Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Unter dem Aspekt einfacher, kosteng\u00fcnstiger, flexibler, emissionsarm und nachhaltig dr\u00e4ngen Kompostierungsverfahren auf den Markt, welche neue Perspektiven f\u00fcr zahlreiche Einsatzm\u00f6glichkeiten zu er\u00f6ffnen scheinen. Hier bietet der Einsatz von semipermeablen Planenabdeckungen einen interessanten und innovativen Ansatz zur Kontrolle und Minderung von Emissionen. Durch diese einfache und g\u00fcnstige Art der Emissionsminderung entfallen kostenintensive Bauteile wie Einhausung, Ablufterfassung und Abluftreinigung. In Verbindung mit einer einfachen Steuer- und Regelungstechnik erh\u00e4lt man ein effektives und emissionsarmes Low-Tech- und Low-Cost-Verfahren. Die Planenkompostierung tritt damit in Konkurrenz sowohl zur offenen Mietenkompostierung als auch zu eingehausten Anlagen. Da noch keine ausreichenden Daten f\u00fcr die \u00f6kologische und \u00f6konomische Einordnung vorlagen, tragen die grundlegenden Untersuchungen dieser Arbeit zu einer Bewertung dieser neuen Technik bei. Ziel der Arbeit war es, die M\u00f6glichkeiten und Besonderheiten des neuen Verfahrens im Vergleich zu den etablierten Verfahrens-techniken aufzuzeigen. Es sollte die Frage beantwortet werden: Ist die Kompostierung unter semipermeablen Planenabdeckungen eine Alternative zu eingehausten Anlagen?<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm die Kompostierung unter semipermeablen Planenabdeckungen einordnen zu k\u00f6nnen, wurden nachfolgend beschriebene Leistungskriterien im Labor- und Praxisma\u00dfstab untersucht:
\na) Untersuchungen zum Rotteproze\u00df
\nAnhand von Kompostierungsversuchen im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab zu verschiedenen Jahreszeiten und mit unterschiedlichen Inputmaterialien soll der Einflu\u00df der Planenabdeckungen und der gesteuerten Bel\u00fcftung auf den Rotteproze\u00df im Vergleich zur offenen Mietenkompostierung untersucht werden. Damit sollen Leistungsdaten f\u00fcr den Einsatzbereich und f\u00fcr die Auswahl von Inputmaterialien erhalten werden.
\n b) Beurteilung der Substrathygiene
\nGrundvorausetzung f\u00fcr jedes Kompostierungsverfahren ist aus hygienischen Gesichtspunkten die Abt\u00f6tung aller human- und phytopathogenen Keime w\u00e4hrend des Rotteprozesses. Die Untersuchungen sollen zeigen, ob die Planenabdeckung auch in den Wintermonaten zu einer deutlich h\u00f6heren Temperatur am Mietenrand f\u00fchrt. Es ist zu kl\u00e4ren, ob bis zum ersten Umsetztermin (nach 21 Tagen Intensivrotte) eine gesicherte Hygienisierung m\u00f6glich ist. Durch die Messung der Temperaturentwicklung in unterschiedlichen Mietenbereichen und dem Einbringen von Testorganismen soll dieser Einflu\u00df n\u00e4her quantifiziert werden.
\nc) Untersuchungen zu den Geruchsemissionen
\nGerade bei \u00dcberlegungen hinsichtlich der Verfahrens- und Standortauswahl sowie der Beurteilung der Genehmigungsf\u00e4higkeit ist die Einhaltung und Gew\u00e4hrleistung bestimmter Geruchsemissionsgrenzen von zentraler Bedeutung. Daher soll die Minderung von Geruchsemissionen durch die Planenabdeckung besonders eingehend untersucht werden. Anhand der Me\u00dfergebnisse sollen dann f\u00fcr die einzelnen Proze\u00dfschritte der Planenkompostierung Kennzahlen f\u00fcr die fl\u00e4chenspezifische Geruchsfracht und f\u00fcr die Gesamtemission einer Anlage aufgestellt werden. Gezielte Untersuchungen an einer Laborkompostieranlage sollen hier Erkl\u00e4rungen f\u00fcr die Funktion und den Mechanismus liefern.
\nd) Untersuchungen zu den Keimemissionen
\nNeben den Geruchsemissionen sind seit der Schlie\u00dfung der ersten Kompostanlage in Deutschland aufgrund von Keimimmissionen die m\u00f6glichen Belastungen durch Luftkeimemissionen in den Vordergrund ger\u00fcckt. Ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen besch\u00e4ftigt sich daher mit der Eignung und der Effizienz der Planenabdeckung als eine Quasi-Einhausung zur Minderung von Keimemissionen.
\ne) Beurteilung der Kosten
\nNeben der grunds\u00e4tzlichen Leistungsf\u00e4higkeit eines Verfahrens sind die Kosten f\u00fcr die Errichtung und den Betrieb einer Anlage f\u00fcr den K\u00e4ufer und Betreiber der wichtigste Punkt. Um die neue Verfahrenstechnik beurteilen zu k\u00f6nnen, soll in bereits realisierten Anlagen eine Kostenstudie durchgef\u00fchrt werden.
\nf) Beurteilung der Nachhaltigkeit
\nUm die Kompostierung unter Planenabdeckungen unter dem Gesichtspunkt der Umweltvertr\u00e4glichkeit einordnen zu k\u00f6nnen, sollen an f\u00fcnf Praxisanlagen mit verschiedenen Kompostierungstechniken Untersuchungen durchgef\u00fchrt werden. Dabei soll die Bewertung der \u00f6kologischen Auswirkungen anhand des Energieaufwandes bei der Herstellung und dem Betrieb der Anlage vorgenommen werden.
\nAnhand von sechs gro\u00dftechnischen Versuchen sollten grundlegende Aussagen \u00fcber die Leistungsf\u00e4higkeit des neuartigen Kompostierungsverfahrens erarbeitet werden. Durch parallele Untersuchungen an einer Laborkompostierungsanlage sollten die Ergebnisse hinsichtlich der Funktionalit\u00e4t der Abdeckungen validiert werden. Zur \u00dcberpr\u00fcfung der Repr\u00e4sentativit\u00e4t der Erhaltenen Kennzahlen sollten Messungen in bereits realisierten Praxisanlagen durchgef\u00fchrt werden. Abschlie\u00dfend sollten anhand einer Studie bei f\u00fcnf Praxisanlagen mit unterschiedlicher Verfahrenstechnik Kennzahlen \u00fcber Energie und Kosten ermittelt werden, um auch eine \u00f6kologische und \u00f6konomische Bewertung durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen. Aufgrund der dann gesammelten Erkentnisse sollten damit konkrete Aussagen zur Handhabbarkeit der neuen Technik, zu deren Einsatz f\u00fcr dezentrale Anlagen sowie zu Anwendungsm\u00f6glichkeiten in neuen M\u00e4rkten (Ost- und S\u00fcdeuropa, Asien) m\u00f6glich werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im einzelnen lassen sich als Resultate f\u00fcr zwei unterschiedliche Textillaminate GORE-TEX\u00ae und PLOUCQUET\u00ae folgende Aussagen festhalten:
\na) Rotteproze\u00df
\nAnhand von Kompostierungsversuchen im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab wurde der Einflu\u00df der Planenabdeckung und der gesteuerten Bel\u00fcftung auf den Rotteproze\u00df im Vergleich zur offenen Mietenkompostierung untersucht. Es zeigt sich, da\u00df hier eine deutliche Optimierung und Verk\u00fcrzung des Rotteprozesses erzielbar ist. Unabh\u00e4ngig von der Jahreszeit und Inputmaterial kann innerhalb von 7 – 9 Rottewochen ein hochwertiger Fertigkompost mit Rottegrad V hergestellt werden. Damit liegt das neue Verfahren im Leistungsbereich anderer Systeme.
\nb) Substrathygiene
\nDie Kompostierung mu\u00df aus umwelthygienischen Gesichtspunkten eine sichere Abt\u00f6tung von Keimen gew\u00e4hrleisten. Eine Abdeckung und Bel\u00fcftung von Mieten f\u00fchrt zu einer schnelleren Hygienisierung. Die Abt\u00f6tung der human- und phytopathogenen Keime ist schon nach einer dreiw\u00f6chigen Intensivrotte ohne Umsetzen der Miete auch in den kritischen Rand- und Basisbereichen erreichbar. Bei der offenen Mietenkompostierung ist dies nur durch eine Umsetzung gew\u00e4hrleistet.
\nc) Geruchsemissionen
\nIm Rahmen der Arbeit wurde die Erfassung und Bewertung der Minderung von Geruchsemissionen durch die Planenabdeckung besonders eingehend untersucht. Anhand der Me\u00dfwerte konnten f\u00fcr die einzelnen Proze\u00dfschritte des neuen Verfahrens sichere Kennzahlen mit Vertrauensbereichen f\u00fcr die fl\u00e4chenspezifische Geruchsfracht und f\u00fcr die Hochrechnung auf die Gesamtemission einer Anlage aufgestellt werden. Es zeigte sich, da\u00df durch den Einsatz der Planen eine Verminderung der Geruchsstoffkonzentration um 97 % erzielbar ist. Die ermittelte durchschnittliche Geruchsfracht liegt mit 1,1 GE\/m\u00b3Input\u00b7s nahe der Emission eines gut funktionierenden Biofilters mit 0,9 GE\/m\u00b3Input\u00b7s. Im Vergleich dazu werden bei einer offenen Mietenkompostierung in den ersten drei Rottewochen im Mittel 52 GE\/m\u00b3Input\u00b7s emittiert. Im Vergleich mit eingehausten Anlagen lag die Effizienz der Planenabdeckung f\u00fcr die Gesamtgeruchsfracht in einer \u00e4hnlichen Gr\u00f6\u00dfenordnung wie die gezielte Ablufterfassung und -reinigung mittels Biofilter. Ein entscheidender Beitrag f\u00fcr die Gesamtfracht der Vergleichsanlagen liefert oftmals die unbel\u00fcftete Nachrotte oder Nachreife. Hier zeigte es sich, da\u00df trotz effizienter Emissionsminderungsma\u00dfnahmen zu Beginn der Rotte durch fehlende einfache Minderungsma\u00dfnahmen, wie eine aktive Bel\u00fcftung oder kleinere Mieten, im weiteren Verfahrensablauf die positive Wirkung auf die Gesamtfracht der Anlage stark verringert wird. Die Kombination einer Abdeckung und Bel\u00fcftung der Intensivrotte mit einer aktiven Bel\u00fcftung der Nachrotte und der Nachreife ohne Abdeckung wurde ebenfalls untersucht. Es ergaben sich Emissionswerte, die einer Anlage mit Ablufterfassung und -reinigung bei unbel\u00fcfteter Nachreife entsprechen. Bei den Untersuchungen wurden die zwei Textillaminate GORE-TEX\u00ae und PLOUCQUET\u00ae eingesetzt. Bez\u00fcglich der Geruchsemissionen konnte kein Unterschied in der Wirkungsweise beider Laminate festgestellt werden.
\nd) Keimemissionen
\nDa es bisher keine Methode gab, um Keimemissionen zu erfassen, wurde im Rahmen der Arbeit erstmalig eine Methode daf\u00fcr entwickelt und angewendet. Die Methode basiert auf dem Prinzip einer aktiv bel\u00fcfteten Haube. Mit dieser konnten die Keimemissionen im Verlauf der Rotte von ruhenden Mieten erfa\u00dft werden. Festzustellen war, da\u00df durch die Planenabdeckung die Luftkeimkonzentration aller untersuchten Keimgruppen um nahezu 100 % gemindert wird. Bei nicht abgedeckten ruhenden Mieten werden 90 % der Keimemissionen innerhalb der ersten acht Rottewochen freigesetzt. Dabei findet ein deutlicher Anstieg der Keimemission bis zur 4. Rottewoche und ein nachfolgendes Absinken auf den Hintergrundwert statt. Beim Einsatz von Abdeckungen \u00fcber die ersten sechs Rottewochen konnten die Gesamtemissionen von drei der vier untersuchten Keimgruppen im Vergleich zu einer nicht abgedeckten Miete um 40 bis 66 % reduziert werden.
\ne) Kosten
\nF\u00fcr eine \u00f6konomische Betrachtung sind neben der Leistungsf\u00e4higkeit eines Verfahrens die Kosten f\u00fcr den Bau und den Betrieb einer Anlage von zentraler Bedeutung. Es wurde daher ein Kostenvergleich verschiedener Anlagenkonzepte durchgef\u00fchrt. Die Studie belegt, da\u00df sowohl die Invest- als auch die Betriebskosten der Planenkompostierung im Vergleich zu den eingehausten Anlagen erheblich geringer sind. Die Kosten liegen auf einem vergleichbar niedrigen Niveau wie bei dem einfachen Verfahren der offenen Mietenkompostierung.
\nf) Nachhaltigkeit
\nZur Bewertung der Kompostierung unter Planenabdeckungen unter \u00f6kologischen Gesichtspunkten wurden an Anlagen unterschiedlicher Verfahrenstechnik Kennzahlen zum Energieverbrauch erhoben. Die Untersuchung ergibt, da\u00df der kumulierte Energieaufwand der Planenkompostierung bei der Herstellung und im Betrieb im Vergleich zu den technisch aufwendigeren eingehausten Anlagen wesentlich geringer ist. Verglichen mit der einfachen offenen Mietenkompostierung schneidet die Planenkompostierung ebenfalls \u00fcberraschend gut ab. Dies liegt an der h\u00f6heren Durchsatzmenge der Planenanlage.
\nVerg\u00e4rungsanlagen schneiden dagegen unter energetischen Gesichtspunkten wesentlich besser ab, wenn der Energiegewinn durch die Strom- und W\u00e4rmeproduktion ber\u00fccksichtigt wird.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
K\u00fchner, M. ; Sihler A. ; Fischer, K. (1996): M\u00f6glichkeiten und Perspektiven von Planenabdeckungen bei der offenen Mietenkompostierung. In: WIEMER K. & KERN, M. [Hrsg.]: Biologische Abfallbehandlung III – Kompostierung- Anaerobtechnik- Mechanisch-biologische Abfallbehandlung- Kl\u00e4rschlammverwertung, S. 215 – 228, Baezea-Verlag, 1996, Witzenhausen
\nK\u00fchner, M. ; Sihler, A. (1996): Kompostierung unter semipermeablen Textilien, eine Alternative zu gehausten Anlagen ? In: Stuttgarter Berichte zur Abfallwirtschaft; Standort und Standpunkte zur Abfallwirtschaft als Instrument des Umweltschutzes, 70. Abfalltechnischen Kolloquiums, Band 65 , Erich-Schmidt-Verlag, Stuttgart
\nK\u00fchner M. (1997): Preiswerte Biom\u00fcllkompostierung unter semipermeablen Textilien. In: Abfallwirtschaft auf dem Weg zum Jahr 2005, XV. Umweltorientiertes Symposium, Dresden, 29.04.-30.04.97, Gutke Verlag K\u00f6ln
\nK\u00fchner, M. ; Fischer, K. (1997): Composting Below semi-permeable Covers as a Low Emissions, Low-Techand Low-Cost Procedure. In: ORBIT 97, Organic Recovery & Biological Treatment into the next millenium, International Conference, Harrogate, United Kingdom, 3.-5. 9. 1997
\nK\u00fchner, M. ; Fischer, K. (1998): Kompostierung unter semipermeablen Planenabdeckungen als innovatives Low-Tech und Low-Cost Verfahren. In: Statusseminar zum F\u00f6rderschwerpunkt Bioabfallverwertung, 25\/26 November 1998
\nK\u00fchner, M. ; Fischer, K. (1999): Planenkompostierung als Alternative zur herk\u00f6mmlichen Bioabfallkompostierung: Theorie und Erfahrungen. In: Stuttgarter Berichte zur Abfallwirtschaft; Berichte aus der Praxis der Abfallwirtschaft, 75. Abfalltechnischen Kolloquiums, Band 71 , Erich-Schmidt-Verlag, Stuttgart
\nK\u00fchner, M. ; Zapirain, R. ; Martens, W. ; Philpp, W. ; Fischer, K. ; B\u00f6hm, R. (1999): Kompostierung unter semipermeablen Planenabdeckungen, eine M\u00f6glichkeit zur Emissionsminderung von mikrobiellen Aerosolen Stand von Wissenschaft, Forschung und Technik zu Siedlungshygienischen Aspekten der Abfallentsorgung und -verwertung, VDI-Schriftenreihe, Band 30
\nK\u00fchner, M. ; Fischer, K. (1999): Kompostierung unter semipermeablen Planenkompostierung als Alternative zur herk\u00f6mmlichen Bioabfallkompostierung: Theorie und Erfahrungen. In: Stuttgarter Berichte zur Abfallwirtschaft; Berichte aus der Praxis der Abfallwirtschaft, 75. Abfalltechnischen Kolloquiums, Band 71 , Erich-Schmidt-Verlag, Stuttgart
\nK\u00fchner, M. ; Fischer, K. (1999): COMPOSTING BELOW SEMI-PERMEABLE COVERS: Applications and their ecological and economical assessment In: ORBIT 99, International Conference on Biological Treatment of Waste and the Environment, Weimar, United Kingdom, 2.-4. 9. 1999<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
In Anbetracht der deutlich geringeren Investitionskosten, dem wesentlich geringeren Energieaufwand und der effizienten Minderung von Geruchs- und Keimemissionen sind die Kompostierungsverfahren unter semipermeablen Planenabdeckungen eine interessante Alternative zu eingehausten Anlagen. Diese Systeme k\u00f6nnen sowohl als Intensiv- und Nachrotteeinheit bei der Optimierung und der Neuplanung von Anlagen als auch f\u00fcr eine Erg\u00e4nzung (Nachrotteeinheit) von aeroben und anaeroben Anlagen eingesetzt werden. Haupts\u00e4chlich die Flexibilit\u00e4t und die vergleichsweise geringen Kosten machen diese Technik f\u00fcr den Markt besonders in Entwicklungs- und Schwellenl\u00e4ndern interessant und wettbewerbsf\u00e4hig.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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