Förderung einer emissionsarmen Rotteprozessgestaltung durch Nutzung von Feldmess- und Diagnosemethoden

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1 durch Nutzung von Feldmess- und Diagnosemethoden 1. Einführung Zielstellung Durchführung und Ergebnisse der Untersuchungen Datenauswertung und Schlussfolgerungen Fazit Einführung Das Umweltbundesamt hat im Jahr 2006 die Ingenieurgesellschaft für Wissenstransfer GmbH (gewitra) Troisdorf beauftragt, ein Gutachten zum Thema Ermittlung der Emissionssituation bei der Verwertung von Bioabfällen (UFOPLAN 2006, FKZ: ) zu erstellen. In einem Folgegutachten zum Thema Ermittlung der Emissionssituation bei der Vergärung von Bioabfällen und Ermittlung der Emissionssituation bei der Verwertung von Bioabfällen in offenen Kompostierungsanlagen (UFOPLAN 2009, FKZ: ) wurden durch die Ingenieurgesellschaft für Wissenstransfer GmbH Troisdorf ergänzende Bewertungen vorgenommen. Die Ergebnisse dieser beiden Gutachten kennzeichnen den aktuellen Stand der Klimagasemissionen bei der Bioabfallbehandlung. Die Gutachter leiten aus ihren Untersuchungen zu Klimagasemissionen bei der Bioabfallbehandlung folgende Empfehlung ab (nach Clemens, Cuhls, Mähl, 2011): Offene Kompostierungsanlagen sind grundsätzlich nicht schlechter als geschlossene KOA. Der Anlagenbetrieb ist entscheidend. Günstige Literatur-Werte sind historisch. Schwankungen um Faktor 10 in den Emissions-Faktoren belegen die breite Streuung, die aus Unterschieden in Technik, Betrieb und Inputmaterial resultiert. Die aktuelle Praxis zeigt, dass der Anlagenbetrieb bisher nicht auf die Reduktion von Klimagasemissionen ausgelegt ist. Die geschlossenen Anlagen können über die aktive Belüftung Defizite (Poren, Wasser) im Rottematerial besser ausgleichen. Hohe Emissionen resultieren meistens aus mangelnder fachliche Praxis: Mangelhafte Mietengeometrie, zu wenig Strukturmaterial und zu lange Umsetzintervalle führen zu schlechter Belüftung und ungenügender Sauerstoff-Versorgung. 353

2 Die besten Kompostierungsanlagen emittieren nahezu kein Methan, NMVOC wird zu > 90 % im Biofilter abgebaut. Die TA Luft Emissionswerte werden eingehalten. Lachgas entsteht vorwiegend in der Nachrotte (Nitrifikation), deshalb Mieten nicht auskühlen lassen und auf weites C:N Verhältnis achten. Biofilter reduzieren Methan nicht, wohl aber Ammoniak, was zur Neubildung von Lachgas führt. Kompostierungsanlagen mit semipermeabler Membranabdeckung können über die aktive Belüftung ein sehr günstiges Emissionsniveau (CH 4, N 2 O, NH 3 ) erreichen. Weitere Messungen wünschenswert. Vergärungsanlagen emittieren aus flüssigem Gärprodukt und aus der Nachrotte erhebliche Mengen an Methan, bis zu 5-10 % des Biogasertrags. Die Gärrückstände weisen teilweise noch nennenswertes Restgaspotenzial auf. Hier besteht erhebliches Optimierungspotenzial am Treibhauseffekt. Nach TA Luft werden die Emissionswerte für Ammoniak und Ges.-C org nicht eingehalten. Die offene Nachrotte von Gärrückständen (ohne aktive Belüftung) ist nicht akzeptabel. Die Kohlendioxid-Äquivalente belaufen sich auf Ø 100 kg CO 2 -Äq/t. Die Anteile der Bioabfallbehandlung am nationalen Emissionsinventar liegen zwischen 0,40 und 0,64 % für Methan, Lachgas und Ammoniak (0,05 % der Summe der Kohledioxid-Äquivalente in Deutschland). Ausblick: Verbesserter Methanabbau im Biofilter (2-stufig). Wünschenswert: Verbindliche gute fachliche Praxis mit Blick auf Klimagas-Emissionen und gegebenenfalls verbindliche technische Standards sowie immissionsschutzrechtliche Anforderungen. Auf der Grundlage der Ergebnisse der vorgenannten UBA-Berichte und eines 2009 erstellten Berichts des Landesumweltamtes Brandenburg zum Thema Möglichkeiten zur Vermeidung klimarelevanter Emissionen aus Kompostierungsanlagen durch Weiterentwicklung der guten fachlichen Praxis bei der Rotteprozessführung wurde im Jahr 2010 Dr. Reinhold & Kollegen durch das Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Brandenburg (LUGV) beauftragt, ein Projekt zum Thema Entwicklung und Prüfung von Feldmess- und Diagnosemethoden als Maßnahme zur Vermeidung klimarelevanter Emissionen aus der aeroben Mietenkompostierung zu bearbeiten. Entsprechend der besonderen Situation der Bioabfallabfallbehandlung im Land Brandenburg lag der Schwerpunkt auf der offenen Mietenkompostierung. Das Projekt-Gutachten wurde unter Mitwirkung der Gütegemeinschaft Kompost BBS e.v. im Jahr 2012 fertiggestellt. Über wesentliche Ergebnisse aus diesem Vorhaben soll hier berichtet werden. 2. Zielstellung Einleitend sollen ausgewählte Ergebnisse der gewitra GmbH aus vier Untersuchungsserien der Emission klimarelevanter Gase (dargestellt am Beispiel Methan) bei der offenen Mietenkompostierung vorgestellt werden. Die Daten stammen aus Arbeiten 354

3 für das Umweltbundesamt in den Jahren 2008 und 2010, aus Messungen für die Gütegemeinschaft Kompost Berlin, Brandenburg, Sachsen-Anhalt e.v. in 2009 und aus Untersuchungen für eine studentische Projektarbeit in Tunnel-Messmethode: CH 4 g/t UBA 2008 (1.1) UBA 2008 (1.2) UBA 2008 (1.3) UBA 2008 (2.) GK BBS 2009 (1.) GK BBS 2009 (2.) GK BBS 2009 (3.) GK BBS 2009 (4.) UBA 2010 (1.) UBA 2010 (2.1) UBA 2010 (2.2) UBA 2010 (2.3) DA 2010 BW (1.) DA 2010 BW (2.) DA 2010 BW (3.) DA 2010 BW (1.) Bild 1: Anlagenspezifische Emissionsfaktoren von Methan (CH 4 ) je t Rottegut in Abhängigkeit von der Rottezeit Insgesamt zeigen sich sehr große Unterschiede im Emissionsgeschehen. Das kennzeichnet den erheblichen Handlungsbedarf zur Aufklärung von Ursachen für hohe Emissionen und zur Entwicklung von Lösungswegen zur Limitierung der Freisetzung klimarelevanter Gase bei der offenen Mietenkompostierung. Dazu können umfangreiche Messungen zur Erfassung des Rotteverlaufs in Kombination mit Emissionsmessungen beitragen. Solch eine Ursachenforschung führt mit den Emissionsmessungen nach der Gewitra-Tunnelmethode zu einem hohem Arbeitsaufwand (ein Messtrupp von zwei Personen und einer zeitweiligen Hilfskraft von der Bioabfallbehandlungsanlage schafft arbeitstäglich etwa zwei bis drei Einzelmessungen). Hier besteht hoher Bedarf einer methodischen Vereinfachung durch grobe Vorabschätzung zu erwartender Klimagasemissionen anhand leichter messbarer Rotteprozessmerkmale, dem der 2012 vorgelegte Bericht zum LUGV-Vorhaben vor allem dienen soll. 3. Durchführung und Ergebnisse der Untersuchungen Für eine praxisnahe Bearbeitung des Projektes wurden folgende Testmieten für Untersuchungen zum Rotteprozessverlauf und zur Emission klimarelevanter Gase in RAL-gütegesicherten Kompostierungsanlagen angelegt und untersucht (Tabelle 1). 355

4 Rotteprozesselemente (Inputmaterial) Mietengeometrie (Grüngut) Korngröße durch Vorbehandlung, Trapezmiete (Güngut) Strukturmatte unter einer Trapezmiete (Biogut) Mietenabdeckung bei Trapezmieten (Biogut) Umsetzhäufigkeit von kleinen Dreiecksmieten mit Kompostfräse (Biogut) gewählte Varianten Dreiecksmiete klein Dreiecksmiete groß Trapezmiete Grobkorn (max. 260 mm) Mittelkorn (max. 140 mm) Feinkorn (max. 40 mm) mit ohne ohne mit Fertigkompost (etwa 30 cm) mit Vlies 2 x 4 x 8 x Tabelle 1: Emissionsrelevante Rotteprozessgestaltung bei der offenen Mietenkompostierung (2 Mietenansätze Winter und Sommer) Insgesamt konnten somit 28 unterschiedliche Testmieten für das aufwändige Untersuchungsprogramm genutzt werden, wobei folgende Ergebnisse der Feld- und Labormessungen erzielt worden sind (Tabelle 2). Die Ergebnisse zeigen, dass im Verlauf des Rotteprozesses in den unterschiedlichen Testmieten große Messunterschiede aufgetreten sind. Es wurden vor allem Feldmessungen durchgeführt, wobei folgende Untersuchungen auch durch die Mitarbeiter der Bioabfallkompostierungsanlagen vorgenommen werden können: Feuchtrohdichte vor dem An- und Umsetzen Selbsterwärmung in verschiedenen Messtiefen im Rottegut (Differenz von Mietenzu Lufttemperatur) Luftdurchtrittsgeschwindigkeit in verschiedenen Messtiefen im Rottegut Porengasgehalte (Sauerstoff, Kohlendioxid, Methan) in verschiedenen Messtiefen im Rottegut Die gewitra-tunnelmessungen zur Feststellung der Klimagasemissionen wurden durch speziell ausgebildete Fachkräfte vorgenommen und sind relativ aufwändig. Diese Messungen sind für eine Eigenüberwachung der Rotteprozessführung in den Bioabfallbehandlungsanlagen nicht geeignet. In Bild 2 sind die Messergebnisse zum Zeitpunkt der Emissionsuntersuchungen nach ihrer Ähnlichkeit dargestellt. So ein Clusterdendrogramm bietet einen ersten Überblick über die Zusammenhänge zwischen den vielfältigen Messdaten. Hier bildet sich eine Gruppe von Labormessdaten um die leicht zu ermittelnden Feldmessergebnisse (Feuchtrohdichte, Selbsterwärmung). In diese Gruppe sind auch die Daten zu den Inhaltsstoffen und den Emissionen von kohlenstoffhaltigen Stoffwechselprodukten eingebunden. 356

5 Tabelle 2: Mittelwerte und deren Spannbreiten von gemessenen und abgeleiteten Parametern der bei fünf Anlagen mit 28 Testmieten für dieses Vorhaben durchgeführten Untersuchung Parameter Maßeinheit n kleinster Mittel- größter (Messtiefe) Wert wert Wert Rottetag Laboruntersuchungen Wassergehalt H 2 O in FM-% ,1 44,5 66,8 H 2 O in kg/l 100 0,14 0,31 0,58 organische Substanz ots in TM-% ,9 34,8 53,6 organischer Kohlenstoff TOC in TM-% 100 9,6 17,7 26,3 Gesamtstickstoff N ges in TM-% 100 0,69 1,05 1,91 Trockenrohdichte TM in kg/l 100 0,24 0,37 0,69 TOC in der ots TOC in ots-% ,8 51,0 66,3 C:N-Verhältnis ,1 17,2 26,6 Felduntersuchungen Selbsterwärmung C 88 21,0 35,5 68,0 Feuchtrohdichte FM in kg/l 100 0,47 0,68 0,98 Luftdurchtrittsgeschwindigkeit mm/s (40 cm) 85 8,6 10,8 11,6 mm/s (80 cm) 85 6,6 10,3 11,6 Sauerstoffgehalt Vol.-% (40 cm) 85 0,0 5,9 17,3 in den Rottegutporen Vol.-% (80 cm) 85 0,0 1,6 16,3 Kohlendioxidgehalt Vol.-% (40 cm) 85 0,8 21,3 42,1 in den Rottegutporen Vol.-% (80 cm) 85 2,8 33,8 53,1 Methangehalt Vol.-% (40 cm) 85 0,0 12,0 55,4 in den Rottegutporen Vol.-% (80 cm) 85 0,3 24,1 59,5 Restgasgehalt (Stickstoff) Vol.-% (40 cm) 85 4,9 60,8 82,0 in den Rottegutporen Vol.-% (80 cm) 85 0,9 40,6 81,3 Rottemperatur C (40 cm) 83 36,6 60,2 71,6 Mittelwert der Rottephasen C (80 cm) 83 35,2 57,5 71,3 Methanemission CH 4 /(d m 3 ) 28 1,8 40,5 202,5 CH 4 /(d t FM) 28 2,4 60,8 321,5 CH 4 /(d t TM) 28 4,4 121,5 795,7 CH 4 /(d m 2 ) 28 2,5 70,2 326,1 Lachgasemission N 2 O/(d m 3 ) 28 0,01 0,39 2,12 N 2 O/(d t FM) 28 0,01 0,60 2,74 N 2 O/(d t TM) 28 0,03 1,04 5,07 N 2 O/(d m 2 ) 28 0,02 0,46 2,91 Ammoniakemission NH 3 /(d m 3 ) 28 0,23 1,12 3,65 NH 3 /(d t FM) 28 0,26 1,68 5,12 NH 3 /(d t TM) 28 0,61 2,96 7,51 NH 3 /(d m 2 ) 28 0,47 1,61 3,23 Die Untersuchungsergebnisse zu den stickstoffdominierten Emissionen (Lachgas, Ammoniak) bilden eine zweite Gruppe, zusammen mit den Daten zur Durchlüftung des Rottegutes und den Rotteguttemperaturen. 357

6 Tree Diagram for 36 Variables Ward s method 1 Pearson r Feuchtrohdichte Wasser in FM Wasser im Volumen C:N-Verhältnis ots in TM TOC in TM Selbsterwärmung Gesamt-N in TM ots im Volumen TOC im Volumen Kohlendioxid 40 cm Kohlendioxid 80 cm Methan 40 cm Methan 80 cm Ammoniakem. Fläche Methanem. Volumen Methanem. FM Methanem. TM Methanem. Fläche Trockenrohdichte Luftdurchläss. 40 cm Luftdurchläss. 80 cm Sauerstoff 40 cm Restgas 40 cm Restgas 80 cm Sauerstoff 80 cm TOC in ots Ammoniakem. Vol. Ammoniakem. TM Ammoniakem. FM Rottetemp. 40 cm Rottetemp. 80 cm Lachgasem. Volumen Lachgasem. FM Lachgasem. TM Lachgasem. Fläche Linkage Distance Bild 2: Clusterdendrogramm von 28 Stichproben der Messungen am Rottegut zum Zeitpunkt der Emissionsmessungen 4. Datenauswertung und Schlussfolgerungen Die stark variierenden Messdaten erlauben umfassende statistische Prüfungen der Beziehungen von durch Feldmessungen erfasste Rotteprozessdaten zu Emissionsdaten und zu Labormesswerten. Zuerst sollen die Beziehungen von Feldmessdaten über den Verlauf des Rotteprozesses zu den Emissionsmessergebnissen klimarelevanter Gase aufgezeigt werden. Hier wurden nur für die Methanemissionen statistisch hoch gesicherte Zusammenhänge nachgewiesen am stärksten bei den Methanemissionen, bezogen auf die Rotteguttrockenmasse (Bilder 3 und 4). Die Lachgas- und Ammoniakemissionen konnten wegen fehlender Porengasmessungen nicht so gut regressionsanalytisch geschätzt werden. Für die Darstellungen in den Bildern 3 und 4 wurden die jeweils in der Grafik nicht enthaltenen Einflussfaktoren als Mittelwert berücksichtigt. Den Bildern liegen folgende, durch multiple Regressionsanalyse bestimmter Zusammenhang zugrunde: 358

7 Nach schrittweisem Aufbau eines multiplen Regressionsmodells verbleibende statistisch gesicherte Faktoren: y Methanemission in g CH 4 /(d t TM) x 1 Methan in 40 cm Messtiefe in Vol.-% x 2 Methan in 80 cm Messtiefe in Vol.-% x 3 Rotteguttemperatur in 80 cm Messtiefe x 4 Restgasgehalt (Stickstoff) in 40 cm Messtiefe in Vol.-% Nachgewiesene Regressionsgleichung: y = -408, x ,0936x ,1015x 3 x 4 n = 28 r 2 = 0,8363 F = 40,87 p < 0, Sicherung der partiellen Regressionskoeffizienten Faktor t-wert p x 1 2 6,569 < 0,0001 x 2 2 5,104 < 0,0001 x 3 x 4 3,803 0,0009 y CH 4 g/(d t TM) Messtiefe = 40 cm y = 0,4410 x ,064 n = 28 t-wert = 6,569 p < 0, Messtiefe = 80 cm y = 0,09362 x ,187 n = 28 t-wert = 5,104 p < 0, CH 4 Vol. Polynomisch (40 cm Messtiefe) Polynomisch (80 cm Messtiefe) Bild 3: Zusammenhang von Methan in den Rottegutporen in 40 bzw. 80 cm Messtiefe und der Methanemission bezogen auf die Rotteguttrockenmasse (p-irrtumswahrscheinlichkeit nach partiellem t-wert) 359

8 Es wird deutlich, dass zunehmende Methangehalte in den Rottegutporen von Bioabfallkompostmieten mit progressiv ansteigenden Methanemissionen, bezogen auf die Rotteguttrockenmasse, verbunden sind. Die oberflächennahen Methangehalte erwiesen sich als deutlich wirkungsstärker, als die in tieferen Schichten der Kompostmieten. Wird die Einhaltung einer Tagesemission von 100 g Methan je Mg Rotteguttrockenmasse angestrebt, dürften die Methangehalte im Porengas in 40 cm Messtiefe 8 Vol.-% und in 80 cm Messtiefe 16 Vol.-% nicht übersteigen. Diese Wirkung der Methangehalte in den Rottegutporen erwies sich als besonders deutlich und zeigte sich unabhängig von der ergänzenden Wechselwirkung aus Rottetemperatur in 40 cm Mietentiefe und dem Restgasgehalt (Stickstoff) der Poren in 80 cm Messtiefe. Ein gemeinsamer Anstieg dieser beiden Einflussfaktoren erhöhte dem Austritt von Methan aus den Kompostmieten. y-ch 4 g/(d t TM) y = 0,1015x1x2-290,89 n = 28 t-wert = 3,803 p = 0, x1-restgas Vol.-% (80 cm tief) x 2 -Rottetemperatur C (40 cm tief) Bild 4: Zusammenhang von Restgas (Stickstoff) in den Rottegutporen in 80 cm Messtiefe, mittlerer Rotteguttemperatur in 80 cm Messtiefe und der Methanemission bezogen auf die Rotteguttrockenmasse (p-irrtumswahrscheinlichkeit nach partiellem t-wert) Die Wirkung der Rottetemperaturen auf die Methanemissionen sind als Ergebnis eines Konversionsprozess zu verstehen. Durch hohe Temperaturen in den oberflächennahen Mietenzonen werden Rottegase ausgetrieben, wobei auch Methan mitgeführt wird. Das geschieht besonders intensiv, wenn die Durchlüftung in den tieferen Mietenschichten zunimmt. Der in Bild 5 dargestellte Zusammenhang von Methan- und Restgasgehalten in den Rottegutporen zeigt, dass zunehmende Restgasgehalte als ein Ausdruck stärker Mietendurchlüftung, verbunden mit aerober Rotteprozessführung anzusehen sind. Treten aerobe Rottebedingungen in Verbindung mit hohen Temperaturen im Rottegut auf, so wird durch den damit verbundenen intensiven Austausch zwischen Mieten- und Außenluft auch verstärkt Methan abgegeben. 360

9 Die Methanemission aus der offenen Mietenkompostierung zeigt sich als ein vielschichtiger Prozess, für dessen klimaschutzgerechte Steuerung eine aussichtsreiche Vorabschätzung des zu erwartenden Rotteverlaufs erforderlich ist. Dazu sind die Rottetemperaturen und die Methangehalte in den Rottegutporen nicht geeignet, da sie zum Zeitpunkt der jeweiligen Methanemissionen gemessen werden. Es werden Feldmessmethoden gebraucht, die frühzeitige Aussagen über den zu erwartenden Rotteprozessverlauf erlauben. Dazu wurden Feldmessungen der Feuchtrohdichte vor dem An- und Umsetzen der Kompostmieten auf ihre Aussagekraft hinsichtlich der Gewährleistung einer emissionsarmen Kompostierung geprüft. Restgas Vol.-% (80 cm tief) y = 0,0153 x 2-2,2438 x + 81,613 R 2 = 0,9799 p < 0, CH 4 Vol.-% (80 cm tief) Bild 5: Direkter Zusammenhang der Porengasmesswerte für Methan und Restgas (Stickstoff) in 80 cm Tiefe bei der offenen Mietenkompostierung Hier sollen die Ergebnisse zur Bedeutung der Feuchtrohdichte des an- bzw. umgesetzten Rottegutes für die Höhe und der Methangehalte in den Rottegutporen in 40 und 80 cm Messtiefe, der Rottetemperaturen in 40 cm Messtiefe und der Restgasgehalte in den Rottegutporen in 80 cm Messtiefe aufgezeigt und beschrieben werden. Die Ergebnisse der entsprechenden Kovarianzanalysen sind in den Bildern 6 bis 9 zusammengestellt. Die Methangehalte im Porengas aus 40 und 80 cm Messtiefe wurden durch zunehmende Feuchtrohdichten des Rottegutes statistisch gesichert erhöht. Dichte Lagerungen des Rottegutes ist mit einer Verringerung der Luftführung im Substrat verbunden. Es zeigt sich, dass Feuchtrohdichten zwischen 0,50 und 0,65 kg je Liter Rottegut geeignet sind, um die Methangehalte auf einem hinreichend niedrigen Niveau zu halten. Die auch geprüften Einflussfaktoren Inputmaterialart (Biogut, Grüngut) und Jahreszeit der Kompostierung (Sommer, Winter) zeigten dagegen keine sicheren Wirkungen 361

10 Messwertebereich Vol.-% ,0 12,0 16,0 13,8 9,7 12,9 10, ,50 0,65 0,80 Biogut Grüngut Winter Sommer Feuchtrohdichte kg/l p = 0,023 Ausgangsstoff p = 0,131 Ansetzzeit p = 0,387 Bild 6: Einfluss von Inputstoffen, Jahreszeit und Feuchtrohdichte auf das Methan in den Rottegutporen bei 40 cm Messtiefe (p-irrtumswahrscheinlichkeit nach Tuckey HSD-Test) Messwertebereich Vol.-% , ,3 24,1 24,6 23,2 26,7 21, ,50 0,65 0,80 Biogut Grüngut Winter Sommer Feuchtrohdichte kg/l p < 0,001 Ausgangsstoff p = 0,692 Ansetzzeit p = 0,106 Bild 7: Einfluss von Inputstoffen, Jahreszeit und Feuchtrohdichte auf das Methan in den Rottegutporen bei 80 cm Messtiefe (p-irrtumswahrscheinlichkeit nach Tuckey HSD-Test) 362

11 Messwertebereich C , ,2 59,6 61,0 59,2 61, , ,50 0,65 0,80 Biogut Grüngut Winter Sommer Feuchtrohdichte kg/l p < 0,001 Ausgangsstoff p = 0,274 Ansetzzeit p = 0,079 Bild 8: Einfluss von Inputstoffen, Jahreszeit und Feuchtrohdichte auf die Rottetemperaturen von Rottegut in 40 cm Messtiefe (p-irrtumswahrscheinlichkeit nach Tuckey HSD-Test) Messwertebereich Vol.-% , ,6 42,4 38,9 37,6 43, , ,50 0,65 0,80 Biogut Grüngut Winter Sommer Feuchtrohdichte kg/l p < 0,001 Ausgangsstoff p = 0,487 Ansetzzeit p = 0,207 Bild 9: Einfluss von Inputstoffen, Jahreszeit und Feuchtrohdichte auf das Restgas (Stickstoff) in den Rottegutporen bei 80 cm Messtiefe (p-irrtumswahrscheinlichkeit nach Tuckey HSD-Test) 363

12 auf die Höhe der Methangehalte in den Rottegutporen. Leicht abbaubare organische Inputmaterialien, die eine Entstehung von Methan begünstigen, treten also in allen Inputmaterialarten und zu allen Jahreszeiten auf. Auch auf die Rottetemperaturen in 40 cm Messtiefe und die Restgasgehalte in 80 cm Messtiefe hatten zunehmende Feuchtrohdichten statistisch hoch gesichert reduzierenden Einfluss. Sehr hohe Mietentemperaturen, die deutlich über die Hygienisierungsanforderungen der Bioabfallverordnung hinaus gehen, sind emisionsverstärkend und damit verzichtbar. Es wird deutlich, dass zunehmende Feuchtrohdichten die Selbsthygienisierung und die Durchlüftung im Rottegut negativ beeinflussen können. Feuchtrohdichten unter 0,65 kg je Liter Rottegut scheinen auch hier angeraten zu sein. Hinsichtlich der Tages- Methanemission spielt die Feuchtrohdichte damit jedoch eine widersprüchliche Rolle, weil sowohl hohe Rotteguttemperaturen als auch eine starke Durchlüftung des Rottegutes die Methanemissionen anteilig fördern. Dem kann durch eine Verkürzung der Rottezeit auf das notwendige Mindestmaß entgegengewirkt werden. Zusammenfassend bleibt festzustellen, dass der als Feldmessmethode geeignete Nachweis der Feuchtrohdichte geeignet ist, frühzeitig die Beschaffenheit von Rottegut so zu gestalten, dass eine emissionsarme aerobe Mietenkompostierung nach guter fachlicher Praxis unterstützt wird. Dafür kann folgender Vorschlag von Orientierungswerten für die Feuchtrohdichte beim Ansetzen von Ausgangsstoffen zu Kompostmieten unterbreitet werden (Tabelle 3): vorgesehene Mietenhöhe in m Feuchtrohdichte Tafel- und Dreiecks- von Rottegut Trapezmieten mieten kg FM/l Sommerrotte 1,0 1,5 0,65 bis 0,70 2,0 3,0 0,60 bis 0,65 3,0 4,5 0,55 bis 0,60 4,0 6,0 0,50 bis 0,55 Winterrotte 1,0 1,5 0,55 bis 0,60 2,0 3,0 0,50 bis 0,55 3,0 4,5 0,45 bis 0,50 4,0 6,0 0,40 bis 0,45 Tabelle 3: Vorschläge für anzustrebende Feuchtrohdichten im Rottegut beim Ansetzen von aeroben Kompostmieten Zusätzlich bieten Messungen der Rottetemperaturen sowie der Methan- und Restgasgehalte in den Rottegutporen eine Möglichkeit, ohne die aufwändigen Nachweise der Emissionen klimarelevanter Gase mit Hilfe der gewitra-tunnelmethode, eine grobe Vorabschätzung von zu erwartenden Methanemissionen vornehmen zu können. Das kann die Eigenüberwachung der aeroben Mietenrotte von Bioabfällen auf den Bereich des Emissionsgeschehens ausdehnen und erweitert so den Blick der Kompostierer auf eine optimale Rotteprozessgestaltung. Orientierend kann empfohlen werden, dass die 364

13 Methangehalte bzw. aussagegleichen Restgasgehalte in den Rottegutporen in 40 cm und in 80 cm Messtiefe als Hinweise für die Rotteprozessgestaltung nutzbar werden können. Dazu können erste Vorschläge für durchlüftungsbeschreibende Restgasgehalte (Stickstoff) wie folgt unterbreitet werden (Tabelle 4). Es kann empfohlen werden, die Anwendung von Feldmessmethoden, neben den schon ständig betriebenen Temperaturmessungen, um die Nachweise der Feuchtrohdichte und der Porengaszusammensetzung zu erweitern. Das wird dazu führen, dass es durch weitere Erfahrungswerte und Entwicklungsarbeiten zu einer schrittweisen Qualifizierung von emissionsreduzierende Orientierungswerten für diese Feldmessmethoden kommt. Tabelle 4: Vorschläge zur Nutzung der Messwerte von Restgasgehalten (Stickstoff) in den Rottegutporen für eine emissionsarme Prozessgestaltung der aeroben Mietenkompostierung Restgasgehalte in den Rottegutporen Hinweis zur emissionsarmen in 40 cm Messtiefe in 80 cm Messtiefe Rotteprozessgestaltung Vol.-% über 65 über 50 Umsetzen zur Förderung der Durchlüftung nicht erforderlich (nur für eventuell notwendiges Vermischen des Rottegutes) 57 bis bis 50 verstärktes Umsetzen zur Förderung der Durchlüftung des Rottegutes empfehlenswert unter 57 unter 37 beim Umsetzen sollte eine Anpassung des Mietenquerschnitts nach den Feuchtrohdichtewerten der Tabelle 3 erfolgen 5. Fazit Die aerobe Mietenkompostierung kann durch eine angemessene Rotteprozessführung emissionsreduziert gestaltet werden. Dazu ist es erforderlich, den Rotteprozess durch Gewährleistung einer angemessenen Feuchtrohdichte der angesetzten Ausgangsstoffmischungen optimal zu gestalten. Für die Bestimmung der Feuchtrohdichte wurde eine leicht handhabbare Feldmessmethode erfolgreich erprobt. Eine Kontrolle zur emissionsarmen Gestaltung der aeroben Mietenkompostierung kann durch Messungen der Rottetemperaturen und der Porengaszusammensetzung vorgenommen werden. Die aufwändigen direkten Messungen von Klimagasemissionen nach der gewitra-tunnelmethode können damit auf Härtefälle eingegrenzt werden. Die Rotteguttemperaturen sollten die notwendige Hygienisierung der Bioabfälle gewährleisten, können jedoch im Sinne einer emissionsarmen Prozessführung sowohl hinsichtlich ihrer Höhe als auch zeitlich begrenzt werden. Die neuen Feldmessmethoden können die Eigenüberwachung zur Rotteprozessführung bei der aeroben Mietenkompostierung deutlich aufwerten. Das kann bei Einhaltung von Orientierungswerten als Nachweis für eine Gleichwertigkeit der offenen Mietenkompostierung bei der Emissionsminderung (klimarelevanter Gase) im Vergleich zu eingehausten Kompostierungsanlagen bzw. als Hinweis zur aeroben Rotteprozessführung dienen. 365

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