Biogasanalysator für Deponien (Aktualisierung 2026)

Deponien und Deponiegas-Erfassungsanlagen emittieren gefährliche Gase wie Methan, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, die zusammenfassend als Biogas bezeichnet werden. Biogasanalysegeräte und die Biogasdetektion sind entscheidend für die Sicherheit von Arbeitern und Anwohnern. Die Investition in ein professionelles Kohlenmonoxid-Analysegerät ist unerlässlich, um präzise CO-Messwerte zu erhalten und gleichzeitig Störungen durch Wasserstoff, Feuchtigkeit und Luftfeuchtigkeit in der Probe zu minimieren. Diese Analysegeräte überwachen kontinuierlich die Atmosphäre und liefern Echtzeitdaten zum Kohlenmonoxidgehalt. Durch den Einsatz zuverlässiger Gasdetektionsgeräte können Deponiebetreiber die mit Biogasemissionen verbundenen Risiken effektiv managen, Mitarbeiter vor schädlicher Exposition schützen und ein sicheres Arbeitsumfeld gewährleisten.

Vorteile

Nachteile

✅ Ein Kohlenmonoxid-Analysator ist ein nützliches Werkzeug für Deponietechniker zur Untersuchung des Deponiegases. ✅ Kohlenmonoxid-Analysatoren können die Anwesenheit von Kohlenmonoxid-Gaskonzentrationen im ppm-Bereich nachweisen. ✅ Ein zuverlässiger Kohlenmonoxid-Analysator sollte möglichst unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Wasserstoffgas sein.

⛔ Kohlenmonoxid-Analysatoren zeigen fehlerhafte Werte an, wenn eine Gasprobe Wasserstoff oder erhöhte Luftfeuchtigkeit enthält, wie sie beispielsweise in Deponiegas vorkommt. ⛔ Kohlenmonoxid-Analysatoren haben keine unbegrenzte Lebensdauer und ihre Sensoren müssen nach 2 bis 3 Jahren ausgetauscht werden. ⛔ Regelmäßige Funktionsprüfungen und Kalibrierungen sind erforderlich, um den korrekten und genauen Betrieb des CO-Analysators zu gewährleisten.

Welche Anforderungen müssen an einen CO-Analysator für Deponien gestellt werden?

Ein tragbares, handgeführtes CO-Analysegerät, das zur Messung von Deponiegas verwendet wird, sollte die Anforderungen gemäß „Alternative Method For The Field Determination of Carbon Monoxide Concentration in Landfill Gas Wellheads under 40 CFR 63, subpart AAAA“ erfüllen. Diese Anforderungen wurden am 14.09.2021 von der EPA, Measurement Technology Group, genehmigt.

Zu den wichtigsten Anforderungen an CO-Analysatoren für Deponiegas-Bohrlochköpfe gehören:

• CO-Analysatoren müssen über einen H₂- kompensierten CO-Sensor verfügen.

• CO-Analysatoren mit elektrochemischen Sensoren müssen über einen Kohlefilter zur Entfernung von H₂S verfügen.

• Der CO-Analysator darf keine Interferenzen mit Methan (CH 4 ), Kohlendioxid (CO 2 ), Sauerstoff (O 2 ) und Stickstoff (N 2 ) aufweisen, die üblicherweise in Deponiegas vorkommen.

• Durch den Einsatz einer Wasserabscheidervorrichtung oder eines geeigneten Filters muss verhindert werden, dass Flüssigkeit in das Analysegerät gelangt. 

• Der Gasprobenschlauch vom Bohrlochkopf zum Gasanalysator muss aus Silikon, PVC oder einem anderen ähnlichen Material bestehen, das das Probengas nicht absorbiert oder anderweitig verändert. 

• Der CO-Analysator sollte über eine Vakuumpumpe verfügen, die geeignet ist, gegen das Vakuum am Bohrlochkopf anzusaugen und Gas von der Probenahmestelle zum Analysator zu transportieren. 

• Der CO-Analysator muss gemäß NIST-rückführbaren Quellen mit einer Genauigkeit von +/- 2 % geprüft werden (Zweipunktkalibrierung und -verifizierung, Nullpunkt- und Spannweitenkalibrierung). Der Hersteller muss dem Produkt ein Zertifikat beifügen, das bestimmte Bestimmungen und Zertifizierungen enthält.

• Die CO-Analysator-Antwort muss einen R²-Wert von mindestens 0,975 aufweisen, um als linear zu gelten. 

• Der Fehler des CO-Analysators muss innerhalb von ±5,0 Prozent des Kalibrierbereichs liegen und die Drift weniger als ±3,0 Prozent des Kalibrierbereichs betragen.

Was ist Deponiegas (LFG)?

Der Untergrund einer Mülldeponie besteht aus einer Vielzahl von Gasen, die durch chemische Reaktionen im Abfall entstehen. Methan, Kohlendioxid, Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenmonoxid sind die am häufigsten vorkommenden Gase.

Gase, die von Mülldeponien freigesetzt werden, können neben gefährlichen, umweltschädlichen Gasen auch Gerüche in nahegelegenen Wohnhäusern und auf Grundstücken verursachen.

Wie wird Biogas auf Deponien kontrolliert?

Die Kontrolle von Deponiegas ist eine komplexe Wissenschaft. Die Ausbreitung von Deponiegas und Gerüchen lässt sich mit aktiven Gaserfassungssystemen steuern. Diese Systeme nutzen verschiedene Brunnen und Rohrleitungsnetze, um Gas aus der Deponie abzuleiten.

Das Deponiegas wird aufgefangen und vor Ort verbrannt oder in einer Gas-zu-Energie-Anlage zur Stromerzeugung genutzt. Das tägliche Abdecken des Mülls mit Erde kann ebenfalls zur Geruchsreduzierung beitragen.

Wie entsteht Kohlenmonoxid auf Mülldeponien?

Kohlenmonoxid entsteht auf Mülldeponien aus zwei Hauptgründen:

• Bei einem Brand auf einer Mülldeponie findet eine Verbrennung statt, bei der Kohlenmonoxid als Nebenprodukt entsteht. Typische Anzeichen eines tatsächlichen Untergrundbrands auf einer Mülldeponie sind ein erhöhter Kohlenmonoxidgehalt von über 1000 ppm, Rauchentwicklung und eine erhöhte Temperatur der Gasprobe.
• Erhöhte Temperaturen führen nachweislich auch zur Bildung von Kohlenmonoxid (bis zu 2000 ppm). Mit steigender Temperatur in der Deponie nimmt die bakterielle Aktivität zu, was wiederum die Gasbildung erhöht. Temperaturanstiege können die Verflüchtigung und chemische Prozesse beschleunigen.
• Alter. Frisch abgelagerter Abfall produziert mehr Gas als älterer Müll. Deponien emittieren typischerweise innerhalb von ein bis drei Jahren erhebliche Mengen Gas. Die maximale Gasproduktion tritt normalerweise fünf bis sieben Jahre nach der Müllentsorgung auf. Fast das gesamte Gas entsteht innerhalb von 20 Jahren nach der Müllentsorgung; geringe Mengen können jedoch noch weitere 50 Jahre oder länger aus einer Deponie austreten. Ein Szenario mit geringer Methanproduktion prognostiziert hingegen, dass sich langsam zersetzender Müll innerhalb von fünf Jahren mit Methan versorgt und dieses weitere 40 Jahre lang emittiert. Je nachdem, wann der Abfall in der jeweiligen Region ursprünglich abgelagert wurde, können sich verschiedene Bereiche der Deponie gleichzeitig in unterschiedlichen Zersetzungsstadien befinden.

Was ist ein Kohlenmonoxid-Analysator für Deponien?

Ein Kohlenmonoxid-Analysator dient der Messung und Überwachung von Kohlenmonoxidgas. Bei Deponien wird die Kohlenmonoxidkonzentration in ppm (parts per million) gemessen. Proben werden häufig an verschiedenen Stellen im Freien und an Förderbrunnen entnommen. Sobald ein unsicherer ppm-Wert erreicht ist, warnt das Gerät den Benutzer akustisch oder optisch und zeigt die aktuelle Kohlenmonoxidkonzentration im ppm-Bereich an.

Welche Arten von Analysegeräten gibt es zur Messung von Deponiegas?

Für die Messung von Deponiegas werden im Wesentlichen zwei Arten verwendet.

1. Tragbare Handkohlenmonoxid-Analysatoren

Diese tragbaren Geräte eignen sich für punktuelle Brunnenkopfmessungen sowie für die Messung der Luftqualität im Innen- und Außenbereich. Sie sind handlich, verfügen über eine integrierte Pumpe und messen die momentane Konzentration eines Zielgases, beispielsweise Kohlenmonoxid. Zum Zubehör gehören Sonde, Schlauch, Wasserfalle und Aktivkohlefilter. Die Geräte sind in der Regel batteriebetrieben, wiederaufladbar und volldigital. Der übliche Preis liegt zwischen 500 und 2000 US-Dollar.

2. Kontinuierliche Emissionsüberwachung

Diese fest installierten Geräte überwachen und messen kontinuierlich die Gaskonzentrationen an den Bohrlochköpfen während der Gasförderung und sind ein zentrales Werkzeug im Gasgewinnungsprozess. Sie erfordern eine individuelle Anpassung und arbeiten unbemannt. Die Geräte senden ihre Daten typischerweise über das Internet und nutzen eine aufwändigere und teurere Sensortechnologie als die herkömmlichen elektrochemischen Sensoren in kostengünstigeren Handgeräten. Die Sensortechnologie basiert auf Laser-, LED-, IR- oder UV-Absorptionstechnologie und kostet zwischen 10.000 und 50.000 US-Dollar.

Wie funktioniert ein Kohlenmonoxid-Analysator?

Wie die meisten Kohlenmonoxid-Detektoren besteht auch ein Kohlenmonoxid-Analysator für Deponiegas aus zwei Hauptkomponenten: der Elektronik zur Signalverarbeitung und dem CO-Gassensor. Diese beiden Komponenten arbeiten zusammen, sodass die Elektronik die vom elektrochemischen Sensor gemessenen Kohlenmonoxidwerte empfängt. Für den Einsatz auf Deponien ist jedoch auch das Gasprobenahmesystem wichtig. Es benötigt eine Wasserabscheider, einen Aktivkohlefilter, Silikonschläuche und eine Pumpe, um das Gas zu entnehmen und dem Gassensor im CO-Analysator zuzuführen.

Wie entsteht Deponiegas?

Bakterien bewirken, dass sich Müll auf Deponien mit der Zeit zersetzt. Dabei entstehen Gase sowohl durch die Bestandteile des Mülls als auch durch den Zersetzungsprozess selbst. Die Menge des entstehenden Gases hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Art und der Feuchtigkeitsgehalt des Abfalls, die Sauerstoffmenge und die Temperatur in der Deponie.

Welche Gefahren birgt Kohlenmonoxid auf einer Mülldeponie?

Kohlenmonoxid und Deponiegas bergen auf Deponien eine Reihe potenzieller Gefahren. Zu den wichtigsten Gefahren zählen:

• Ein eindeutiges Anzeichen für einen Mülldeponiebrand.
• Explosionsgefahr in Mülldeponien und Deponiegas-Absaugbrunnen.
• Erstickungsgefahr für die Mitarbeiter der Deponiegasgewinnungsanlagen.
• Vergiftungsgefahr bei Einatmen zu großer Mengen, Verschmutzung im Freien und Umweltverschmutzung.

Warum sollte man einen Kohlenmonoxid-Analysator für Mülldeponien verwenden?

Der Einsatz von Kohlenmonoxid-Analysatoren auf Deponien kann vorteilhaft sein, da diese Geräte unterirdische Brände erkennen können. Unterirdische Brände sind gefährlich, weil sie unter Umständen lange Zeit unbemerkt brennen, bevor sie zu Explosionen führen. Kohlenmonoxid-Analysatoren können diese Brände erkennen, bevor es zu einer gefährlichen Explosion kommt.

Wie lange ist die Lebensdauer eines Kohlenmonoxid-Analysators?

Die meisten Kohlenmonoxid-Analysatoren haben eine Lebensdauer von zwei bis drei Jahren. Die elektrochemische CO-Zelle verschleißt mit der Zeit und muss ausgetauscht werden.

Welche Arten von Emissionen sind mit Mülldeponien verbunden?

Methanemissionen sind die bedeutendsten Emissionen im Zusammenhang mit Deponien. Zu den Emissionen können auch Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Kohlenmonoxid gehören . Ein Deponieabsaugsystem nutzt sowohl mobile als auch stationäre, kontinuierlich überwachende Messgeräte.

Wie trägt Deponiegas zu den Emissionen bei?

Mülldeponien sind in den Vereinigten Staaten tatsächlich die drittgrößte Quelle für Methangasemissionen . Laut einem UN-Bericht könnte eine Reduzierung der Methanemissionen einen tiefgreifenden Einfluss auf die Eindämmung des Klimawandels haben.

Fallstudie: Brände auf Mülldeponien und Kohlenmonoxidemissionen

In Kalifornien wurden in den letzten 15 Jahren über 25 Brände in unterirdischen Mülldeponien gemeldet. Diese Brände können aufgrund unvollständiger Oxidation erhebliche Mengen an Kohlenmonoxid (CO) und anderen giftigen Spurengasen freisetzen. Bei solchen Bränden können die CO-Werte an der Erdoberfläche zwischen 2.500 und 28.000 ppm liegen. Dies ist deutlich höher als der Grenzwert für unmittelbare Lebens- und Gesundheitsgefährdung (IDLH) von 1.200 ppm. Diese Bedingungen können lebensbedrohliche Situationen, einschließlich Kohlenmonoxid- und Giftgasvergiftungen, hervorrufen. Die Mitarbeiter von CalRecycle nutzen die CO-Werte als Indikator für aktive Brände in unterirdischen Mülldeponien. Werte über 1.000 ppm gelten als eindeutiges Anzeichen für einen aktiven Brand. Werte zwischen 100 und 1.000 ppm erfordern eine weitere Überwachung, während Werte zwischen 10 und 100 ppm auf einen Brand ohne aktive Verbrennung hindeuten können. Quelle: CalRecycle

Was geschieht mit Deponiegas?

Deponiegas kann durch den Boden dringen und die Außenluft sowie die Raumluft benachbarter Wohnhäuser verschmutzen. Da es Schadstoffe wie Methan und Kohlenmonoxid enthält, kann dies gefährlich sein. Daher ist es wichtig, Kohlenmonoxid-Messgeräte einzusetzen, um die Werte zu überwachen und bei Überschreitung der zulässigen Grenzwerte umgehend Maßnahmen zu ergreifen.

Kann man Biogas riechen?

Rohes Biogas hat aufgrund seines Schwefelwasserstoffgehalts einen charakteristischen Geruch nach faulen Eiern. Bei sachgemäßer Aufbereitung wird Biogas üblicherweise mit einem Geruchsstoff versetzt, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Schlussworte

Bei der Auswahl eines CO-Analysators für die Deponiegasüberwachung ist es entscheidend, dass das Gerät die spezifischen Anforderungen dieser Anwendung erfüllt. Deponiegase sind vielfältig und können die Messwerte gängiger CO-Sensoren beeinflussen, was die Gasmessung erschwert. Kohlenmonoxid-Analysatoren, die speziell für die Deponiegasüberwachung entwickelt wurden, sind in der Lage, diese Störungen zu kompensieren und liefern präzise und zuverlässige CO-Messwerte. Diese Analysatoren sind besonders nützlich in Deponiegasförderbrunnen, wo die Kohlenmonoxidkonzentrationen gefährliche Werte erreichen können. Durch die Investition in einen spezialisierten CO-Analysator, der die besonderen Anforderungen der Deponiegasüberwachung erfüllt, können Betreiber Kohlenmonoxidrisiken effektiv erkennen und minimieren und so die Sicherheit der Arbeiter und der Umwelt gewährleisten.

Über den Autor

Dr. Kos Galatsis („Dr. Koz“) ist Präsident von FORENSICS DETECTORS, einem Unternehmen mit Sitz auf der malerischen Halbinsel Palos Verdes in Los Angeles, Kalifornien . Er ist Experte für Gassensorik, Gaswarngeräte, Gaszähler und Gasanalysegeräte. Seit über 20 Jahren entwickelt, baut, fertigt und testet er Systeme zur Erkennung toxischer Gase.