Topbild: Abfall-Entsorgung zum Vorteil von Mensch und Umwelt

Faber Ambra GmbH
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Interner LinkMechanisch-biologische Abfallbehandlung

Ausgesuchte Projekte

Einführung der FABER-AMBRA® in Rio de Janeiro, Brasilien

Zweiter Zwischenbericht
zum ersten Zwischenbericht
zur DSR Analyse

 

Projektdurchführung FABER-Recycling GmbH, Schlierschied

 

Projektbearbeiter Dipl.-Ing. D. Maak
Dipl.-Ing. C. Pereira

 

Projektleiter Wolfgang Tönges

 

  Schlierschied im Oktober 2000

 

1. Einleitung

Die Faber Recycling GmbH führt seit dem 01.09.99 ein Pilotprojekt zur Einführung der FABER-AMBRA® in Rio de Janeiro in Brasilien durch. Dieses Pilotprojekt wird durch Mittel des BMBF gefördert (Förderkennzeichen 1481203). Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Eignung des Verfahrens Faber-AMBRA® zur Behandlung von Abfällen in Rio de Janeiro in Brasilien zu testen. Bei der FABER-AMBRA® handelt es sich um ein mechanisch-biologisches Abfallbehandlungsverfahren, welches seit vielen Jahren in Deutschland erfolgreich am Markt eingesetzt wird. Mit dem Verfahren ist es möglich, die negativen Auswirkungen der Abfallablagerung auf die Umwelt weitestgehend zu verhindern. So wurde in Deutschland im großtechnischen Betrieb über viele Jahre nachgewiesen, daß nach einer Behandlung mit dem FABER-AMBRA® Verfahren die Ablagerungseigenschaften der Abfälle wesentlich verbessert werden. Insbesondere das Ausgasungsverhalten wird von ca. 150 - 180 l/kg bei Frischmüll auf unter 1 l/kg Müll gesenkt. Nach dem Einbau in die Deponie ist das austretende Müllsickerwasser nur noch sehr gering organisch belastet. Dies wird in der Deponie in Meisenheim durch einen BSB5 Wert von £ 3 mg/l dokumentiert.

Ziel des in Rio de Janeiro durchgeführten Forschungsvorhabens ist es, die Eignung des FABER-AMBRA®-Verfahrens unter den klimatischen Verhältnissen in Brasilien sowie der zu deutschen Verhältnissen stark abweichenden Müllzusammensetzung nachzuweisen.
Dazu wurde ein Forschungsvorhaben von der Firma Faber Recycling GmbH konzipiert, welches von der Universität Braunschweig und der Universität Rio de Janeiro wissenschaftlich begleitet wird. Die Förderung des Vorhabens geschieht durch das BMBF (Förderkennzeichen 14812037).

2. Arbeitsplan

Beginn des Forschungsvorhabens war der 01.09.99. Planmäßig wurde Anfang September mit der Durchführung des Forschungsvorhabens begonnen. Während der Anwesenheit vom 03.09.99 bis zum 14.10.99 von zwei Facharbeitern der Firma Faber Recycling GmbH in Rio de Janeiro wurden die Arbeiten zur Durchführung des Pilotprojektes aufgenommen. Dabei wurde in dem genannten Zeitraum zunächst begonnen, die angeschaffte Homogenisierungstrommel auf ihre Eignung und Anwendbarkeit zu überprüfen. Bei dieser speziellen Homogenisierungstrommel handelt es sich um eine halbtechnische Anlage, die speziell für dieses Forschungsvorhaben angeschafft wurde.

Der Erfolg konnte in Testläufen nachgewiesen werden. Der Output aus der Homogenisierungstrommel ist so wie dieser als Input für die biologische Behandlung sein muß. Es fand eine vollständige Durchmischung der Abfälle statt. Die Säcke waren aufgerissen und die Abfälle insgesamt ausreichend befeuchtet. Foto 1 und 2 gibt einen Eindruck über das Befüllen der mobilen Homogenisierungstrommel sowie über das Austrommeln nach der mechanischen Behandlung wieder. Auf Foto 2 ist der mechanisch behandelte Abfall zu erkennen.


Foto 1: Befüllen der mobilen Versuchshomogenisierungstrommel

 

Nach der mechanischen Behandlung wurden die Abfälle mit einem Bagger auf Mieten aufgesetzt. Die spezielle Konstruktion der Mieten nach dem System FABER-AMBRA® wurde aus Deutschland übertragen. Die Abfälle werden mit einer Schichthöhe von ca. 2 m aufgebaut und danach wird eine Biofilterschicht über die Abfälle gebaut. Oberhalb der Biofilterschicht wurde eine Anlage zur Bewässerung der Mieten installiert. Auf Foto 3 ist eine vollkommen fertiggestellte Miete im Betrieb dargestellt. Auf Foto 4 ist die mit dem Bau der Miete beschäftigte Mannschaft im Rahmen des Projektes abgebildet.


Foto 2: Homogenisierte Abfälle vor der Verwendung in der biologischen Behandlung


Foto 3: Fertig gestellte Miete mit Bewässerungsanlage


Foto 4: Am Projekt beteiligte Mitarbeiter der Fa. FABER und der COMLURB

 

Im Februar 2000 wurde auf dem Gelände der COMLURB eine weitere Miete aufgebaut. Der Ablauf beim Aufbau dieser Miete 2 entsprach dem Aufbau der ersten Miete und erfolgte vom 07.02.00 bis zum 16.03.00. Durch den Betrieb einer zweiten Miete in der regenreichen Zeit im Februar und März soll die Eignung des Verfahrens auch unter diesen schwierigen Witterungverhältnissen nachgewiesen werden. Auf Foto 5. ist eine Teilfläche der fertiggestellten Miete 2 zu erkennen.

 

3. Wissenschaftliche Ergebnisse

Die Ergebnisse der durchgeführten Messungen und Analysen sind in den Berichten des Leichtweiß-Institutes der TU Braunschweig und der COPPE der UFRJ Rio de Janeiro vollständig dargestellt. Im folgenden werden die Ergebnisse zusammenfassend dargestellt:

3.1 Mechanische Behandlung

In verschiedenen Probeläufen konnte nachgewiesen werden, daß eine ausreichende Durchmischung und Befeuchtung sowie eine zufriedenstellendes Aufreißen der Abfallsäcke erreicht wurde. Die Zufuhr des Wassers erfolgte durch eine von der COMLURB bereitgestellten Tankwagen. Es wurden pro Füllung der Homogenisierungstrommel ca. 2 m³ Wasser zu den Abfällen dazugegeben. Nach der mechanischen Behandlung kann der Output als optimal vorbereitet für die folgende biologische Behandlung angesehen werden. Es wurde dabei der gleiche Erfolg wie mit den großtechnischen Misch- und Homogenisierungstrommeln in Meisenheim erreicht.

3.2 Biologische Behandlung

Die biologische Behandlung wird während des gesamten Projektes durch die Universität Rio de Janeiro wissenschaftlich begleitet. Zur Betriebsüberwachung wurden in die Miete spezielle Meßpegel eingebaut. In diesen Meßpegeln wird in regelmäßigen Abständen die Temperatur innerhalb der Miete gemessen sowie Gasproben aus diesem Meßpegeln zur Analyse im Labor entnommen. Anhand der Temperaturmessung kann geprüft werden, ob die Umsetzungsprozesse innerhalb der Miete ordnungsgemäß ablaufen. Es müssen in der Miete dauerhaft 50 - 70°C Temperatur vorhanden sein, damit der Umsetzungsprozeß ordentlich abläuft. In Abb. 1 - 8 sind die Temperaturverläufe in der Miete 1 für die Meßstellen 1 - 8 dargestellt.


Abb. 1: Temperaturverlauf in der Miete 1, Meßstelle 1


Abb. 2: Temperaturverlauf in der Miete 1, Meßstelle 2


Abb. 3: Temperaturverlauf in der Miete 1, Meßstelle 3


Abb. 4: Temperaturverlauf in der Miete 1, Meßstelle 4


Abb. 5: Temperaturverlauf in der Miete 1, Meßstelle 5


Abb.6: Temperaturverlauf in der Miete 1, Meßstelle 6


Abb. 7: Temperaturverlauf in der Miete 1, Meßstelle 7


Abb. 8: Temperaturverlauf in der Miete 1, Meßstelle 8

 

Die Ergebnisse der Temperaturüberwachung zeigen, daß in der Miete über die gesamte Meßdauer eine gute Temperaturentwicklung vorhanden war. Der Verlauf der Temperaturganglinien belegt eine normale mikrobiologische Aktivität innerhalb der Miete. Die Analyse der Gaszusammensetzung dient der Überprüfung der Belüftung der Miete. Da es sich bei dem FABER-AMBRA®-Verfahren um ein aerobes Verfahren handelt, muß sichergestellt sein, daß dauerhaft genügend Sauerstoff in der Miete vorhanden ist. Ist die Belüftungswirkung nicht ausreichend, werden sich innerhalb der Miete anaerobe Zustände einstellen. Dies kann bei der Analyse der Gasproben durch das Auffinden von Methan in den Proben festgestellt werden. Ist die Belüftungswirkung ausreichend, muß dauerhaft ein Methangehalt <1Vol.% in den analysierten Proben vorhanden sein. Methangehalte von 1 - 5% zeigen kleine Störungen im Betrieb der Miete auf, die aber betriebstechnisch unbedeutend sind. Erst Methangehalte von > 5 Vol.%, die über längere Zeiträume erhalten bleiben, zeigen eine Fehlfunktion der Miete auf. Die Meßergebnisse der durchgeführten Gasanalysen sind in Abb. 9 - 16 dargestellt.


Abb. 9: Ergebnisse der Gasanalysen in der Miete 1, Meßstelle 1


Abb.10: Ergebnisse der Gasanalysen in der Miete 1, Meßstelle 2


Abb. 11: Ergebnisse der Gasanalysen in der Miete 1, Meßstelle 3


Abb. 12: Ergebnisse der Gasanalysen in der Miete 1, Meßstelle 4


Abb. 13: Ergebnisse der Gasanalysen in der Miete 1, Meßstelle 5


Abb.14: Ergebnisse der Gasanalysen in der Miete 1, Meßstelle 6


Abb. 15: Ergebnisse der Gasanalysen in der Miete 1, Meßstelle 7


Abb. 16: Ergebnisse der Gasanalysen in der Miete 1, Meßstelle 8

 

Die in Abb. 9 - 16 dargestellten Meßergebnisse belegen, daß in der Miete 1 kein Methan nachgewiesen werden konnte. Es sind in einigen Proben geringe Volumenanteile CO2 vorhanden gewesen, was darauf hindeutet, daß entsprechende Umsetzungsprozesse stattgefunden haben. Der Sauerstoffgehalt sinkt zu keinem Zeitpunkt signifikant unter 21 Vol.%, was für eine ausreichende Belüftung der Mieten spricht.

Im Dezember 99, im März 2000 und im Juni 2000 wurden Feststoffproben aus den Mieten entnommen. Es wurden dabei jeweils mindestens 200 kg Probe aus der Miete entnommen. Auf Foto 6 sind die Arbeiten bei der Probenahmen dargestellt.


Foto 6: Arbeiten bei der Feststoffprobenahme

 

An dieser Stelle sollte darauf hingewiesen werden, daß bei dem Aufgraben der Miete zur Probenahme keinerlei Geruchsemissionen entstanden sind. Die Miete war ausreichend an allen Stellen durchfeuchtet und die Temperaturen von 70° C wurden auch in diesen Bereichen festgestellt, was die Ergebnisse der Betriebsüberwachung bestätigt.

Die Proben wurden unter Anleitung von Dr.-Ing. Münnich des Leichtweiß-Institutes der TU Braunschweig im Labor des COPPE entsprechend den deutschen Vorschriften aufbereitet. Anschließend erfolgte die Analyse der Proben im Labor des COPPE. Spezialanalysen, für die Rio de Janeiro keine Analysemöglichkeit bestand, wurden im Labor des Leichtweiß-Institutes der TU Braunschweig durchgeführt.

rIn Abb. 17 sind der Verlauf der Mittelwerte der Eluatanalysen für den TOC, CSB, BSB5 dargestellt. In Abb. 18 sind die Ergebnisse der Feststoffanalysen für den Glühverlust und den TOC im Feststoff dargestellt. Abb. 19 zeigt die Analyseergebnisse für die Parameter AT4 und GB21


Abb.17: Ergebnisse der Eluatanalysen


Abb. 18: Ergebnisse der Feststoffanalysen

 


Abb. 19: Analyseergebnisse für die Parameter AT4 und GB21

 

Die Analysen der Feststoffuntersuchungen zeigen, daß in der Miete 1 in den ersten 9 Monaten ein sehr ordentlicher Abbau der vorhandenen Organik stattgefunden hat. Die in Deutschland zukünftig gültigen Grenzwerte zur Ablagerung von mechanisch-biologisch behandelten Abfällen für den TOC im Eluat von 250 mg/l, den TOC im Feststoff von 18 Masse-% sowie die Atmungsaktivität von 5 mg O2/g TS werden bereits nach 9 Monaten Rotte mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren erreicht.

3.3 Betrieb von Deponiesimulationsreaktoren

Zur Beurteilung der Auswirkung der Ablagerung von Abfällen auf Deponien sowie zur Beurteilung des Emissionsverhaltens auf dem Gas und dem Wasserpfad werden Deponiesimulationsreaktoren (DSR) betrieben. In solchen DSR kann das Ablagerungsverhalten von Abfällen in Zeitraffer simuliert werden. Zur Dokumentation des Erfolges der Behandlung der Abfälle mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren werden von der Universität Rio de Janeiro 2 DSR betrieben. In den ersten DSR wurden im September 1999 die gleichen Abfälle unbehandelt eingebaut, wie sie auch in die Miete zur mechanisch-biologischen Behandlung eingebaut wurden. Nach Abschluß der Behandlung mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren nach einem Jahr werden die Abfälle aus der Miete ausgebaut und mit diesen Abfällen ebenfalls ein DSR betrieben. Mit den dann produzierten Ergebnissen läßt sich der Behandlungserfolg in Bezug auf das Emissionspotential darstellen. Insbesondere die Parameter Gasproduktion und Sickerwasserbelastung, die mit den DSR simuliert werden, können dann für den Frischmüll und für den mit dem FABER- AMBRA®-Verfahren behandelten Müll verglichen werden. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung des Pilotprojektes war es vorgesehen, den ersten DSR mit dem Frischmüll, der auch für den Aufbau der Miete 1 verwendet wurde zu bestücken. Dies ist parallel zu dem Aufbau der Miete erfolgt. Die Abfälle sind dann im Labor der COPPE in einen DSR eingebaut worden. Dieser DSR wurde dann von einem Techniker der COPPE zuvor hergestellt. In Abb. 20 ist eine Systemskizze eines DSR dargestellt, nach dieser Vorlage wurde der DSR gebaut.


Abb. 1: Systemskizze eines Deponiesimulationsreaktors (DSR) (KRUSE, 1994)

 

Auf Foto 8 ist der DSR dargestellt, wie er in Rio hergestellt wurde. Dieser DSR steht in einem thermokonstanten Raum in dem ca. 30 Grad Temperatur vorherrschen. In regelmäßigen Abständen wird in diesem Raum die Temperatur gemessen. Ebenso wird die Temperatur der Abfälle in dem DSR gemessen. Analysen des produzierten und im Kreis geführten Sickerwassers zeigen die Belastung und damit das Emissionspotential auf dem Wasserwege auf. Die bisher durchgeführten Analysen des Sickerwassers aus dem DSR spiegeln die üblichen Belastungen eines Müllsickerwassers aus einer normalen Hausmülldeponie wieder. Die Gasproduktion der Abfälle ist bisher noch nicht richtig in Gang gekommen. Dies kann evtl. auf eine Versäuerung oder auf einen noch nicht ordnungsgemäßen Betrieb des DSR zurückgeführt werden. Dies muß im weiteren Verlauf des Vorhabens noch verbessert werden. Diese Probleme, die im Moment auftreten, sind normal und auch im wissenschaftlichen Bereich in Deutschland bei Beginn der Tätigkeiten mit solchen DSR aufgetreten.


Foto 8: Betriebener DSR im Labor der COPPE

 

3.4 Kennzeichnung der verwendeten Abfälle

Zur Kennzeichnung der verwendeten Abfälle wurde eine Sortieranalyse durchgeführt. Die Ergebnisse der Sortieranalyse sind im Bericht der COPPE dargestellt. Die Sortierananlyse hat ergeben, daß tatsächlich die hohen organischen Anteile, so wie sie bei der Konzeption des Forschungsvorhabens erwartet wurden, in den Abfällen vorhanden sind.

4. Ausblick

Im Februar 2000 wurde mit dem Aufbau einer weiteren Miete in Rio de Janeiro begonnen. Ziel des Betriebes dieser Miete ist es, auch während der im Februar und März vorherrschenden Regenzeit in Rio de Janeiro den ordnungsgemäßen Betrieb der Mieten nachweisen zu können. Die wissenschaftlichen Untersuchungen beschränken sich bei dieser Miete auf die Betriebsüberwachung. Bisher wurden durch die Ergebnisse des Pilotprojektes die Erwartungen voll erfüllt. Die Betriebsüberwachung der Miete 1 hat gezeigt, daß auch in Brasilien ein geeigneter Betrieb von Mieten nach dem FABER-AMBRA®-Verfahren erreicht wurde. In den Mieten hat sich über die gesamte Dauer ein ordentliches Milieu eingestellt. Es wurde eine gute mikrobiologische Aktivität festgestellt ohne daß es in der Miete anaerobe Bereiche gegeben hat. Der Behandlungserfolg wird mit den durchgeführten Feststoffanalysen belegt, durch die nachgewiesen werden konnte, daß bereits nach 9 Monaten die künftig in Deutschland gültigen Anforderungen an die Deponierung von Abfällen eingehalten wurden. Die bisherigen Untersuchungen an der Miete 2 haben bisher keine Abweichungen zum Betrieb der Miete 1 gezeigt, so daß auch hier entsprechende positive Ergebnisse der weiteren Messungen erwartet werden können. Besucher des Projektes haben die positiven Eindrücke von dem Projekt vielfach bestätigt. Zu diesen Besuchern gehörten neben kommunalen Vertretern entsorgungspflichtiger Körperschaften und Politikern auch Vertreter von Genehmigungsbehörden sowie der Deutschen Gesellschaft für technische Zusammenarbeit (GTZ). Diese Ergebnissen werden zu einer erfolgreichen Vermarktung de Verfahrens in Brasilien beitragen.

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