Anlagen zur Verbrennung und mechanisch-biologischen Behandlung von Siedlungsabfällen

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1 Anlagen zur Verbrennung und mechanisch-biologischen Behandlung von Siedlungsabfällen Übersicht über Aufbau, Technik, Leistungsfähigkeit und gesetzliche Anforderungen Freistaat Sachsen Landesamt für Umwelt und Geologie

2 Inhalt Abb. 1: Müllverbrennungsanlage Iserlohn Seite Vorwort Ein Blick zurück Einführung Ziele der Abfallbehandlung Welche Abfälle eignen sich für eine energetische Nutzung? Abfallrecht Vom Antrag zur Genehmigung Anforderungen an die Abgasreinigung Verbrennungsanlagen Mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlagen Wie ist eine Verbrennungsanlage für Abfälle aus Haushalten aufgebaut? Anlieferbereich Zwischenlagerung/Bunker Verbrennungsrost, Dampferzeugung und Schlackeaustrag Abgasreinigung Energienutzung Seite 6 Wie ist eine mechanischbiologische Abfallbehandlungsanlage aufgebaut? Anlieferbereich Zwischenlagerung/Bunker Mechanische Behandlung Biologische Behandlung Abgasreinigung Energienutzung Wie (un)sicher sind Abfallbehandlungsanlagen? Und was bleibt nach der Behandlung noch übrig? Nach der Verbrennung Nach der mechanischbiologischen Behandlung Zum Schluss noch ein kleiner Blick in die Zukunft Abkürzungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Rechtsvorschriften Quellenverzeichnis

3 Vorwort Im Freistaat Sachsen müssen auch in den nächsten Jahren, trotz aller sichtbaren und anerkennenswerten Bemühungen der Bevölkerung bei der Abfallvermeidung und Abfalltrennung, hunderttausende Tonnen von Abfällen aus Haushalten und Gewerbe umweltverträglich entsorgt werden. Das wird sowohl durch Verbrennung als auch mit mechanisch-biologischer Behandlung in hochmodernen Anlagen mit leistungsfähiger Abgasreinigung geschehen. Zwischen überzeugten Befürwortern und entschiedenen Gegnern für die eine oder andere Behandlungstechnik wird teilweise sehr kontrovers über Vor- und Nachteile, wie über Sinn oder Unsinn solcher Anlagen diskutiert. In solchen Diskussionen wird immer wieder deutlich: Es mangelt vielfach an ausreichenden und objektiven Informationen über diese rechtlich wie technisch komplizierte Materie. Dabei sind der Aufbau, die Technik und die Leistungsfähigkeit heutiger moderner Anlagen sehr beeindruckend. Diese Veröffentlichung soll einen Beitrag zur Versachlichung der Diskussion und zur besseren Information der Bevölkerung leisten. Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Kinze Präsident des Sächsischen Landesamtes für Umwelt und Geologie Abb. 2: Mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlage Dresden 3

4 1 Ein Blick zurück Abb. 3: Erste deutsche MVA in Hamburg Abb. 4: Eröffnung der MBA in Dresden Schon immer wollten die Menschen sich ihres Abfalls so schnell, einfach und preiswert wie möglich entledigen. Im finsteren Mittelalter sah das vielfach so aus: Abfall, Speisereste, der Inhalt der Nachttöpfe all dies wird auf direktem Wege einfach auf die Straße gekippt. Auch die Burgherren werfen ihre Abfälle einfach den Burghügel hinab. Als Folge dieser schlechten hygienischen Verhältnisse können sich Epidemien wie Cholera, Pest und Typhus ausbreiten. Der Zusammenhang zwischen einzelnen Krankheiten und den hygienischen Verhältnissen wird schließlich erkannt, und es kommt zu ersten Formen einer geregelten Abfallbeseitigung. So werden im 16. Jahrhundert in Paris und Amsterdam erstmals Abfallbehälter eingeführt. Im 18. Jahrhundert gibt es in Paris einen regelmäßigen Abfallabfuhrdienst, und die Abfallgruben werden mit Chlor desinfiziert. Aber schon bald treten neue Probleme auf. Die Abfallgruben wachsen immer weiter, wandern mehr und mehr in die Städte hinein und werden so zunehmend zu einer hygienischen Gefahr, ganz abgesehen von dem immer unerträglicher werdenden Gestank. Die Notwendigkeit, die Abfallmengen zu reduzieren und sie in eine Form zu überführen, die weitgehend geruchlos und unschädlich für die Gesundheit ist, wird immer deutlicher. Schließlich wird die Verbrennung von Abfall als die geeignetste Maßnahme angesehen. So gibt es 1876 in England die weltweit erste Verbrennungsanlage für Abfälle (Müllverbrennungsanlage, kurz MVA). Die erste deutsche MVA nahm 1894/95 in Hamburg ihren Betrieb auf (vgl. 3). Im Allgemeinen jedoch wurden die Abfälle weiterhin zu einem Großteil auf einer Vielzahl von kleineren und größeren Abfallhalden abgelagert. Waren im Jahre 1972 in Deutschland etwa 30 MVA in Betrieb, so stieg deren Zahl bis heute auf etwa 60 an. Weitere Anlagen sind geplant bzw. im Bau. Die erste MVA im Freistaat Sachsen wird voraussichtlich im Jahre 2003 in Lauta in Betrieb gehen. Alternativ zur Abfallverbrennung gab es in den 70er und 80er Jahren eine Reihe von Pilotprojekten, mit deren Hilfe damals noch unter einer anderen Bezeichnung versucht wurde, das Abfallproblem mittels mechanischer und biologischer Behandlungstechniken zu lösen. So kann die seit etwa Anfang der 70er Jahre in Deutschland praktizierte Ablagerung von Siedlungsabfällen auf sogenannten geordneten Deponien nach einer mechanischen Aufbereitung (im Wesentlichen Zerkleinerung) und anschließender ungesteuerter Rotte als erste und gleichzeitig einfachste Variante für eine mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlage, kurz MBA, angesehen werden. Zwischenzeitlich gibt es bundesweit knapp 30 solcher Anlagen. Der technische Standard solcher Anlagen reicht heute von einfachen offenen Anlagen ohne Abgasreinigung und Prozesssteuerung bis hin zu modernen und nahezu vollautomatisch arbeitenden Anlagen mit effektiver Abgasreinigung. Die erste MBA in Sachsen wurde am 15. Mai diesen Jahres in Dresden in Betrieb genommen (vgl. Abb. 2, 4). 4

5 2 Einführung 2.1 Ziele der Abfallbehandlung Unabhängig vom Verfahren sollen folgende Ziele der Abfallbehandlung erreicht werden: 1 Überführung der (noch) zu deponierenden Abfälle in eine Form, dass Schadstoffe durch natürliche Vorgänge nicht mehr freigesetzt werden können. Man spricht hier von einer weitgehenden Immobilisierung der Abfälle. 2 Reduzierung der Menge der (noch) zu deponierenden Abfälle durch weitgehende stoffliche und energetische Nutzung der anfallenden Abfälle. Anmerkung: Der Energiewert einer Tonne Siedlungsabfall entspricht immerhin etwa 200 kg Heizöl. Die energetische Nutzung des im Siedlungsabfall noch vorhandenen Energiepotenzials kann somit zur Einsparung fossiler Brennstoffe und damit auch zur Begrenzung des Ausstoßes von klimarelevantem Kohlendioxid (CO 2 ) beitragen. 3 Zerstörung der im Abfall vorhandenen organischen Schadstoffe und Aufkonzentrierung und Ausschleusung anorganischer Schadstoffe. Moderne Abfallbehandlungsanlagen werden somit zu echten Schadstoffsenken, d. h., dass weniger Schadstoffe die Anlage verlassen als im angelieferten Abfall enthalten sind. 2.2 Welche Abfälle eignen sich für eine energetische Nutzung? Siedlungsabfall (vgl. Abb. 5, in der Vergangenheit oft als Hausmüll und hausmüllähnlicher Gewerbeabfall bezeichnet), ist ein fester Brennstoff, der jedoch im Unterschied zu sogenannten Regelbrennstoffen wie Kohle oder Heizöl sehr heterogen zusammengesetzt ist. Es sind darin sehr viele unterschiedliche Stoffe in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten. Einige dieser Inhaltsstoffe sind gut, andere dagegen weniger gut oder gar nicht brennbar. Zu den gut brennbaren Stoffen gehören Papier, Pappe, Kunststoffe, Textilien, Leder, Gummi und Holz. Zu den nicht brennbaren Stoffen gehören Metallteile, Hausbrandasche, Steine, Glasscherben und Stäube. Abb. 5: Siedlungsabfall Wie andere Brennstoffe auch, setzt sich Siedlungsabfall aus den drei Hauptbestandteilen Wasser, Inertstoffen und Brennbares zusammen. Im Vergleich zu den meisten Regelbrennstoffen enthält Siedlungsabfall jedoch einen relativ hohen Anteil an Inertstoffen und Wasser. Unter Inertstoffen werden im Allgemeinen die mineralischen, d. h. vollständig unbrennbaren Komponenten wie Steine, Glas, Hausbrandasche oder Metalle zusammengefasst. 5

6 Heizwert [MJ/kg] Siedlungsabfall Heizwertreiche Frakion Braunkohle (Niederlausitz) Braunkohle (Rheinland) Fichtenholz (getrocknet) Leichtes Heizöl Erdgas Abb. 6: Heizwerte verschiedener Brennstoffe Für die Verbrennung von besonderer Bedeutung ist der Heizwert als Maß für den Energieinhalt der Abfälle (vgl. Abb. 6). Dieser liegt für Siedlungsabfall im Bereich zwischen 8 und 12 MJ/kg. Für eine selbstgängige Verbrennung ohne Einsatz von zusätzlichem Brennstoff sollte der Abfall einen Heizwert von mindestens 5 MJ/kg haben. Die in manchen MBA aus Siedlungsabfällen gewonnene heizwertreiche Fraktion oder das Trockenstabilat (vgl. Abb. 7; im Wesentlichen Papier, Kunststoffe, Textilien, und Holz) enthält dagegen nur noch einen geringen Anteil an Inertstoffen und Wasser. Daher ist deren Heizwert gegenüber unbehandeltem Siedlungsabfall deutlich höher und kann etwa 14 bis 18 MJ/kg betragen. Die brennbaren Bestandteile von Siedlungsabfall wie von anderen Brennstoffen aus organischen Verbindungen bestehen im Wesentlichen aus den Elementen Kohlenstoff, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff. Bei der Verbrennung (Oxidation) reagieren diese Elemente mit dem Sauerstoff der Luft. Als Reaktionsprodukte entstehen insbesondere CO 2,Wasserdampf (H 2 O), Schwefel- (SO x ) und Stickoxide (NO x ). Sofern weder im Abgas noch in den festen Rückständen brennbare Bestandteile zurückbleiben, spricht man von einer vollständigen Verbrennung. Um dies zu erreichen, werden die Abfälle mit Luftüberschuss verbrannt, d. h. es wird mehr Luft zugeführt, als für die Verbrennung theoretisch erforderlich ist. Trotzdem ist in der Realität eine vollständige Verbrennung aller brennbaren Bestandteile nicht zu erreichen. Darin liegt der Grund für die Bildung bestimmter organischer Schadstoffe im Verbrennungsgas, wie z. B. polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK). Aufgrund der bestehenden gesetzlichen Anforderungen müssen die bei der Abfallverbrennung entstehenden Gase mindestens 2 Sekunden lang einer Mindesttemperatur von 850 C ausgesetzt werden. Dadurch ist sichergestellt, dass in der sogenannten Nachbrennzone die organischen Schadstoffe im Verbrennungsgas weitgehend zerstört werden. Gummi, Verbunde, Textilien 25 % Kunststoffe 9 % Steine, Glas, Metall 2 % Abb. 7: Zusammensetzung von Trockenstabilat Organik, Holz, Pappe/Papier 64 % 6

7 2.3 Abfallrecht Zurzeit wird in Deutschland immer noch über die Hälfte der anfallenden Siedlungsabfälle einfach unbehandelt auf Deponien gekippt. Wir wissen heute, dass in einer Deponie keine Ruhe herrscht ganz im Gegenteil. Durch mikrobiologische Abbauprozesse der organischen Inhaltsstoffe der Abfälle bilden sich auch über Jahre hinweg ständig Schadstoffe, die entweder als Gas in die Atmosphäre oder als Sickerwasser in das Grundwasser gelangen können und so auf Jahre hinaus eine permanente Gefahr für die Umwelt darstellen. Um diese Gefahr so weit wie möglich auszuschließen, müssen die Abfälle durch entsprechende Vorbehandlung in eine Form überführt werden, die die organischen Bestandteile im Abfall und damit die Möglichkeit der Schadstofffreisetzung auf ein Minimum reduziert. Die Bundesregierung hat daher im Jahre 1993 eine Verwaltungsvorschrift zum Abfallgesetz (TA Siedlungsabfall, kurz TASi) erlassen, in der u. a. festgelegt wurde, dass spätestens ab dem 1. Juni 2005 keine Abfälle mehr ohne entsprechende Vorbehandlung deponiert werden dürfen (Abb. 8). Somit ist eine Deponierung nach dem 1. Juni 2005 nur dann noch zulässig, wenn bestimmte Zuordnungswerte ( TASi-Parameter ; vgl. Tab. 1) eingehalten werden. So muss beispielsweise der Massenanteil an organischem Kohlenstoff (TOC) im Abfall 3 % sein. Auch wenn die zuständige Behörde in begründeten Einzelfällen Ausnahmen von den Anforderungen der TASi zulassen kann, hat gerade dieser Wert in den letzten Jahren zu teilweise heftigen Diskussionen geführt, da er nach derzeitigem Kenntnisstand nur durch eine thermische Vorbehandlung eingehalten werden kann. Mit In-Kraft-Treten der Verordnung über die umweltverträgliche Ablagerung von Siedlungsabfällen (Abfallablagerungsverordnung) zum 1. März diesen Jahres ist künftig auch eine Deponierung von mechanisch-biologisch behandelten Abfällen über den hinaus möglich, sofern auch hier bestimmte Zuordnungswerte eingehalten werden, die jedoch z. T. weniger streng sind. Dies betrifft insbesondere den Wert für TOC, der auf 18 Masse% angehoben wurde. Auch wenn für Atmungsaktivität und Gasbildungsrate ergänzende Zuordnungswerte festgelegt wurden, wird von vielen Experten nach wie vor die Meinung vertreten, dass selbst bei Einhaltung dieser Zuordnungswerte die Ablagerung mechanisch-biologisch behandelter Abfälle gegenüber thermisch behandelten Abfällen sich langfristig nachteiliger für die Umwelt auswirkt. Der Freistaat Sachsen hatte im Bundesrat daher gegen eine solche Regelung gestimmt. Abb. 8: Keine Deponierung unbehandelter Abfälle! Tab. 1: Zuordnungskriterien für Deponien nach Anhang B TASi (Auszug) Zuordnungswerte Nr. Parameter Deponieklasse I Deponieklasse II 1 Festigkeit 1.01 Flügelscherfestigkeit 25 kn/m 2 25 kn/m Axiale Verformung 20 % 20 % 1.03 Einaxiale Druckfestigkeit 50 kn/m 2 50 kn/m 2 2 Organischer Anteil des Trockenrückstands der Originalsubstanz 2.01 bestimmt als Glühverlust 3 Masse% 5 Masse% 2.02 bestimmt als TOC 1 Masse% 3 Masse% 3 Extrahierbare lipophile Stoffe der Originalsubstanz 0,4 Masse% 0,8 Masse% 4 Eluatkriterien 4.01 ph-wert 5,5 13,0 5,5 13, Leitfähigkeit 10 ms/cm 50 ms/cm 4.03 TOC 20 mg/l 100 mg/l 4.17 Wasserlöslicher Anteil 3 Masse% 6 Masse% 7

8 3 Vom Antrag zur Genehmigung Vielzahl von Vorschriften und Interessenkonflikten Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) Dauer Ablauf und Einwendungsfristen Genehmigungsbescheid Von den ersten Planungen bis zur Inbetriebnahme einer MVA oder MBA liegt oftmals ein langer, teurer und steiniger Weg (vgl. Abb. 9). Für die zuständige Genehmigungsbehörde gilt es, neutral und sachkundig und innerhalb der gesetzlich vorgegebenen Fristen neben einer Vielzahl von Vorschriften aus unterschiedlichen Rechtsbereichen auch die einzelnen, teilweise gegensätzlichen Positionen der jeweiligen Interessenvertreter zu berücksichtigen. Die Genehmigung einer MVA wie MBA erfolgt auf der Grundlage des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG). Danach ist für Errichtung und Betrieb eine Genehmigung erforderlich. Genehmigungsverfahren für MVA sind grundsätzlich unter Beteiligung der Öffentlichkeit durchzuführen. Ferner ist eine Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) integraler Bestandteil des Genehmigungsverfahrens. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass die Auswirkungen des Vorhabens frühzeitig und umfassend ermittelt, beschrieben und bewertet werden. Dazu werden über einen Zeitraum von in der Regel einem Jahr unter Berücksichtigung der bereits vorhandenen Vorbelastungen die Auswirkungen der Errichtung und des Betriebs der Anlage auf Menschen, Flora und Fauna, Boden, Wasser, Klima und Landschaft sowie auf Kultur- und sonstige Sachgüter untersucht. Der voraussichtliche Untersuchungsrahmen wird in einem Scoping-Termin erörtert und anschließend durch die Genehmigungsbehörde verbindlich festgelegt. MBA mit einer Durchsatzleistung 50 t pro Tag werden seit 27. Juli 2001 mit Beteiligung der Öffentlichkeit genehmigt. MBA mit einer Durchsatzleistung von 10 t bis weniger als 50 t je Tag werden im sogenannten einfachen Genehmigungsverfahren, d. h. ohne Beteiligung der Öffentlichkeit, genehmigt. Im Einzelfall ist zu prüfen, ob eine UVP durchgeführt werden muss. Für den zeitlichen und formalen Ablauf des Genehmigungsverfahrens hat der Gesetzgeber klare Vorgaben gemacht. So hat die Genehmigungsbehörde bei Genehmigungsverfahren spätestens 3 Monate bei einfachen Verfahren bzw. 7 Monate bei Verfahren unter Beteiligung der Öffentlichkeit nach Eingang vollständiger Antragsunterlagen über den Antrag zu entscheiden. Die Behörde kann die genannten Fristen in begründeten Fällen um 3 Monate verlängern. Liegen vollständige Antragsunterlagen vor, versendet die Genehmigungsbehörde an alle Behörden, deren Aufgabenbereich durch das Vorhaben berührt ist, einen vollständigen Antrag mit der Bitte um Stellungnahme und beauftragt bei Bedarf externe Gutachter. Bei Verfahren unter Beteiligung der Öffentlichkeit folgt zeitgleich die öffentliche Bekanntmachung des Vorhabens im Amtsblatt sowie in örtlichen Tageszeitungen. Die vollständigen Antragsunterlagen werden 1 Monat zur Einsicht für jedermann ausgelegt. Bis 2 Wochen nach Ablauf der Auslegungsfrist können Einwendungen gegen das Vorhaben schriftlich erhoben werden. Im Erörterungstermin werden alle vorgebrachten Einwendungen mit dem Antragsteller und den Einwendern erörtert, jedoch noch nicht darüber entschieden. Nach einer abschließenden Prüfung aller vorliegenden Stellungnahmen beteiligter Behörden sowie des Ergebnisses des Erörterungstermins trifft die Genehmigungsbehörde ihre Entscheidung. Der Genehmigungsbescheid (oder der Ablehnungsbescheid) wird dem Antragsteller und den Einwendern zugestellt. Die Zustellung des Genehmigungsbescheids an die Einwender kann durch öffentliche Bekanntmachung ersetzt werden. In diesem Fall wird der vollständige Genehmigungsbescheid 2 Wochen öffentlich zur Einsicht ausgelegt. Sowohl Antragsteller als auch Einwender können Widerspruch gegen den Genehmigungsbescheid einlegen. Der Genehmigungsbescheid erlangt erst dann Rechtskraft, wenn über die eingelegten Widersprüche entschieden und vor den Verwaltungsgerichten kein Klageverfahren eingeleitet wurde. Sobald der Genehmigungsbescheid Rechtskraft erlangt hat bzw. unanfechtbar geworden ist, kann der Antragsteller mit der Errichtung der Anlage beginnen. 8

9 Genehmigungsverfahren mit Beteiligung der ffentl ichkeit Einfaches Genehmigungsverfahren Ein(Nach)reichung Antragsunterlagen Ein(Nach)reichung Antragsunterlagen nein Unterlagen vollst ndig? ja ja f fentliche Bekanntmachung Beh rd enbeteiligung (Einholen von Gutachten) nein Unterlagen vollst nd ig? ja Beh rd enbeteiligung (Einholen von Gutachten) Abb. 9: Schritte des immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahrens Auslegung der Antragsunterlagen Pr f ung und Entscheidung Durchf hrung des Er r terungstermins Zusendung Genehmigung an Antragsteller Abschlie ende Pr fung und Entscheidung ja Einspr che, Klagen? Zusendung Genehmigung an Antragsteller und Einwender Widerspruchs-bzw. Klageverfahren nein Abb. 10: MVA Hamburg ja Einspr c he, Klagen? Genehmigung oder Ablehnungsbescheid rechtskr ftig Widerspruchs-bzw. Klageverfahren nein Genehmigung oder Ablehnungsbescheid rechtskr f tig Wichtiger Hinweis: Bei einem immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahren sind im Gegensatz zu einem Planfeststellungsverfahren (z. B. bei Autobahnen oder Deponien) weder der Anlagenbedarf noch Standort- oder Verfahrensalternativen zu prüfen. Es ist allein zu prüfen, ob die Genehmigungsvoraussetzungen für das geplante Vorhaben vorliegen. Ist dies der Fall, hat der Antragsteller einen Rechtsanspruch auf Genehmigung! 9

10 4 Anforderungen an die Abgasreinigung 4.1 Verbrennungsanlagen Die ersten Abfallverbrennungsanlagen leiteten ihre Abgase praktisch ungefiltert in die Atmosphäre (vgl. Abb. 11). Rechtliche Anforderungen an die Abgasreinigung gab es nicht. Es war schon ein gewaltiger Fortschritt, dass Anfang der 70er Jahre alle in Deutschland betriebenen Anlagen zumindest über eine Entstaubungsanlage verfügten und etwa ein Drittel sogar mit zusätzlichen Abgasreinigungsstufen ausgestattet waren. Im Jahre 1976 ereignete sich in der oberitalienischen Stadt Seveso ein Störfall in einer chemischen Fabrik, in dessen Folge erhebliche Mengen an Dioxinen und Furanen freigesetzt wurden. Mit fortschreitender Entwicklung der Analytik organischer Schadstoffe wurden diese sogenannten Ultragifte auch in den Rauchgasen von Abfallverbrennungsanlagen nachgewiesen. Die Abgase solcher Anlagen gerieten schlagartig in den Blickpunkt der Öffentlichkeit. Als Folge davon setzte eine geradezu stürmische Entwicklung der Abgasreinigungstechnik ein. Die rechtlichen Anforderungen an die Begrenzung der Emissionen wurden kontinuierlich verschärft. Abb. 11: MVA-Schlot aus den 60er Jahren ohne Abgasreinigung Mit In-Kraft-Treten der 17. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (17. BImSchV) im Jahre 1990 galten für Abfallverbrennungsanlagen in Deutschland fortan die weltweit strengsten Emissionsgrenzwerte. Aufgrund der in den letzten Jahren erfolgten Fortschritte in der Abgasreinigungstechnik hat das Sächsische Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft (SMUL) den Genehmigungsbehörden in Sachsen empfohlen, bei der Genehmigung einer MVA Grenzwerte unter Beachtung eines fortschrittlichen Stands der Abgasreinigungstechnik festzulegen. Zum Vergleich (Tab. 2) sind die geltenden Grenzwerte für Zementwerke und Kohlekraftwerke als Tagesmittelwerte gegenüber gestellt. Bei Einhaltung dieser strengen Grenzwerte sind nach heutigem Erkenntnisstand keine Gefahren für die Gesundheit der in der Nachbarschaft solcher Anlagen lebenden Menschen zu befürchten. Diese Leistungsfähigkeit moderner Abgasreinigungstechnik soll an folgendem Beispiel veranschaulicht werden: Für Dioxine und Furane gilt nach der 17. BImSchV ein Emissionsgrenzwert von 0,1 ng/m 3. Das hat zur Folge, dass selbst eine große Anlage mit einer Verbrennungskapazität von jährlich etwa t Abfall in einem ganzen Jahr höchstens 0,1 g Dioxine und Furane emittiert. Würde man das über ein ganzes Jahr von einer solchen Anlage in die Luft abgegebene Abgas einem mit Sand voll beladenen Zug von 100 km Länge gleichsetzen, so entspräche die Menge an emittierten Dioxinen/Furanen gerade mal 1 winzigen kleinen Sandkorn! Tatsächlich werden von einer MVA noch deutlich weniger Dioxine und Furane in die Umwelt abgegeben, da der o. g. Grenzwert von vielen Anlagen um ein Mehrfaches unterschritten wird, was durch eine Vielzahl von Messungen regelmäßig dokumentiert wird. Tab. 2: Emissionsgrenzwerte bei der Verbrennung von Abfällen Schadstoff Zementwerk Kohlekraftwerk MVA MVA (13. BImSchV) (17. BImSchV) (Empfehlungen in Sachsen) [mg/m 3 ] [mg/m 3 ] [mg/m 3 ] [mg/m 3 ] Staub gesamt C gesamt 10 5 HCl NO x SO x Hg 0,03 0,01 0,02 Dioxine/Furane 0,1 ng/m 3 0,05 ng/m 3 10

11 Abb. 12: MBA Dresden 4.2 Mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlagen Bei den ersten MBA war eine spezielle Abgasreinigung nicht vorhanden. Mit In-Kraft-Treten der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) im Jahre 1986 änderte sich dies. Ab sofort galten für MBA zumindest die darin festgelegten allgemeinen Anforderungen zur Emissionsminderung, insbesondere für Staub und Gerüche. Trotzdem werden in Deutschland heute noch Anlagen ohne jegliche Abgasreinigung betrieben. Über diese allgemeinen Anforderungen der TA Luft hinaus gab es für MBA bislang, im Gegensatz zu MVA, keine weitergehenden Anforderungen an die Abgasreinigung. Da, wie wir heute wissen, im Abgas von MBA neben Geruchsstoffen auch eine ganze Reihe insbesondere organischer Schadstoffe enthalten sind und sich der Stand der Abgasreinigungstechnik auch bei MBA in den letzten Jahren deutlich fortentwickelt hat, hat das SMUL den Genehmigungsbehörden in Sachsen bereits 1999 empfohlen, bei der Genehmigung solcher Anlagen strenge Grenzwerte zu fordern, die sich an den Anforderungen für MVA orientieren. Diese Empfehlungen haben sicherlich mit dazu beigetragen, dass mit In-Kraft-Treten der 30. BImSchV zum 1. März 2001 nunmehr bundesweit entsprechend anspruchsvolle Anforderungen gelten (vgl. Tab. 3). Für (Alt)Anlagen, die am 1. März 2001 bereits in Betrieb waren, gelten diese Anforderungen ab dem 1. März Schadstoff TA-Luft Empfehlungen in Sachsen 30. BImSchV [mg/m 3 ] [mg/m 3 ] [mg/m 3 ] Staub gesamt *) C gesamt *) N 2 O g/t Abfall Gerüche GE/m 3**) Dioxine/Furane - 0,1 ng/m 3 0,1 ng/m 3 Tab. 3: Emissionsgrenzwerte bei der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung *) Tagesmittelwert, **) GE = Geruchseinheit 11

12 5 Wie ist eine Verbrennungsanlage für Abfälle aus Haushalten aufgebaut? Abb. 13: Einfüllbereich und Brennkammer In Abb. 14 ist schematisch der Aufbau einer MVA dargestellt. Auf die einzelnen Anlagenteile und deren jeweilige Funktion wird anschließend im Detail noch näher eingegangen. 5.1 Anlieferbereich Die Anlieferung der Abfälle erfolgt entweder per Bahn oder per LKW (vgl. Abb. 22 auf Seite 17). Auch hier gilt das Motto: Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser. Deshalb wird schon im Einfahrtsbereich der Anlage jede Anlieferung gewogen und die Abfallart und Herkunft überprüft. Wertstoffe, Bioabfälle oder bestimmte Problemstoffe haben in der Anlage nichts zu suchen und werden im Regelfall zurückgewiesen. Ist dies alles abgewickelt, rutscht der Abfall über eine Luke in den Bunker. 5.2 Zwischenlagerung/Bunker Im Bunker werden die angelieferten Abfälle zunächst gesammelt. Mit einer Kapazität von bis zu einigen tausend Tonnen ist der Bunker in der Lage, sowohl schwankende Anlieferungsmengen als auch Stillstandszeiten an der Anlage bei Störungen oder Wartungen zu überbrücken. Hoch über dem Bunker regiert der Kranführer und bedient von dort aus einen riesigen Greifer. Da die Anlage Tag und Nacht läuft, ist auch die Kabine des Kranführers rund um die Uhr besetzt. Der Kranführer (Abb. 15) sorgt sozusagen dafür, dass das Feuer im Ofen nicht ausgeht. Dabei muss er ein sicheres Gespür für die richtige Mischung des Brennstoffs entwickeln. Das heißt, er mischt bereits im Bunker die Abfälle zu einem möglichst homogenen Brennstoff (Abb.13). Dies ist wichtig, damit im Ofen eine gleichmäßige Verbrennung bei hohem Heizwert erzielt werden kann und andererseits möglichst wenig Schadstoffe entstehen. Der Kranführer ist aber auch für die Sicherheit im Bunker verantwortlich. Sensoren und Feuermelder lösen im Brandfall sofort Alarm aus. Der Kranführer kann dann Schaumkanonen aktivieren, die innerhalb weniger Minuten jeden Brandherd im Keim ersticken. Darüber hinaus sind im Bunker Kameras installiert, so dass der Kranführer auf seinem Monitor jederzeit auch den letzten Winkel im Bunker überwachen kann. Im Bunker herrscht ferner ein ständiger Unterdruck, damit keine übel riechenden und staubbeladenen Abgase nach außen und damit möglicherweise auch in benachbarte Wohngebiete gelangen können. Die abgesaugte Bunkerluft versorgt nebenbei den Ofen bzw. Verbrennungsraum mit der nötigen Menge an Verbrennungsluft, doch dazu gleich mehr. Legende Mülldurchsatzleistung = max. 11,0 Mg/h Müllheizwert (Auslegung) = kj/kg Bruttowärmeleistung max. = 84,0 GJ/h Dampfleistung = 24,8 Mg/h Kesselgenehmigungsdruck = 54 bar Druck am Überhitzer = 40 bar Heißdampftemperatur = 400 C Speisewassertemperatur = 130 C 1 Entladehalle 2 Müllbunker 3 Müllgreiferkran 4 Beschicktrichter 5 Beschickung 6 MARTIN RÜCKSCHUB-ROST 7 MARTIN-Nassentschlacker 8 Unterwindgebläse 9 Dampfluvo 10 Unterwindleitungen 11 Bunkerluftabsaugung 12 Sekundärluft-Ventilator 13 Sekundärluft-Leitungen 14 Kranführerkabine 15 Sperrmüll-Brecher 16 Sperrmüll-Greiferkrananlage 17 Schlacken-Bunker 18 Schlacken-Kran 19 Klärschlamm-Anlieferbehälter 20 Klärschlamm-Stapelbehälter 21 Klärschlamm-Transportleitungen 22 Klärschlamm-Aufstreuapparat 23 Müll-Strahlungskessel 24 TA-Luft-Brenner rechts und links 25 Flammenwächter 26 SNCR- System MARTIN 27 Überhitzer 28 Verdampfer 29 Economiser 30 Flugasche-Transporteinrichtung 31 Niederspannungsraum für Müllteil 32 Sprühabsorber 33 Abgaskanal 34 Gewerbefilter 35 Schalldämpfer 36 Saugzug-Gebläse 37 Venturi-Wäscher 38 Radialstrom-Wäscher 39 Nass-Elektrofilter 40 Reingaswiederaufheizung 41 Analysenraum (Emissionsmessung) 42 Stahlschornstein-Anlage 43 Rückstandssilo 44 Staub Vakuum-Stripper incl. Rückstands- Pelletierung 45 Big-Bag-Absackung 46 Flugstaub-Transporteinrichtung 47 Pneumatischer Rückstandstransport 48 Kalksilo Abb. 15: Arbeitsplatz des Kranführers im Bunker 49 Kalkdosierung 50 Kalkanmischstation 51 Kompressor-Anlage 52 Pumpen-Waschwasser 53 NaOH-Behälter 54 Waschwasser-Zwischenbehälter 55 Ammoniak-Vorratstank 56 O 2 Tank- und Verdampferanlagen 57 O 2 Zufuhr Zone IR-Kamera 59 Rezi-Ventilator mit Leitungen Abb. 14: Aufbau einer MVA; Beispiel: Müllheizkraftwerk Coburg 12 13

13 Abb. 16: Innenansicht eines Rückschubrostes 5.3 Verbrennungsrost, Dampferzeugung und Schlackeaustrag Durch einen Fallschacht mit anschließender hydraulischer Dosiereinrichtung gelangen die Abfälle zum Herz des Ofens, dem Verbrennungsrost. Es gibt davon die unterschiedlichsten Varianten, wobei sich in der Praxis Walzenrost, Vorschubrost und Rückschubrost (vgl. Abb. 16) durchgesetzt haben. Durch die konstruktive Gestaltung des Verbrennungsrostes sowie durch die Bewegung der einzelnen Roststäbe bzw. Rostwalzen wird der eingebrachte Abfall intensiv umgewälzt und durchmischt, gleichmäßig und ausreichend von unten mit der für die Verbrennung erforderlichen Luft (Primärluft) versorgt und bis zum Austragssystem für die Schlacke weitertransportiert (vgl. Abb. 17). Mit Hilfe einer über dem Rost angebrachten Infrarotkamera kann die Temperaturverteilung auf der Brenngutoberfläche ständig kontrolliert und die Luftzufuhr gezielt gesteuert werden. Der über dem Rost sich anschließende Feuerraum des Dampferzeugers bildet die Brenn- oder Reaktionskammer für den weiteren Ausbrand der entstandenen Verbrennungsgase. Hier wird zur Sicherstellung einer möglichst vollständigen Verbrennung weitere Verbrennungsluft (Sekundärluft) und ggf. zurückgeführtes Abgas gezielt eingeblasen. Große Anlagen verfügen über mehrere parallel arbeitende Verfahrenslinien mit jeweils eigenem Verbrennungsrost, Dampferzeuger und eigener Abgasreinigung, so dass auch bei Ausfall einer Linie die Anlage auf den anderen Linien weiter betrieben werden kann. Abb. 17: Querschnitt eines Verbrennungsrostes Entschlacker Entsprechend den gesetzlichen Anforderungen muss bei sämtlichen Betriebszuständen nach der letzten Verbrennungsluftzufuhr für mindestens 2 Sekunden eine Mindesttemperatur von 850 C aufrechterhalten werden, damit die organischen Schadstoffe sicher zerstört werden. Deshalb sind im Feuerraum mit Erdgas oder Heizöl betriebene Zusatzbrenner eingebaut, um z. B. auch beim An- und Abfahren der Anlage die Einhaltung dieser Mindesttemperatur sicherzustellen. An den Feuerraum schließt sich der Strahlungsraum des Dampfkessels an. Durch geschickt angeordnete Fangrinnen wird hier bereits ein Großteil der bei der Verbrennung entstehenden Flugasche bzw. Kesselstäube abgeschieden. Hier geben auch die Rauchgase ihre Wärme an die einzelnen Rohrbündel der Wärmeübertrager ab. Im Wärmeübertrager wird Wasser in Dampf umgewandelt. Dieser Dampf kann mittels einer Dampfturbine zur Stromerzeugung, Dampf- und Fernwärmeversorgung verwendet werden. Der nicht brennbare Anteil des Abfalls fällt in Form von heißer Schlacke am Ende des Verbrennungsrostes an und wird in den meisten Fällen in das Wasserbad eines sog. Entschlackers gefördert, dort abgekühlt und mit Hilfe einer hydraulischen Austragseinrichtung bis zum Abtransport zwischengelagert oder ggf. weiter aufbereitet. 14

14 5.4 Abgasreinigung Jede Verfahrenslinie hat eine eigene Abgasreinigungsanlage, deren Aufgabe es ist, die in den Abgasen (ca m 3 pro t Abfall) enthaltenen organischen und anorganischen Schadstoffe so weit wie möglich zu entfernen. Für eine effektive Entfernung der einzelnen Schadstoffe werden verschiedene Techniken eingesetzt, die im Folgenden näher beschrieben werden. Entfernung staubförmiger Schadstoffe In der Praxis werden hierfür vor allem zwei Techniken eingesetzt. Im Elektrofilter (vgl. Abb. 18) werden die Staubteilchen zunächst durch die Sprühelektroden negativ aufgeladen und dann von den positiv geladenen Niederschlagselektroden angezogen und dort abgeschieden. Die abgeschiedene Staubschicht wird periodisch abgeklopft und am Gehäuseboden abgezogen. Abb. 18: Funktionsprinzip eines Elektrofilters Der Gewebefilter (vgl. Abb. 19) dagegen funktioniert nach dem bekannten Staubsaugerprinzip, d. h. die im Abgas enthaltenen Staubteilchen werden an einem feinporigen Filtergewebe bzw. der darauf bereits aufgebauten Staubschicht ( Filterkuchen ) abgeschieden. Ein solches Gewebefilter hat meist die Form einer Tasche oder eines Schlauchs. Größere Filtergehäuse bestehen aus mehreren Kammern mit jeweils mehreren einzelnen Filtereinheiten. Der abgeschiedene Staub wird periodisch z. B. mit Druckluftstößen vom Filtergewebe abgelöst und am Gehäuseboden abgezogen. Entfernung gasförmiger Schadstoffe Zur Entfernung gasförmiger Schadstoffe, insbesondere von Chlorwasserstoff (HCl), Flourwasserstoff (HF) und Schwefeldioxid (SO 2 ), kommen mehrere Verfahren zum Einsatz. Beim nassen Verfahren werden die noch heißen Abgase zunächst in einem Wärmeaustauscher abgekühlt. Im anschließenden Wäscher (vgl. Abb. 20) werden dann die Schadstoffe durch die eingedüste Waschlösung ausgewaschen. Beim sauren Wäscher werden insbesondere HCl und HF mit Hilfe von Wasser, beim neutralen Wäscher im Wesentlichen SO 2 mit Hilfe von Kalkmilch (Ca(OH) 2 -Lösung) ausgewaschen. Abb. 19: Blick in einen Gewebefilter mit einzelnen Filterschläuchen Beim quasi-trockenen Verfahren wird in einem Sprühturm sogenanntes Absorptionsmittel (z. B. Kalkmilch) in das noch heiße Abgas eingedüst. Die Flüssigkeit verdampft dabei, und die zu Salzen reagierten Schadstoffe werden an einem Gewebefilter abgeschieden. Das trockene Verfahren unterscheidet sich vom quasi-trockenen Verfahren lediglich dadurch, dass das Absorptionsmittel, z. B. Kalk, pulverförmig in den Abgasstrom eingeblasen wird. Eine Reihe gasförmiger organischer Schadstoffe wie Dioxine und Furane sowie leichtflüchtige Schwermetalle wie Quecksilber, können durch Bindung an Aktivkohle oder Herdofenkoks (HOK) abgeschieden werden. Dieser Vorgang wird Adsorption genannt. Im Gegensatz zur Absorption, bei der die Schadstoffe durch eine chemische Reaktion mit dem Absorptionsmittel zu einem Salz reagieren, wird bei der Adsorption der Schadstoff durch physikalische Mechanismen an einer feinporigen Oberfläche abgeschieden. 15

15 Die Adsorption wird heute vielfach mit einem trockenen bzw. quasitrockenen Verfahren kombiniert, in dem man dem Adsorptionsmittel Aktivkohle oder HOK beimischt und dann gemeinsam in den Abgasstrom eindüst. Eine andere Variante ist, dass der Rauchgasstrom in einem separaten Anlagenteil durch eine feste Schüttung aus Aktivkohle oder HOK geleitet wird. Ist ein solcher Anlagenteil letzte Einheit der Abgasreinigungsanlage, spricht man bisweilen auch von Polizeifilter. Abb. 20: Aufbau und Funktionsweise eines Wäschers Abb. 21: Funktionsweise einer SNCR-Anlage Für die Abscheidung von Dioxinen und Furanen kommen daneben auch spezielle Keramik-Katalysatoren zum Einsatz, in denen diese Schadstoffe zu Kohlendioxid (CO 2 ) und Wasser (H 2 O) zerlegt werden. In neueren Entwicklungen versucht man, mehrere bislang separate Filtereinheiten in einer Filtereinheit zu kombinieren, so z. B. die direkte Beschichtung von Gewebe- bzw. Keramikfiltern mit einer Schicht aus Kalk und Aktivkohle bzw. mit bestimmten Katalysatormaterialien. Zur Reduzierung der Emission von Stickoxiden (NO x ) werden sowohl primäre als auch sekundäre Maßnahmen ergriffen. Primäre Maßnahmen sind solche, die bereits im Feuerraum die Bildung von NO x verhindern, insbesondere: 1. gestufte Verbrennung, also die Aufteilung der Verbrennungsluft in Primär- und Sekundärluft (vgl. Kap. 5.3), 2. Begrenzung der Verbrennungstemperatur, um die Bildung von NO x aus dem Stickstoff der Verbrennungsluft zu verhindern, 3. Abgasrückführung (Rezirkulation). Durch sekundäre Maßnahmen soll das bereits gebildete NO x zerstört werden. Beim katalytischen Verfahren (SCR: selektive katalytische Reduktion) wird nach dem Dampferzeuger Ammoniak (NH 3 ) als Reduktionsmittel in den Abgasstrom eingedüst. In Gegenwart eines Katalysators bei Temperaturen zwischen 150 und 400 C erfolgt die Umwandlung in elementaren Stickstoff und Wasser. Beim nicht-katalytischen Verfahren (SNCR: selektive nicht-katalytische Reduktion; vgl. Abb. 21) wird NH 3 dagegen direkt in den Feuerraum eingedüst und das NO x bei Temperaturen von etwa C umgewandelt. 5.5 Energienutzung Der Heizwert von Siedlungsabfall entspricht in etwa dem von energiearmer Braunkohle (vgl. Abb. 6). Dank dieses Energieinhalts wird Siedlungsabfall zu einem Brennstoff. Die bei der Verbrennung entstehenden heißen Rauchgase werden zur Wärmeübertragung in einen Dampferzeuger geleitet. Der entstehende Dampf gelangt über eine Hochdruck- Dampfleitung dann in eine Turbine, die mit einem Generator gekoppelt zur Stromerzeugung dient. Zusätzlich kann Wärme in ein Fernwärmenetz eingespeist werden, was den Wirkungsgrad einer Anlage deutlich erhöht. Durch die energetische Nutzung von Siedlungsabfällen können fossile Brennstoffe eingespart werden. Auf diese Weise gelangt weniger klimarelevantes CO 2 in die Atmosphäre. Bei einer Anlage mit einer Verbrennungskapazität von ca t Siedlungsabfall im Jahr und einer Nutzung des erzeugten Dampfes in Form von Fernwärme und Strom (Kraft- Wärme-Kopplung) sind das immerhin etwa t weniger CO 2 pro Jahr. 16

16 6 Wie ist eine mechanischbiologische Abfallbehandlungsanlage aufgebaut? In Abb. 22 ist der Aufbau einer MBA dargestellt. Auf die einzelnen Anlagenteile und deren jeweilige Funktion wird anschließend im Detail noch näher eingegangen. 6.1 Anlieferbereich In diesem Anlagenteil unterscheiden sich MBA und MVA (vgl. Kap. 5.1, Abb. 22) noch nicht wesentlich. 6.2 Zwischenlagerung/Bunker Da für MBA der Bau eines Bunkers nicht wie bei MVA gesetzlich vorgeschrieben ist, gibt es für die Zwischenlagerung des angelieferten Abfalls unterschiedliche Varianten, angefangen von der Zwischenlagerung im Freien, z. B. im Bereich von Deponien, in Hallen ohne und mit Luftabsaugung bis hin zu Bunkern. Darüber hinaus gibt es Anlagen, in denen nach Angaben des Herstellers der angelieferte Abfall anlieferungsgenau ( just-intime ) verarbeitet wird und eine Einrichtung zur Zwischenlagerung somit nicht erforderlich ist. Die 30. BImSchV fordert für MBA, dass angelieferte Abfälle bis zu deren Verarbeitung in geschlossenen Räumen zwischenlagert werden und die aus diesen Räumen abgesaugte Luft einer Abgasreinigungseinrichtung zugeführt wird. Abb. 22: Anlieferbereich Abb. 23: Aufbau einer MBA 17

17 Abb. 27: Rottehalle der MBA Dresden mit einzelnen Rotteboxen und Ein- und Austragesystem Abb. 24: Blick in eine Halle zur mechanischen Behandlung 6.3 Mechanische Behandlung Ziel der mechanischen Behandlung der Abfälle ist es im Wesentlichen, grobe Stör- bzw. Schadstoffe auszusortieren, Wertstoffe wie Eisenmetalle, Nichteisenmetalle (z. B. Aluminium) und mineralische Fraktionen (z. B. Glas) zurück zu gewinnen und dem Wirtschaftskreislauf wieder als Rohstoff zuzuführen sowie den Abfall für die anschließende biologische Behandlungsstufe entsprechend zu zerkleinern und zu homogenisieren. Die Bandbreite der eingesetzten anaeroben Verfahren reicht von der einfachen offenen Rotte ( low-level - Anlage; vgl. Abb. 26) ohne Abgasreinigung und Prozesssteuerung bis hin zu vollständig gekapselten Systemen (vgl. Abb. 27) mit vollautomatischer Beschickung, Prozesssteuerung (Temperatur, Sauerstoff, ph-wert) und Abgasbehandlung. Hinsichtlich der mit dem biologischen Behandlungsschritt verfolgten Zielstellung kann man die verschiedenen MBA-Konzepte in etwa wie folgt grob einteilen: Abb. 28: Zu Pellets gepresstes Trockenstabilat Abb. 25: Funktionsprinzip eines Magnetabscheiders Abb. 26: Beispiel für eine low-level -Anlage In modernen Anlagen laufen die einzelnen Behandlungsschritte nahezu vollautomatisch ab (vgl. Abb. 24). Lediglich die Aussortierung von groben Stör- bzw. Schadstoffen, wie z. B. Batterien geschieht teilweise noch von Hand. Für die Abscheidung von Eisenmetallen werden Magnetabscheider (vgl. Abb. 25), für die Abscheidung von Nichteisenmetallen Wirbelstromabscheider eingesetzt. In einigen modernen Anlagen wird ferner mittels der Behandlungsschritte Siebung (Siebrückstand bzw. Grobfraktion) und Dichtesortierung (Leichtfraktion) eine heizwertreiche Fraktion (vgl. Kap. 3.1) gewonnen, die anschließend energetisch bzw. stofflich (Methanolgewinnung) genutzt werden kann. Dieser Behandlungsschritt kann sowohl vor als auch nach der biologischen Behandlung erfolgen. 6.4 Biologische Behandlung Bei der biologischen Behandlung werden mit Hilfe von Mikroorganismen die (biologisch abbaubaren) organischen Stoffe zersetzt. Dies geschieht bei Temperaturen von etwa C, wodurch das im Abfall vorhandene Wasser (immerhin bis zu 30 Gewichts%) und damit die Masse des Abfalls deutlich reduziert werden. Man spricht in diesem Zusammenhang auch vom sogenannten Rotteverlust. Durch die biologische Behandlung werden die Abfälle für die nachfolgenden Entsorgungswege stabilisiert. Bei den meisten heute betriebenen Anlagen wird eine aerobe Behandlung (Rotte unter Zufuhr von Luftsauerstoff) durchgeführt. Daneben gibt es auch noch anaerobe Verfahren (Vergärung unter Luftabschluss), die derzeit eher bei der Behandlung von separat gesammelten Bioabfällen eine Rolle spielen. 1. Langzeitrotteverfahren (mehrere Monate) als Vorbehandlung vor der Deponierung. Hier geht es im Wesentlichen um einen weitgehenden Abbau organischer Inhaltsstoffe und damit einer möglichst geringen biologischen Restaktivität (Stabilisierung) des behandelten Materials. 2. Anlagen, in denen biologisch nicht bzw. nicht sinnvoll behandelbare Abfallanteile (heizwertreiche Fraktion) zumeist vor der biologischen Behandlung zum Zwecke einer anschließenden thermischen Nutzung abgetrennt werden. Die biologisch stabilisierten Abfälle werden dann deponiert. 3. Anlagen mit Abtrennung einer mineralischen Fraktion nach der biologischen Behandlung mit dem vorrangigen Ziel einer weitgehenden Entfernung des im Abfall enthaltenen Wassers in möglichst kurzer Zeit (ca. 1 Woche). Man spricht hier auch von biologischer Trocknung bzw. Trockenstabilat als heizwertreicher Fraktion. Der weitgehende Abbau organischer Inhaltsstoffe spielt hier eine untergeordnete Rolle, da eine anschließende Deponierung nicht vorgesehen ist. Die MBA Dresden arbeitet nach diesem Prinzip. Das zu Pellets gepresste Trockenstabilat (vgl. Abb. 28) wird in den Vergasungsanlagen des Sekundärrohstoffverwertungszentrums (SVZ) Schwarze Pumpe in Synthesegas umgewandelt und dieses zu Methanol verwertet. Anmerkung: Neuerdings gibt es auch Anlagenkonzeptionen, bei denen die Trocknung des Abfalls nicht biologisch, sondern thermisch erfolgt. Hierbei wird das zu trocknende Material in einer beheizten Trommel bei Temperaturen zwischen 250 und 400 C etwa 30 Minuten lang getrocknet. Im Raum Chemnitz soll eine solche Anlage errichtet werden. Langzeitrotteverfahren Abtrennung nicht biologisch behandelbarer Anteile Abtrennung einer mineralischen Fraktion 18 19

18 Abb. 29: Aufbau einer thermisch-regenerativen Abgasreinigung 6.5 Abgasreinigung Im Gegensatz zu einer MVA treten bei einer MBA im Abgas prozessbedingt im Wesentlichen Staub, Keime, Gerüche und sonstige gasförmige organische Stoffe (z. B. Lösemittel) auf. Daher ist für die Abgasreinigung einer MBA natürlich auch nicht ein so hoher Aufwand wie für eine MVA erforderlich. Abb. 30: Vereinfachtes Funktionsprinzip eines Biofilters Rohgas Reingas Filtermaterial Abb. 31: Moderner Biofilter einer Abfallbehandlungsanlage Entfernung staubförmiger Schadstoffe Staubförmige Emissionen treten insbesondere bei der mechanischen Behandlung der Abfälle auf. Zur Abgasreinigung kommen vorrangig Gewebefilter zum Einsatz, die eine besonders effektive Staubabscheidung gewährleisten. Neben Staub werden in diesem Anlagenteil in geringem Maße auch Gerüche und Keime freigesetzt. Da Keime jedoch überwiegend an Staub angelagert sind, werden diese von den Gewebefiltern ebenfalls wirksam zurückgehalten. Entfernung gasförmiger Schadstoffe Bei der Abluftreinigung der biologischen Behandlungsstufe stand bislang die Reduzierung von Geruchsemissionen im Vordergrund. Hierzu werden schon seit Jahren vorrangig sogenannte Biofilter (vgl. Abb. 30) eingesetzt. In diesen wird die zu behandelnde Abluft durch eine Schüttung aus biologischem Material (z. B. Kompost, Torf oder Rinde) geführt und die Geruchsstoffe werden durch Mikroorganismen biologisch abgebaut. Bei den eingesetzten Biofiltern reicht das Spektrum von der einfachen offenen Schüttung bis hin zum vollständig eingehausten und prozessgesteuerten System (vgl. Abb. 31). Mit den derzeit eingesetzten Biofiltersystemen können die Anforderungen der 30. BImSchV, insbesondere was die Begrenzung der Emissionen an Gesamtkohlenstoff anbelangt, nicht erfüllt werden. Um vor diesem Hintergrund die Leistungsfähigkeit von Biofiltersystem im erforderlichen Maße zu erhöhen, müssen diese mit weiteren Abgasreinigungskomponenten (Wäschern, Adsorbern usw.) kombiniert werden. Bei der thermisch-regenerativen Abgasreinigung (vgl. Abb. 29) werden die im Abgas enthaltenen organischen Schadstoffe (auch Geruchsstoffe und Keime) in einer Brennkammer bei einer Temperatur von etwa 850 C nahezu vollständig zu CO 2 und Wasserdampf oxidiert. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird in Wärmetauschern, die aus keramischem Material bestehen, weitgehend zurückgewonnen, so dass für den Betrieb der Anlage nur noch wenig zusätzlicher Brennstoff benötigt wird. Bei der MBA Dresden wurde eine solche Abgasreinigungsanlage (vgl. Abb. 32/33) eingebaut. 20

19 Abb. 32/33: Abgasreinigungsanlage der MBA Dresden Wird eine solche Anlage im Bereich einer Deponie betrieben, kann hierfür das anfallende Deponiegas verwendet werden. Eine andere Möglichkeit, auf den Einsatz fossiler Energieträger als Zusatzbrennstoff zu verzichten, besteht darin, dass eine Abfallvergärung zur Erzeugung von Biogas als Teil der MBA vorgesehen wird. Außer den genannten und in der Praxis bereits erfolgreich eingesetzten Verfahren zur Abgasreinigung sind weitere Techniken für den Einsatz in MBA in der Erprobung, wobei insbesondere chemische Wäscher, in denen oxidativ wirkende Chemikalien zugesetzt werden, Aktivkohlefilter und Plasmaverfahren, bei denen Schadstoffe einem starken elektrischen Feld ausgesetzt werden, zu nennen sind. 6.6 Energienutzung Eine Nutzung der im Abfall enthaltenen Energie findet in der MBA selbst nicht statt. Bei Anlagen, in denen eine heizwertreiche Fraktion ausgeschleust wird, erfolgt die Energienutzung erst mit deren Einsatz in einem Kraftwerk, einer Industrieanlage oder MVA. Man bezeichnet die heizwertreiche Fraktion deshalb auch als Ersatz- bzw. Sekundärbrennstoff oder BRAM (Brennstoff aus Müll). Ein interessantes wie innovatives Verfahren zugleich ist zweifellos die Vergasung. So wird in den Vergasungsanlagen des SVZ Schwarze Pumpe sowohl die heizwertreiche Fraktion BRAM als auch das Trockenstabilat zu Synthesegas umgewandelt. In einem weiteren Verfahren wird aus dem Synthesegas Methanol gewonnen. Darüber hinaus werden elektrische Energie und Gips erzeugt. Als Rückstände verbleiben geringe Schlackemengen und Abwasser. Durch den gegenüber unbehandeltem Siedlungsabfall deutlich höheren Heizwert (vgl. Abb. 6) kann bei der Verbrennung von heizwertreicher Fraktion ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden, wobei jedoch der für die Herstellung der heizwertreichen Fraktion in der MBA erforderliche Energieaufwand zu berücksichtigen ist. Derzeit wird daran gearbeitet, für BRAM bestimmte Qualitätsanforderungen in einem entsprechenden RAL- Gütezeichen festzulegen. 21

20 7 Wie (un)sicher sind Abfallbehandlungsanlagen? Keine technische Anlage ist so sicher, dass nicht auch mal etwas Unvorhergesehenes passieren kann. Das gilt natürlich auch für Abfallbehandlungsanlagen. Ein ganz wichtiger Bereich bei der Planung, Errichtung und dem Betrieb von Abfallbehandlungsanlagen ist daher, Betriebsstörungen jeglicher Art so weit wie möglich zu vermeiden bzw. schnell und sicher zu erkennen und zu beherrschen. Dazu werden sämtliche sicherheitsrelevante Anlagenteile mit Schutz- und Sicherheitseinrichtungen ausgestattet, die von einem rund um die Uhr besetzten Leitstand (Abb. 34) aus überwacht werden. Daneben wird die gesamte Anlage in hermetisch voneinander abgetrennte einzelne Brandabschnitte eingeteilt, um im Brandfall zu vermeiden, dass sich ein Brand auf andere Anlagenbereiche ausbreiten kann. Aufgrund der bei der Verbrennung und anschließenden Dampferzeugung entstehenden Temperaturen und Drücke gelten für eine MVA gegenüber einer MBA eine ganze Reihe zusätzlicher Sicherheitsanforderungen. So werden z. B. neben den Dampferzeugern auch alle dampfführenden Leitungen vor der Inbetriebnahme einem umfangreichen Sicherheitscheck (Dichtheit, Qualität Schweißnähte usw.) durch einen externen und unabhängigen Sachverständigen unterzogen. Erst wenn der im wahrsten Sinne des Wortes Brief und Siegel gegeben hat, dass die Anlage keine Sicherheitsmängel aufweist, darf die Anlage betrieben werden. Diese Prüfungen müssen regelmäßig wiederholt werden. Aus einer Vielzahl von Untersuchungen und umfangreichen Erfahrungen aus der Praxis ist bekannt, dass mit Betriebsstörungen, welche möglicherweise auch Auswirkungen auf die Nachbarschaft der Anlage haben könnten, am ehesten noch im Bereich des Abfallbunkers zu rechnen ist. Mögliches Szenario wäre dort z. B. der Ausbruch eines Brands. Darum gelten gerade für diesen Anlagenteil besonders hohe Sicherheitsanforderungen (Ausführungen zum Anlagenteil Bunker in Kap. 5.2). Sollten trotz aller getroffenen Sicherheitsvorkehrungen Anhaltspunkte für mögliche Lücken oder Mängel im Sicherheitssystem einer Anlage bestehen, kann die zuständige Behörde jederzeit auf Kosten des Betreibers anordnen, dass die Anlage von einem unabhängigen externen Sachverständigen sozusagen auf Herz und Nieren geprüft wird. Die Anlage darf dann im Regelfall erst wieder in Betrieb genommen werden, wenn die vom Sachverständigen gefundenen Mängel behoben sind. Dank dieses hohen Sicherheitsstandards moderner Anlagen ist der Eintritt von Ereignissen, durch die Leben oder Gesundheit von Beschäftigten, Anwohnern oder die Umwelt geschädigt würden, heutzutage sehr unwahrscheinlich. Dass dies auch tatsächlich so ist, wird durch die Tatsache unterstrichen, dass in den letzten Jahren an keiner Anlage in Deutschland ein solches Ereignis eingetreten ist angesichts der Komplexität dieser Anlagen eine durchaus beachtliche Bilanz. Abb. 34: Leitstand einer Abfallbehandlungsanlage 22

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