Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Kompostierung getrennt erfasster organischer Abf\u00e4lle verursacht in der Intensivrotte prozessbedingte Emissionen organischer (VOC) und anorganischer Stoffe auf dem Wasser- und Luftpfad, die eine aufwendige technische Nachbehandlung von Abw\u00e4ssern und Abluft erzwingen. Eine Verminderung der Quellst\u00e4rke dieser Stoffstr\u00f6me soll eine Umweltentlastung von luftgetragenen Schadstoffen bewirken. Verfahrenstechnische Untersuchungen sollen die Minderungspotentiale im Labor- und in der Realtechnik quantitativ erfassen und die Basis f\u00fcr eine wissenschaftliche, betriebspraktische, umwelttechnische und \u00f6konomische Beurteilung liefern.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn Modellkompostierungen im Laborma\u00dfstab wurden emissionsmindernde Modifikationen des Rottegemisches entwickelt und die positiven Ergebnisse zur Validierung in den technischen Ma\u00dfstab \u00fcbertragen. Es wurden qualitative und quantitative Daten zum Emissionsgeschehen und zum Prozessverlauf erhoben und Auswirkungen der Modifikationen auf die Betriebspraxis, die Anlagenkapazit\u00e4t und die spezifischen Betriebskosten erfasst und quantifiziert und den erzielbaren Minderungseffekten gegen\u00fcbergestellt. Durch begleitende Analysen der chemischen Bioabfall-Zusammensetzung werden die Schwankungsbreiten kritischer, insbesondere rasch abbaubarer und leichtfl\u00fcchtiger, Abfallinhaltsstoffe erfasst. Hieraus werden Absch\u00e4tzungen der notwendigen Eingriffstiefe prozessintegrierter Emissionsminderungsstrategien entwickelt.
\nIm Berichtszeitraum wurden Emissionsuntersuchungen an Labor-Kompostreaktoren (30L) und in der Realtechnik an Herhof-Rotteboxen (50m\u00b3) unter Verwendung von authentischem Material durchgef\u00fchrt. Die analytischen Methoden zur qualitativen und quantitativen Erfassung von anorganischen und organischen Emissionen auf dem Wasser- und Gaspfad wurden an die Erfordernisse der Kompostierungstechnik angepasst und in beiden Untersuchungsma\u00dfst\u00e4ben zur Anwendung gebracht.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Emissionsuntersuchungen wurden an Labor-Kompostreaktoren (30L) und in der Betriebspraxis (50m\u00b3) durchgef\u00fchrt. Als Datengrundlage standen Analysen an folgenden Prozessmedien zur Verf\u00fcgung:
\nProzesskondensate: pH-Wert; NH4-N; TOC; saure und basische extrahierbare organische Stoffe (>C6)mit GC-Analyse; Headspace-GC der niedermolekularen VOC, Aldehyde nach der Diphenylhydrazin-Methode
\nProzessabgas: CO2 und O2; NH3; Methan; Aldehyde und Ketone als 2,4-Dinitrophenylhydrazinderivate, Adsorptions-GC der Komponenten >C5 und olfaktometrische Geruchsschwellenbestimmung nach VDI 3881 (Unterauftragnehmer)
\nRottematerial: Physikalisch-chemische Daten, Rottegrad nach LAGA M10 (hierzu wurden erg\u00e4nzende methodische Untersuchungen durchgef\u00fchrt), Stickstoffverbindungen; Fette, Kohlenhydrate; Energieinhalt
\nRohstoffe: zus\u00e4tzlich wasserdampffl\u00fcchtige organische Inhaltsstoffe (Analytik wie Kondensate)
\nIm Laborma\u00dfstab wurden Effekte verschiedener Rottef\u00fchrungen auf das Emissionsgeschehen nach folgenden Variationen analysiert: i) Variation im Gehalt an organisch gebundenem Stickstoff im Bioabfall (Protein); ii) Addition von N-armen Zuschlagstoffen (Stroh) und N-armem Kohlenstoffsubstrat (Fett), iii) Zugabe abbauresistenter Strukturstoffe, iv) Zugabe von Bentonit als Adsorbens, v) Zugabe von Reif- und Frischkomposten. Sensitivit\u00e4tstests erfolgten durch St\u00f6rgr\u00f6\u00dfenaufschaltung in Form hoher Dosierungen von Fett oder Protein, verschiedener Bel\u00fcftungstechniken (u.a. Hypoxische Bel\u00fcftung mit 10% v\/v O2)
\nIn der technischen Dimension wurden zwei Versuchsbl\u00f6cke aus je vier Versuchspaaren in Rotteboxen mit doppeltem Boxendurchgang und vierw\u00f6chiger Nachrotte ausgef\u00fchrt. Die ersten Versuche dienten zur Feststellung und Beseitigung technischer Schwachstellen und zur Erarbeitung einer guten Kompostierpraxis (Standardkompostierung) im Kooperationsbetrieb. In der zweiten Versuchsgruppe wurden emissionsmindernde Prozessf\u00fchrungen, soweit mit den Betriebsvorgaben und den Qualit\u00e4tskriterien f\u00fcr g\u00fcte\u00fcberwachte Komposte vereinbar, in der Praxis erprobt.
\nIn Zusammenarbeit mit dem Anlagenbetreiber wurden die Effekte von Minderungsstrategien durch ligno-zellulosehaltiges Kohlenstoffsubstrat (Stroh), Reifkompost-R\u00fcckf\u00fchrung und Adsorbens-Zugabe (Bentonit) auf den Anlagendurchsatz und die Produktivit\u00e4t im Sinne von Kosten- und Personaleinsatz und spezifischem Fl\u00e4chenbedarf f\u00fcr die Reifkomposterzeugung untersucht. In einer abschlie\u00dfenden Synthesephase wurden die Ergebnisse auf verallgemeinerbare Prinzipien untersucht, wobei das Bioabfall-Monitoring und verfahrenstechnische Daten besonders ber\u00fccksichtigt wurden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
\u00b7\tWeppen, P., U. Gudladt, A. Willert (1998): Die Rottegradbestimmung von Kompost in DEWAR-Gef\u00e4ssen – eine kalorimetrische Interpretation, Journal of thermal Analysis, 52: pp. 81-91
\n\u00b7\tWeppen, P., U. Gudladt, A. Willert (1998): Determination of compost maturity using DEWAR-Vessels according to LAGA M10, VAAM-Fr\u00fchjahrstagung 1998
\n\u00b7\tGudladt, U., R. Korten, P. Weppen, A. Willert (1998): Statusseminar, Osnabr\u00fcck, November 1998\u00b7\tB. Christiansen (1997): Examensarbeit f\u00fcr das Fach Chemie an der Humboldt-Universit\u00e4t, Berlin<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Kompostierung in Reaktoren vom Typ Herhof-Rottebox wird \u00fcblicherweise auf 7 Tage Rottedauer beschr\u00e4nkt. Diese Verfahrensweise sichert eine Produkthygienisierung kann aber nicht als kontrollierte Rotte bis zu einem definierten Produktzustand angesehen werden. Auch die zweimalige, 7t\u00e4gige Boxen-Rotte f\u00fchrte nicht zu einem Zwischenprodukt mit ausreichender Reife f\u00fcr eine passive Nachrotte in offenen Mieten.
\nIm Laborma\u00dfstab lie\u00dfen sich Emissionen von organischem Kohlenstoff (VOC) im Kondensatwasser durch Modifikation des Rottegemisches um 50-70%, bezogen auf die eingesetzte Bioabfallmenge, mindern. Die NH4+-N-Emission konnte um 50-95% gedrosselt werden. Durch Zugabe von Proteinen zum Rottegemisch lie\u00df sie sich um 500% steigern. Die erforderlichen Zuschlagstoffmengen f\u00fcr Minderungsma\u00dfnahmen bewegten sich \u00fcblicherweise oberhalb der Standard-Kompostierung und \u00fcberschritten dabei vereinzelt praxistaugliche Gr\u00f6\u00dfenordnungen (Stroh) oder akzeptable Kostenvorstellungen (Na-Bentonit). In Praxisversuchen wurden quantitative Zahlen f\u00fcr die Quellst\u00e4rke und Frachten von luft- und wasserbelastenden Stoffen ermittelt, die eine Absch\u00e4tzung der Umweltwirkungen oder Nachsorgekosten einer Kompostierung gestatten. Das Ziel einer Emissionsminderung um mindestens eine Gr\u00f6\u00dfenordnung wurde in der Praxis nicht erreicht.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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