Grundlagen der Theoretische Kompostierung Vergrung und MBA Prof
Grundlagen der Theoretische Kompostierung, Vergärung und MBA Prof. Dr. -Ing. Sabine Flamme 1. Workshop Abfallwirtschaft 2. 18. - 19. 06. 2008 Vologda 1
Gliederung Ø Allgemeines Ø Kompostierung Ø Vergärung Ø Mechanisch Biologische Abfallaufbereitung
Allgemeines Biologische Abfallbehandlung Ziel: Biologische Behandlung aus Umwandlung der organischen Bestandteile und deren Mineralisierung; Verwertung von Bio- und Grünabfällen Kompost: pflanzenverträgliches Bodenverbesserungsmittel energetisc h stofflich/ energetisch Kompostierung (aerob) direkte Verwertung Dünge- und Bodenverbesserungsmittel Vergärung (anaerob) Energie und/oder Wärme Dünge- und Bodenverbesserungsmitte l Verbrennung (thermisch) Energie und/oder Wärme
Kompostierung Möglichkeiten der Kompostierung
Kompostierung Vielzahl von Einflussgrößen Gebietsstruktur Gebührenordnung Behältersystem Teilnehmerquote Anteil Eigenkompostierer ( 30 – 60 kg/(ET *a)) abschöpfbar Anforderungen / Verwertungswege / Absatzmöglichkeiten Ø Ersatz des mineralisierten bodenbürtigen Humus Ø Verbesserung der chemisch-physikalischen Bodeneigenschaften (Erhöhung des Porenvolumens, der Wasserkapazität, Verminderung von Erosion und Verschlämmung etc. ) Ø Steigerung der biologischen Aktivität der Böden Ø Ertragsteigerung Ø Positiver Einfluss auf die Qualität der erzeugten Produkte
Kompostierung Anforderungen Allgemeine Qualitätsansprüche an die Kompostqualität: Ø reich an wertbestimmenden Inhaltsstoffen (org. Substanz, Nährstoffe) Ø arm an wertmindernden Inhaltsstoffen (Störstoffe, Schadstoffe) Ø hygienische Unbedenklichkeit http: //www. bgkev. de Gütezeichen Kompost
Kompostierung Absatzmöglichkeiten Für den Einsatz von Bio- und Grünabfallkomposten sind zahlreiche pflanzenbauliche und andere Anwendungsbereiche vorhanden, wobei der Mengenbedarf in den einzelnen Bereichen sehr unterschiedlich ist und regionalen Einflüssen unterliegt Anwendungsbereiche für Bio- und Grünabfallkompost · · · Landwirtschaft Erwerbsgartenbau Garten- und Landschaftsbau Baumschulen Hobby- und Kleingartenbau Wein- und Obstbau Forstwirtschaft Öffentliche Grünanlagen Rekultivierungsmaßnahmen Kompostprodukte (erden- und substratherstellende Industrie) Technische Bereiche (Kompostfilter etc. )
Kompostierung
Kompostierung Zielsetzung Einsparungen von Ressourcen hier: Torfersatz Bundesweiter Verbrauch von ca. 9 Mio. m³/a Torf; bei vollständiger Ausschöpfung der möglichen Substitutionsfelder Bedarf von 2, 5 Mio. m³ Kompost (ca. 30 - 40 % der Kompostgesamtmenge). Marktwert von Kompost in Deutschland Über alle Vermarktungsbereiche beträgt der durchschnittliche Erlös von RAL-Kompost (gesiebt, ab Werk) ca. 5, 80 €. In der Landwirtschaft sind die Erlöse geringer. Im Landschaftsbau, Erdenwerken, Hobbygartenbau etc. werden höhere Erlöse erzielt (BGK, 2006).
Kompostierung
Kompostierung Unterscheidung in drei Rottephasen Abbauphase/thermophile Phase • Durch intensive Abbautätigkeit wärmeliebender (thermophiler) Mikroorganismen Temperaturanstieg auf 60 - 70°C. • Vollständige Hygienisierung, wenn das gesamte Material über einen Zeitraum von 3 Wochen Temperaturen von > 55°C ausgesetzt war. Umbauphase/mesophile Phase sinken Temperaturen • werden aktiv. • Je nach Kompostierungsverfahren hält diese Phase mehrere Wochen an. Aufbauphase/Abkühlungs- oder Reifephase • Weitere Abkühlung, Besiedlung durch Bodentiere (Zerkleinerung von Pflanzenteilen, Durchmischung und Durchlüftung des Substrates, Stabilisierung der Humusstoffe). • Bildung von Ton-Humus-Komplexen, Beginn der Mineralisation. • Phase sollte möglichst nicht während der Kompostierung abgeschlossen sein.
Kompostierungsverfahren
Kompostierung
Kompostierung Intensivrottesysteme für Bioabfälle Intensivrottesysteme der Bioabfallkompostierung (Kern, 1992)
Kompostierung Tunnelkompostierung
Kompostierung Containerkompostierung
Kompostierung Zeilenkompostierung Zeilenreaktor mit Umsetzer (Thomé- Kozmiensky, 1995)
Kompostierung
Vergärung Grundlagen der Vergärung: anaerobe biologische Mineralisierung organischer Rückstände (z. B. Bioabfälle), basierend auf der Nutzung der Methangärung. Diese ist ein mehrstufiger biologischer Prozess, bei welchem durch die mikrobiellen Stoffwechselvorgänge Biogas gebildet wird. Der verbleibende Feststoff wird als Gärrückstand bezeichnet.
Vergärung Verfahren der Bioabfallvergärung
Vergärung Verfahrenschema einer Vergärungsanlage (nach Biener, 2002)
Vergärung Vergleich/Kombination von Kompostierung und Vergärung
Vergärung Vergleich aerobe und anaerobe Behandlung von Bioabfällen
Mechanisch Biologische Aufbereitungsanlage Verfahren zur Restabfallbehandlung Seit dem 01. 06. 2005 ist in Deutschland eine Ablagerung von unbehandelten Siedlungsabfällen ohne vorherige Behandlung nicht mehr möglich. Die Einhaltung der Vorgaben der Abfallablagerungsverordnung für die Deponieklasse II insbesondere hinsichtlich der organischen Bestandteile erfordert eine thermische oder mechanisch-biologische Vorbehandlung, dadurch: Ø eine Minimierung der Deponiegasbildung, Ø eine Minimierung der Sickerwassermenge und Verbesserung der Sickerwasserqualität und Ø eine Minimierung der durch Deponiegas- und Sickerwasserbildung bedingten Setzungen im Deponiekörper Zur Behandlung von Restabfällen eignen sich mechanisch Abfallbehandlungsanlagen (MBA) sowie Müllverbrennungsanlagen (MVA). - biologische
Mechanisch Biologische Aufbereitungsanlage Restabfallbehandlungskonzepte (Flamme et al. , 2005)
Mechanisch Biologische Aufbereitungsanlage Ziele der mechanisch-biologischen Behandlung · Einhaltung der Kriterien der Abfallablagerungsverordnung im abzulagernden Rest · Ziele der mechanischen Aufbereitung Ø Ø optimaler Input für die biologische Stufe Produktion von Fraktionen zur energetischen und stofflichen Verwertung · Separierte Stoffströme Ø Ø Fraktion zur biologischen Behandlung: organikreich Fraktion zur energetischen Verwertung: heizwertreich Fraktion zur stofflichen Verwertung (z. B. Metalle, ggf. Kunststoffe) Fraktion zur thermischen Behandlung in MVA (Störstoffe)
Mechanisch Biologische Aufbereitungsanlage
Mechanisch Biologische Aufbereitungsanlage Mechanische Stufe [1] · Grundkonzeption mit Vorsortierung Zerkleinerung Siebung Fe-Abtrennung und ggf. mit weiteren Aggregaten Windsichter Ballistischer Separator NE-Abscheider
Mechanisch Biologische Aufbereitungsanlage Mechanische Stufe [2] Hausmüll (100 %) Überkorn Trommelsieb I FE (2 %) Überbandmagnet Feinkorn NE (0, 5 %) NE-Abscheider Trommelsieb II Mittelkorn Reste Rotte NIR Besonderheit HKF Ballenpresse, Verladung zur Brennstoffproduktion Reste HKF (22 %) Verladung zur MVA Reste (55%)
Mechanisch Biologische Aufbereitungsanlage Biologische Stufe [1] Mengenstrom einer MBA einschließlich Vergärung Verfahren der Biologischen Stufe: siehe Grundlagen der Kompostierung / Vergärung
Mechanisch Biologische Aufbereitungsanlage Beispiele für Mengenströme einer mechanisch - biologischen Behandlung
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