VDI 3860 Blatt 1-2006 Measurement of landfill gas - Principles.pdf

1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREMessen von Deponiegas Grundlagen Measurement of landfill gas PrinciplesVDI 3860Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL Arbeitsgruppe Messen von Deponiegasen Ausschuss Messtechnische Sonderf

2、ragenVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5 VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available at Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2006Vervielfltigung auch fr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction

3、even for internal use not permittedICS 13.030.40 Mai 2006May 2006Frhere Ausgabe: 06.04 Entwurf, deutsch Former edition: 06/04 Draft, in German only Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Rich

4、tlinie ist verbindlich.The draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Inhalt SeiteVorbe

5、merkung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . 42Begriffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Charakterisierung von Deponiegasen . . . . 53.1 Hauptkomponenten und deren Eigenschaften . . . . .

6、. . . . . . . . . . 53.2 Zeitlicher Verlauf der Deponiegasbildung . 83.3 Einfluss von Absaugmanahmen auf die Gaszusammensetzung . . . . . . . . . 93.4 Spurenstoffe im Deponiegas . . . . . . . 104 Messaufgaben und Zielsetzungen . . . . . . 115 Grundstze der Messplanung. . . . . . . . . 115.1 Allgemei

7、ne Hinweise . . . . . . . . . . . 115.2 Planungsschritte . . . . . . . . . . . . . . 135.3 Beispiele fr Messstellen . . . . . . . . . 155.4 Messverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 156 Berichterstattung . . . . . . . . . . . . . . . 167 Empfehlungen fr die technische Ausstattung zur Deponiegasmes

8、sung . . . . . . . . . . . 187.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . 187.2 Technische Einrichtungen . . . . . . . . . 197.3 Automatische Steuer-, Registrier- und Auswerteeinrichtungen (DV-Programme). . 197.4 Rumlichkeiten . . . . . . . . . . . . . . 198 Arbeitsschutzmanahmen . . . . . . . .

9、. . 19Anhang Spurenstoffe. . . . . . . . . . . . . . . 22Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Scope. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Terms and defi

10、nitions . . . . . . . . . . . . . 43 Characterization of landfill gases . . . . . . . 53.1 Main components and their properties . . . 53.2 Time course of landfill gas formation . . . 83.3 Influence of extraction measures on the gas composition . . . . . . . . . . . . 93.4 Trace components in landfil

11、l gas. . . . . 104 Measurement tasks and objectives . . . . . 115 Basic principles of measurement planning . 115.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.2 Planning steps . . . . . . . . . . . . . . 135.3 Examples of measurement sites . . . . . 155.4 Measurement methods . . . . . . . . . .

12、156 Test report . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Recommendations for the technical equipment used for landfill gas measurements . . . . . 187.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187.2 Technical facilities . . . . . . . . . . . . 197.3 Automatic control, registration and evaluation e

13、quipment (DP programs) . . . 197.4 Premises . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Occupational health and safety measures . 19Annex Trace components . . . . . . . . . . . . 22Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All

14、rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2006 2 VDI 3860 Blatt 1 / Part 1VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI undDIN Normenausschuss KRdL erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Selbstverantwortung VDI-Richtlinienund DIN-Norm

15、en zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. Stand der Wis-senschaft in der Bundesrepublik Deutschland unddienen als Entscheidungshilfen bei der Erarbeitungund Anwendung von Rechts- und Verwaltungsvor-schriften. Die Arbeitsergebnisse der KRdL flieenferner als gemeinsamer deutsc

16、her Standpunkt in dieeuropische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in die in-ternationale technische Regelsetzung bei ISO (Inter-nationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechn

17、ik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung undEnergieumwandlung; ganzheitliche Betrachtungvon Emissionsminderungsmanahmen unter Be-rcksichtigung von Luft, Wasser und Boden;Emissionswerte fr Stube und Gase; anlagenbe-zogene messtechnische Anleitungen; U

18、mwelt-schutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen; mikro-und mesoskalige Windfeldmodelle; Wechselwir-kung zwischen Atmosphre und Oberflchen;meteorologische Messungen; angewandte Klima-tologie; Lufthygieneka

19、rten; human-biometeoro-logische Bewertung von Klima und Lufthygiene;bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfahren:z.B. Bioindikation mit Hheren un

20、d NiederenPflanzen, Erhebungsverfahren zur Biodiversitt;Werkstoffexposition; Erfassung mikrobieller Luft-verunreinigungen; Olfaktometrie; Umweltsimulation Fachbereich IV Umweltmesstechnik“ Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmessve

21、rfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur HerstellungPreliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI and DIN Standards Committee (KRdL) expertsfrom science, industry and administration, acting ontheir own responsibili

22、ty, establish VDI Guidelinesand DIN Standards in the field of environmental pro-tection. These describe the state of the art in scienceand technology in the Federal Republic of Germanyand serve as a decision-making aid in the preparatorystages of legislation and application of legal regula-tions and

23、 ordinances. KRdLs working results arealso considered as the common German point of viewin the establishment of technical rules on the Euro-pean level by CEN (European Committee for Stand-ardization) and on the international level by ISO(International Organization for Standardization).The following

24、topics are dealt with in four subdivi-sions:Subdivision I “Environmental Protection Techniques”Integrated pollution prevention and control forinstallations; procedures and installations foremission control and energy conversion; overallconsideration of measures for emission controlwith consideration

25、 given to the air, water and soil;emission limits for dusts and gases; plant-relatedmeasurement instructions; environmental indus-trial cost accounting Subdivision II “Environmental Meteorology”Dispersion of pollutants in the atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- and meso-scale win

26、d field models; interaction between theatmosphere and surfaces; meteorological measure-ments; applied climatology; air pollution maps;human-biometeorological evaluation of climateand air hygiene; transfer of meteorological data Subdivision III “Environmental Quality”Effects of air pollutants on man,

27、 farm animals,vegetation, soil, materials, and the atmosphere;methods for the measurement and evaluation of ef-fects: e.g. biomonitoring with higher and lowerplants; evaluation techniques for biodiversity; ex-posure of materials; determination of microbial airpollutants and their effects; olfactomet

28、ry; environ-mental simulation Subdivision IV “Environmental Measurement Techniques”Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementmethods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air pol

29、lutants; procedures forB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2006 VDI 3860 Blatt 1 / Part 1 3 von Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; Qualittss

30、icherung Die Richtlinien und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung imBundesanzeiger und in der Fachpresse erhalten alleinteressierten Kreise die Mglichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dass un-tersc

31、hiedliche Meinungen vor Verffentlichung derendgltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luftzusammengefasst. EinleitungIn einem Deponiekrper knnen mikrobiologischeund chemische Reaktionen ablaufen, in deren F

32、olgeGase gebildet werden. Voraussetzung fr die Bildungdieser Deponiegase ist ein hinreichend groer Anteilorganischer Stoffe, wie er typischerweise in Sied-lungsabfllen enthalten ist, sowie geeignete Milieu-bedingungen. Im Laufe der Zeit verndert sichsowohl die Zusammensetzung als auch die Bildungs-r

33、ate der Deponiegase. Auch technische Eingriffe(z.B. Deponiegasabsaugung) knnen die Deponie-gaszusammensetzung beeinflussen. Sofern die Depo-niegase nicht durch technische oder bauliche Ma-nahmen erfasst werden, emittieren sie in dieAtmosphre oder den angrenzenden Boden.Das in einem Deponiekrper ents

34、tehende Deponiegaskann ber ein in der Deponie installiertes Gaserfas-sungssystem abgesaugt und wegen des Energie-inhalts der Hauptkomponente Methan z.B. zur Er-zeugung von Strom mit Gasmotoren genutzt werden.Von Deponiegasen knnen auch Gefahren frMensch, Fauna und Flora sowie fr Bauwerke undtechnisc

35、he Einrichtungen ausgehen. Auerdem trgtdie Hauptkomponente Methan zum Treibhauseffektbei.Die technische Nutzung von Deponiegas sowie dieErkennung, Erkundung und Charakterisierung vonGefahren erfordert Messverfahren fr die Deponie-gaskomponenten, die in der Richtlinienreihe VDI 3860beschrieben werden

36、. Da die anzuwendenden Mess-verfahren durch die Aufgabenstellung bedingt werden,ist die Richtlinienreihe in folgende Bltter unterteilt: Blatt 1 Grundlagen Blatt 2 Messungen im Gaserfassungssystem Blatt 3 Messungen von Oberflchenemissionenestablishing reference material; test procedures formeasuremen

37、t devices; validation procedures;measurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and standards are first published asdrafts. These are announced in the Bundesanzeiger(Federal Gazette) and in professional publications inorder to give all interested parties the opportunity t

38、oparticipate in an official objection procedure. Thisprocedure ensures that differing opinions can be con-sidered before the final version is published. The guidelines and standards are published in the six-volume VDI/DIN Reinhaltung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) manual.IntroductionIn a landf

39、ill body, microbiological and chemical reac-tions may occur which result in the formation ofgases. A precondition for the formation of these land-fill gases is a sufficiently large portion of organicmatter, as is typically found in domestic waste, aswell as suitable environmental conditions. Both th

40、ecomposition and the formation rate of the landfillgases change in time. Also technical interventions(e.g. landfill gas extraction) can influence the landfillgas composition. Unless the landfill gases are col-lected by technical or structural measures, they areemitted into the atmosphere or the adja

41、cent ground. The landfill gas which is formed in a landfill body canbe extracted via a gas collection system installed atthe landfill site and due to the energy content of themain component methane it can be used e.g. to gen-erate power with gas motors. Landfill gases can also cause hazards to human

42、s,fauna and flora as well as buildings and technicalequipment. Furthermore methane contributes signifi-cantly to the atmospheric greenhouse effect. The technical use of landfill gas and the identifica-tion, investigation and characterization of hazards re-quires measurement methods for the relevant

43、landfillgas components which are specified in guideline se-ries VDI 3860. Since the specific measurement meth-ods to be used are determined by the purpose of themeasurements, this guideline series is divided intothe following parts: Part 1 Principles Part 2 Measurements in the gas collection system

44、Part 3 Measurements of surface emissionsB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2006 4 VDI 3860 Blatt 1 / Part 1 Blatt 4 Messungen im Untergrund Blatt 5 Messungen in GebudenBei Deponiegasmessungen wird unterschied

45、en zwi-schen Messungen zur Eigenberwachung der Depo-nie durch den Deponiebetreiber und Messungen zurFremdberwachung durch externe Prfstellen. Mes-sungen zur Eigenberwachung werden blicherweisedurch interne Arbeits- und Betriebsanweisungen ge-regelt; Messungen im Rahmen der Fremdberwa-chung sollten n

46、ach standardisierten Messverfahrendurchgefhrt werden.1 AnwendungsbereichDie Richtlinie VDI 3860 Blatt 1 beschreibt die grund-legenden Zusammenhnge des Deponiegasgesche-hens und die mglichen Einflsse auf die Gasbildungund Gaszusammensetzung. Weiterhin erlutert siedie Grundlagen fr die Messplanung und

47、 die Mes-sung von Deponiegasen sowie die fr die unter-schiedlichen Messaufgaben erforderlichen Probenent-nahme- und Bestimmungsverfahren. Zu bestimmensind in erster Linie die als Permanentgase vorhande-nen Hauptkomponenten Kohlendioxid (CO2), Me-than (CH4), Sauerstoff (O2) und Stickstoff (N2). AufNe

48、benkomponenten wie Schwefelwasserstoff (H2S)und Ammoniak (NH3) sowie Spurenstoffe wieLHKW, BTEX und Siliziumverbindungen wird hin-gewiesen.Diese Richtlinie versetzt den Anwender in die Lage,eine fr sein spezifisches Messproblem optimierteMessstrategie und darauf aufbauend das geeigneteMessverfahren

49、zu whlen. Sie ist in erster Linie frMessungen im Rahmen der Fremdberwachung kon-zipiert.2BegriffeIm Sinne dieser Richtlinie gelten die folgenden Be-griffe:DeponieAbfallablagerung, bestehend aus dem Deponiekrperund gegebenenfalls technischen Einrichtungen. Anmerkung: Um eine breite Anwendung dieser Richtlinie zu er-mglichen, wurde die Definition des Begriffs Deponie“ ganz all-gemein gefasst. Unter diesen Begriff fallen damit auch