Processes in a compost based landfill biocover; methane emission, transport and oxidation

摘要

Metan er en drivhusgas med et potentiale for global opvarmning som er 25 gange større end kuldioxids. Metan produceret i lossepladser kan oxideres i biologiske aktive lossepladsdæklag også kaldet biocover systemer. Denne proces vil kunne reducere lossepladsers bidrag til drivhuseffekten. Den indeværende PhD omhandler blandt andet udvælgelse af det optimale materiale til brug i et fuld skala biocoveranlæg på Fakse Losseplads. Der blev foreslået en omkostningseffektiv og nem metode til udvælgelse af tilgængelige kompost materialer i fremtidige biocover systemer. Biocover systemet på Fakse losseplads bestod af ti biocover "vinduer", hvilke var områder i det etablerede jorddække, hvor den eksisterende tætte afdækningsjord var blevet udgravet, hvorefter et 15 cm grus "gas distributionslag" blev installeret og overlejret af et 1 m lag af aktivt materiale, (komposteret haveaffald). Det samlede areal af biocover vinduerne var 5000 m2, mens det samlede areal af lossepladsen var 12 hektar. Virkningsgraden af biocover systemet blev evalueret og mere detaljerede undersøgelser blev foretaget på et udvalgt biocover vindue (85 m2). Her blev det fundet at metanen ikke blev fordelt godt nok i biocover vinduet, hvilket begrænsede effektiviteten. Det blev på baggrund af målinger i felten af kompostens vandindhold og gasledningsevne konkluderet at dette ikke skyldes, at kompost laget var vandmættet, og gas permeabiliteten var over 10-10 m2 året rundt. Ligeledes havde forandringer i det atmosfæriske tryk negative indvirkninger på effektiviteten, især om vinteren, hvor metan oxidationszonen blev skubbet opad i kompost laget, hvor temperaturen var lavere end dybere i kompost laget. Der blev målt op til 50 oC i oktober i kompost laget og temperaturen var året rundt over 10 oC i dybder større end 30 cm. Beregninger baseret på målte vandindhold og målte gaskoncentrationer indikerede at metan oxidationsprocessen om vinteren var begrænset af diffusionen af ilt til metanoxidationszonen. Metanoxidationsrater blev udregnet på baggrund af en karbon massebalance og resultaterne blev sammenlignet med metanoxidationsrater fundet vha. stabile karbon isotoper. Brugen af de to metoder gav rimeligt enslydendel resultater, og det blev konkluderet at karbon massebalancen var en nem og velfungerende metode til bestemmelse af metan oxidationsrater i felten. Den årlige metanoxidationsrate for det 85 m2 store biocover vindue blev estimeret til 1-2 ton CH4/år, hvilket svarer til 29-52 ton CO2 eq./år. Generelt blev det fundet at effektiviteten af biocover systemer vil være højere, hvis gastransporten kan kontrolleres både over tid og sted og det anbefales at fremtidige biocover systemer benytter et gas distributionslag på 50 cm.