasser

Für die Behandlung von Deponiesickerwasser stehen einige Technologien zur Verfügung, die sich in einer Vielzahl von Fällen bereits bewährt haben. Die aufgezeigten Technologien werden sowohl als Stand-Alone-Lösung als auch in Verfahrenskombination eingesetzt. Bei der Technologieauswahl spielt die Sickerwasserzusammensetzung eine ausschlaggebende Rolle.

Biologische Abwasserbehandlung bei Deponiesickerwässern
Biologische Abwasserbehandlung bei Deponiesickerwässern

Deponiesickerwasserbehandlung mit biologischen Verfahren als erste Stufe

Die biologische Behandlung hat sich in vielen Fällen als erste Stufe der Behandlung und auch zur Stickstoffentfernung bewährt. Es kommen MBBR, TFR, Belebtschlammverfahren, Annamox- und Schlaufenreaktoren zum Einsatz. Zum Rückhalt des bei den biologischen Verfahren anfallenden Schlammes wird sehr oft auch eine nachgeschaltete Ultrafiltrationsstufe eingesetzt. Verbleiben schwer abbaubare biologische Verbindungen im Abwasser werden Aktivkohlefilter oder Ozonierung zur Entfernung der biorefraktären Verunreinigungen eingesetzt.

Umkehrosmose zur Behandlung von Deponiesickerwasser
Selbst die Umkehrosmose eignet sich bei entsprechender Vorbehandlung zur Sickerwasserreinigung

Umkehrosmose zur Behandlung von Deponiesickerwasser

Die Ablaufwerte, die mit der Umkehrosmose erreichbar sind, werden von keinem anderen Verfahren erreicht. Limitiert wird die Einsetzbarkeit der Umkehrosmose vom osmotischen Druck und damit letztendlich vom Salzgehalt im Sickerwasser der Deponie. Ein hoher Salzgehalt resultiert in sehr hohen transmembranen Drücken und damit einem sehr hohen Bedarf an Elektroenergie. Ebenfalls einschränkend auf die Anwendbarkeit der Umkehrosmose wirkt die Anwesenheit von anorganischen Beimengungen, die rasch zur Inkrustierung neigen. Oftmals führt dies trotz Einsatz von Anti-Scaling-Reagenzien zur Schichtbildung auf den Membranen, die dann chemisch beseitigt werden müssen oder gar zur Zerstörung der Membranen führen.

Das bei der Umkehrosmose entstehende Konzentrat muss einer separaten Behandlung/Entsorgung zugeführt werden, bei der unter anderem die nachfolgend beschriebenen Verfahren eingesetzt werden. Als zunehmend problematisch stellt sich dar, dass die Problemstoffe zwar aus dem Wasser entfernt, letztendlich aber in den Abfallbereich verlagert werden

Aktivekohle zur adsorption von Schadstoffen aus Deponiesickerwässer
Aktivekohle zur adsorption von Schadstoffen aus Deponiesickerwässer

Deponiesickerwasserbehandlung mit chemisch-physikalischen Verfahren

Nassoxidative Verfahren, wie die Ozonung, werden dann eingesetzt, wenn die Möglichkeit besteht, organische Schadstoffe entweder restlos zu oxidieren oder aber biorefraktäre Schadstoffe in biologisch abbaubare zu überführen.

Für den Fall, dass organische Schadstoffe im Sickerwasser weder durch biologische noch durch nassoxidative Verfahren abbaubar sind, kommt die Aktivkohle-Adsorption zum Einsatz. Die Verunreinigungen werden zunächst adsorptiv gebunden und anschließend bei der Verbrennung der beladenen Aktivkohle thermisch zerstört.

Weniger verbreitet auf dem Gebiet der Deponiesickerwasserbehandlung ist der Einsatz von Fällung/Flockung und Ionenaustausch. Beide Technologien werden zur Reduzierung anorganischer ionogener Verunreinigungen eingesetzt.

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