ABALLWIRTSCHAFT UND ABFALLENTSORGUNG

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Adrian Kohler
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1 ABALLWIRTSCHAFT UND ABFALLENTSORGUNG Aerobe biolog. Behandlung: MBA (sh.auch: Kommunale Abfallentsorgung/UTB Kap.3) LVA-Nr Studienjahr 2010/2011

2 Reaktorstrategie <=> Reststoffstrategie Reaktionsprozesse Finden IN der Deponie statt Finden VOR der Deponierung statt Emissionen können zum Teil nur schwer gefasst werden Emissionen können großteils während Behandlung gefaßt werden Studienjahr 2010/2011 LVA

können zum Teil nur schwer gefasst werden Emissionen können

3 Vorbehandlung von kommunalem Müll biologisch MBA. MBT. thermisch MVA. MSWI Mechanisch-biologische Abfallbehandlung Mechanical-Biological Treatment biologisch stabil, keine Gasbildung Müllverbrennung, Thermische Abfallbehandlung Municipial Solid Waste Incineration, Thermal treatment Schlacke, nach Vorbehandlung / Immobilisierung inert Studienjahr 2010/2011 LVA

stabil, keine Gasbildung Müllverbrennung, Thermische Abfallbehandlung Municipial Solid Waste

4 Abfallwirtschaft biologische Behandlung Verwertung Rohstoffe Produktion Gebrauch getrennte Sammlung Restmüll MBA therm. Verwertung Deponie Deponie Nach- Nutzung? Biogas thermisch biogene Rohstoffe Produktion Konsum getrennte Sammlung anaerobe Behandlung Kompostierung Kompostierung Boden KS anaerobe Behandlung Biogas Kompostierung Deponie therm. Entsorgung Studienjahr 2010/2011 LVA

Biogas thermisch biogene Rohstoffe Produktion Konsum getrennte Sammlung anaerobe Behandlung

5 Ziele der biologischen Behandlung Entsorgungsaspekt Ziel ist, organische Substanz weitgehend MBA abzubauen bzw. zu stabilisieren geringe Emissionen nach Deponierung Verwertungsaspekt Bioabfall- kompostierung Studienjahr 2010/2011 LVA

zu stabilisieren geringe Emissionen nach Deponierung

6 Ziele der biologischen Behandlung Entsorgungsaspekt (MBA) Die organische Substanz soll weitgehend abgebaut bzw. stabilisiert sein geringe Emissionen nach der Deponierung Verwertungsaspekt Neben dem Abbau der organischen Substanz soll eine möglichst gute Kompostqualität erreicht werden Qualitätsprodukt Studienjahr 2010/2011 LVA

stabilisiert sein geringe Emissionen nach der Deponierung Verwertungsaspekt Neben

7 Produkte der biologischen Behandlung Kompostierung Kompost MBA Deponiefähiges Material Anaerobe Behandlung Gas, Kompost Studienjahr 2010/2011 LVA

8 Unterschied anaerob - aerob Luft Studienjahr 2010/2011 LVA

9 Unterschied anaerob - aerob Luft Kohlendioxid Methan Kohlendioxid Wasser Studienjahr 2010/2011 LVA

10 Umwandlungsprozesse während des biologischen Abbaus anorganische Bestandteile relativer Anstieg CO 2 organische Substanz Abbau und Mineralisierung Humifizierung, Re-Synthese anorganische Bestandteile stabilisierte organische Substanz Studienjahr 2010/2011 LVA

Mineralisierung Humifizierung, Re-Synthese anorganische

11 Stoffwechselprozesse Abbau Umbau Aufbau Studienjahr 2010/2011 LVA

12 Abbau durch Mikroorganismen Autolyse (Selbstauflösung) Chemische Prozesse Studienjahr 2010/2011 LVA

13 Wichtige Akteure: Mikroorganismengruppen Bakterien (Pseudomonas, Bacillus) Actinomyceten Pilze (Aspergillus, Mucor, Penicillium) Studienjahr 2010/2011 LVA

14 Mikroorganismen Veränderung der Abundanz während Rotte Ausgangsmaterial Tag 22 % 39% Bacillus andere 61 % Bacillus andere 78% Tag Tag 18% 59 % 41 % Bacillus andere 82 % Bacillus andere Quelle: Pöhle et al., 1993 Studienjahr 2010/2011 LVA

Tag 22 % 39% Bacillus andere 61 % Bacillus andere 78% 10. - 14.

15 Biologisch - chemische Vorgänge bei der biologischen Abfallbehandlung Der Rotteprozess ist ein aerober Prozess C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O kj/mol Glucose beträchtliche Mengen an Kohlenstoff und Wärme werden freigesetzt; pro Molekül Glucose werden 38 ATP (Adenosintriphosphat) gebildet (Energie) Studienjahr 2010/2011 LVA

880 kj/mol Glucose beträchtliche Mengen an Kohlenstoff und Wärme werden freigesetzt;

16 Ziele der MBA Abbau und Stabilisierung der OS (C-Senke) verbesserte Inputkontrolle auf Deponie Verringerung der Deponiegasbildung Verringerung der Sickerwasserbelastung Verringerung des Deponievolumens Verbesserung des Setzungsverhaltens Schadstoffentfrachtung Nutzung einer thermischen Fraktion Studienjahr 2010/2011 LVA

$Setzungsverhaltens Schadstoffentfrachtung Nutzung einer thermischen Fraktion$

17 Rechtliche Situation in Österreich Abfallwirtschaftsgesetz (AWG, BGBl. Nr. 325/90) Deponieverordnung (DVO, BGBl. Nr. 164/96) Deponieverordnung (Novelle 2004) AT 4 < 7 mg O 2 /g TM und GS 21 < 20 Nl/kg TM oder GB 21 < 20 Nl/kg TM TOC > 5 % TM 2004 Ausnahme: MBA < kj / kg TM Massenabfalldeponie Studienjahr 2010/2011 LVA

164/96) Deponieverordnung (Novelle 2004) AT 4 < 7 mg O 2 /g TM und GS 21 < 20 Nl/kg

18 Deponieverordnung 2008 Grenzwert für organischen Kohlenstoff (TOC) im Feststoff (Massenabfalldeponie): mg/kg (5 % w/w) Mit einer biologischen Behandlung des Restmülls nicht erreichbar! Studienjahr 2010/2011 LVA

000 mg/kg (5 % w/w) Mit einer biologischen Behandlung

19 Ablagerungskriterien für MBA - Material Ausgenommen sind (unter anderen) Abfälle aus der mechanisch biologischen Vorbehandlung, die auf einer Massenabfalldeponie unter Einhaltung der Grenzwerte (Tabellen 9 und 10, Anhang 1) abgelagert werden Wesentliche Kriterien: Brennwert Atmungsaktivität Gasspendensumme Die Vermischung mit heizwertarmen Materialien ist unzulässig! Studienjahr 2010/2011 LVA

(Tabellen 9 und 10, Anhang 1) abgelagert werden Wesentliche Kriterien: Brennwert Atmungsaktivität

20 MBA Mechanisch-biologische Abfallbehandlung Mechanische Trennung U U energy Thermische recovery/ Verwertung/ incineration Verbrennung Fe-Metalle Aerobe aerobic Behandlung stabilization H 2 O CO 2 - MBA- Deponie aeration Belüftung 2-stage -Wäscher, biofilter Biofilter washing Studienjahr 2010/2011 LVA

aerobic Behandlung stabilization H 2 O CO 2 - MBA- Deponie aeration Belüftung

21 Verfahrensablauf Stoffströme einer MBA Restabfall 100% H o = bis kj/kg TM Mechanische Aufbereitung Schwerfraktion ca. 65% Rotte Mitbehandlung von: Klärschlamm Fettabscheiderinhalt Bioabfällen schlechter Qualität Leichtfraktion ca. 35% H o = kj/kg TM Verbrennung Rotteendprodukt ca. 30% H o < kj/kg TM AT 4 < 7 mgo 2 /g TM Siebrest Schlacke/ Asche ca. 6% 15% v. Input Verbr. Filterkuchen ca. 0,4% 1% v. Input Verbr. Untertagedeponie Massenabfalldeponie Reststoffdeponie Studienjahr 2010/2011 LVA

22 Verfahrensablauf Mechanische Behandlung Mechanische Aufbereitung - Entfernung von Störstoffen - Abtrennen von Wertstoffen (Metalle) - Abtrennen einer heizwertreichen Fraktion durch: - Siebung - Windsichtung - Hartstoffabscheidung - Magnetabscheidung - Wirbelstromtrennung Studienjahr 2010/2011 LVA

23 Verfahrensablauf Biologische Behandlung Aerobverfahren: Befeuchtung ev. Vorrotte-Trommel Homogenisierung Intensivrotte (geschlossenes System) - Regelung des Rotteprozesses - Abbau / Umbau / Aufbau (Huminstoffe) - Erfassung und Behandlung von Emissionen Nachrotte Sonderfall Trockenstabilatanlagen (z.b.: Aßlar/BRD): mechanische Aufbereitung und biologische Trocknung für anschließenden Transport und/oder Verbrennung Studienjahr 2010/2011 LVA

24 MBA Aerobe Anlagensysteme Für die Intensivrotte sind Systeme der Bioabfallkompostierung prinzipiell geeignet offene Systeme scheiden aus (Abluft) Einhausung drückend belüftete Rotteplatte saugend belüftete Rotteplatte Rottereaktoren Rottetunnel Rottebox Studienjahr 2010/2011 LVA

25 Systematik der technischen Rottesysteme A. Offene Mietenrottesysteme (Dreiecksmieten, Tafelmieten,...) B. Eingehauste Systeme C. Geschlossene Behältersysteme (Rotteboxen, Tunnel,...) Art der Belüftung I. Natürlich belüftet (Kaminzugeffekt) II. Zwangsbelüftet (drückend, saugend) Art der Materialbewegung 1. Kein Umsetzen (statisch) 2. Häufiges Umsetzen (dynamisch) Studienjahr 2010/2011 LVA

26 Eingehaustes, zwangsbelüftetes Mietenrottesystem Abluft zur Behandlung Wendelin-System Zuluft Studienjahr 2010/2011 LVA

27 Zwangsbelüftete Reaktorsysteme im Chargenbetrieb / Tunnelreaktor Studienjahr 2010/2011 LVA

28 Verfahrensablauf Anaerobe Biologische Behandlung Anaerobverfahren für Restmüllbehandlung eher selten! Zerkleinerung (<50mm) Wasserzugabe Anaerobreaktor - Trockenvergärung (WG ca. 65%) - Naßvergärung (WG > 85%) - thermophil - mesophil Abpressen Nachrotte Studienjahr 2010/2011 LVA

29 MBA-Anlagensysteme Nachrotte für die Nachrotte erlaubt die MBA-Richtlinie offene Mietenkompostierungssysteme AT 4 < 20 mgo 2 /g DM nach (2) bis 4 Wochen Intensivrotte Abluft ist nun wenig belastet Verfahren analog Bioabfallkompostierung Studienjahr 2010/2011 LVA

30 Abluftreinigung MBA Mögliche Belastungen: Geruch (Terpene, H 2 S, Amine, Ammoniak, Carbonsäuren, Ester,...) Keime (Pilzsporen, Bakterienkeime,...) Staub organische Schadstoffe (Kohlenwasserstoffe, Aromate, CKWs, BTX) N 2 O - Lachgas (Treibhauswirksam!) Quecksilber, Cadmium (?) Studienjahr 2010/2011 LVA

31 Abluftreinigung MBA Mögliche Verfahren (nach TA f. MBA/ UBA 1998): Biofilter mit Vorkonditionierung der Abluft (geschlossen, offen, mehrstufig,...) Chemische/Oxidative Wäscher (in Kombination mit Biofilter) Aktivkohlefilter (z.b. nach Biofilter) Thermische Behandlung (mit Stützfeuerung!) Katalytische Systeme (z.b. katalytische Nachverbrennung - geringe Temperaturen (300 C)) Studienjahr 2010/2011 LVA

32 Biologische Parameter zur Bestimmung der Reaktivität Tests im aeroben Milieu: Atmungsaktivität (AT4 oder AT7) im Sapromat Bestimmung der aktuellen Reaktivität ( Reifeparameter ) Tests im anaeroben Milieu: Gasbildungspotential (Inkubationsversuch oder Gärtest) über 21 Tage Studienjahr 2010/2011 LVA

33 Qualität Endprodukt TOC < 5% TM durch MBA meist NICHT erreichbar!! DVO/MBA-RL: Reaktivitätsparameter: GS21 < 20 Nl / kg TM und AT 4 < 7 mg O 2 / g TM Heizwert: < kj / kg TM Studienjahr 2010/2011 LVA

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