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Aerobe Mechanisch-Biologische Abfallbehandlung (Englisch)

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Wissenschaftliche Ergebnisse

Fakten über das FABER-AMBRA®-Verfahren zur mechanisch-biologischen Abfallbehandlung

Dirk Maak
Wilhelm Faber GmbH, Alzey

1. Einleitung

Die Fa. Faber ist seit einigen Jahren Betreiber einer Anlage zur mechanisch-biologischen Abfallbehandlung. Die in dem Praxisbetrieb gesammelten Betriebsergebnisse sind sehr positiv und stellen das hohe Niveau des Umweltschutzes, daß durch die Anwendung der FABER-AMBRA® erreicht wird dar. Die in der Novellierung der TASi vorgesehenen Ablagerungsparameter werden ausnahmslos erreicht und einige Grenzwerte sogar sehr deutlich unterschritten. Aus diesem Grunde erscheint es notwendig, die Betriebsergebnisse insbesondere der nach dem FABER-AMBRA® betriebenen Anlage auf der Deponie in dem Landkreis Bad Kreuznach noch einmal darzustellen.

2. Technische Grundlagen

Geht man davon aus, daß im Rahmen der biologischen Behandlung eine aerobe biologische Behandlung der Abfälle erfolgen soll, so ist die vielfach verwendete Bezeichnung "extensiv bzw. intensiv Verfahren" technisch falsch. Die Intensität der biologischen Umsetzungsprozesse wird nicht durch die Art der technischen Belüftung oder Bewässerung gesteuert. Entscheidend für den mikrobiologischen Abbau ist, daß die entsprechenden Milieubedingungen (d. h. ausreichend Sauerstoff und ausreichend Wasser) eingestellt werden. Bei dem FABER-AMBRA®Verfahren kann dieses durch den patentierten Aufbau der Mieten sichergestellt werden. Wenn die entsprechenden Milieubedingungen vorliegen, ist es eine Frage der Behandlungsdauer, welches Behandlungsziel erreicht werden kann.

3. Behandlungsziele

Mit dem FABER-AMBRA® Verfahren ist es möglich, Behandlungszeiten von 1 Jahr oder, wenn erforderlich, auch noch länger zu gewährleisten. Mit dieser Rottedauer können die Ablagerungseigenschaften, wie sie in dem Anhang B der TASi vorgegeben werden, sicher eingehalten werden. Dieses betrifft auch den TOC im Eluat von 100 mg/l. Entsprechende detaillierte Angaben sind zum TOC im Eluat sind in Abbildung 1 dargestellt. LAHL (1998) diskutiert die Bestrebungen, neben den Feststoffparametern im An-hang B der TASi auch den Parameter TOC im Eluat auf einen Grenzwert von 300 mg/l anzuheben.


Abb. 1: Eluatparameter der mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren behandelten Abfälle

 

Diese Diskussion wird geführt, weil z.B. die von LAHL (1998) untersuchten Abfälle nach einer 16-wöchigen Behandlung in der MBA Lüneburg den Wert von 300 mg TOC/l noch nicht unterschritten hatten. Die Bedeutung des Parameter TOC im Eluat hebt LAHL (1998) besonders hervor: "Die Hypothese, daß der TOC im Eluat von MBA-Output sich überwiegend aus (unproblematischen) Huminstoffen zusammensetzt, konnte anhand der durchgeführten orientierenden analytischen Untersuchungen nicht bestätigt werden. So erwiesen sich die Huminstoffe erst nach einer relativ langen gesteuerten Intensivrotte (16 Wochen) als mengenmäßig dominierender Anteil in der Organik des Eluats. [...]. Das Einzelpotential im Restabfall ist toxikologisch nicht unproblematisch. Daher kann einer pauschalen Grenzwertheraufsetzung der TA Siedlungsabfall (auf 200 oder 300 mg TOC/l) in dieser Form nicht zugestimmt werden." COLLINS/MAAK (1999) teilen diese Auffassung von LAHL, zumal mit dem FABER-AMBRA-Verfahren eine Technik zur Verfügung steht, mit der dieser Grenzwert mit niedrigen Kosten eingehalten werden kann. Weitere Informationen über Eluatparameter können Tabelle 1 entnommen werden und sind ebenfalls in der Literatur (COLLINS et al. 1998) dargestellt. Mit der Änderung der TA Siedlungsabfall sollen neue Parameter zur Beurteilung der Ablagerungsfähigkeit von mechanisch-biologisch behandelten Abfällen eingeführt werden.


Tab. 1: Ergebnisse der Eluatuntersuchungen der mit dem FABER-AMBRA®- Verfahren behandelten Abfälle

Substanz TASi Anhang B Rottedauer
Dep.-klasse I Dep.-klasse II 3 Mon. 6 Mon. 9 Mon. 12 Mon.
pH-Wert [-] 5,5-13 5,5-13 7,1 7,9 7,6 7,5
LF [µmS/cm] ≤ 10.000 ≤ 50.000 2.308 1.955 1.552 1.510
TOC [mg/l] ≤ 20 ≤ 100 328 174 128 80,0
Phenole [mg/l] ≤ 0,2 ≤ 50 k.A. k.A. k.A. k.A.
Arsen [mg/l] ≤ 0,2 ≤ 0,5 < 0,025 < 0,025 < 0,025 -
Blei [mg/l] ≤ 0,2 ≤ 1,0 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
Cadmium [mg/l] ≤ 0,05 ≤ 0,1 < 0,0015 < 0,0015 < 0,1 < 0,1
Chrom VI [mg/l] ≤ 0,05 ≤ 0,1 k.A. k.A. k.A. -
Kupfer [mg/l] ≤ 1,0 ≤ 5,0 0,1 0,1 0,21 0,12
Nickel [mg/l] ≤ 0,2 ≤ 1,0 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
Quecksilber [mg/l] ≤ 0,005 ≤ 0,02 k.A. k.A. k.A. k.A.
Zink [mg/l] ≤ 2,0 ≤ 5,0 0,33 0,36 0,58 0,1
Fluorid [mg/l] ≤ 5,0 ≤ 25 k.A. k.A. k.A. k.A.
NHs4-N [mg/l] ≤ 4,0 ≤ 200 27,9 9,8 3,71 < 1
Cyanide [mg/l] ≤ 0,1 ≤ 0,5 k.A. k.A. k.A. k.A.
AOX [mg/l] ≤ 0,3 ≤ 1,5 0,28 0,19 0,18 0,12

 

Diese Parameter sind die Atmungsaktivität (AT4) und die Gasbildungsrate (GB21). Es ist vorgesehen, für den Parameter AT4 einen Grenzwert von 5 mg O2/kg TS und für die Gasbildungsrate einen Grenzwert von 20 l/ kg TS vorzuschreiben. In Abbildung 2 sind die mit der FABER-AMBRA® erreichten Werte für die Atmungsaktivität bei Rottedauern von 9 und 13 Monaten dargestellt. Es zeigt sich, daß die vorgesehenen Grenzwerte sehr deutlich unterschritten werden.


Abb. 2: Atmungsaktivität der mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren behandelten Abfälle

 

Die gleiche Aussage kann für die Gasbildungsrate getroffen werden. In Abbildung 3 sind die ermittelten Gasbildungsraten für mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren behandelte Abfälle dargestellt. Es zeigt sich, daß bereits nach einer Rottedauer von 6 Monaten die geforderten Grenzwerte deutlich unterschritten werden können. In der Abbildung ist der Verlauf der Gasbildungsrate über einen längeren Zeitraum als 21 Tage dargestellt. Die Steigerung der Summenlinie zeigt, daß nach einer Behandlungsdauer von 6 Monaten noch ein erhebliches Gasbildungspotential vorhanden ist. Nach einer weitgehenden Inertisierung mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren mit einer Rottedauer von 13 Monaten konnte gezeigt werden, daß die Gasbildungsrate nochmals deutlich reduziert wird und auf einem Niveau kleiner 1 l/kg TS zurückgegangen ist. Für dieses Material ist über den Zeitraum von 20 Tagen keine Steigerung der Summenlinie zu erkennen.


Abb. 3: Gasproduktion der mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren behandelten Abfälle

 

Die Ergebnisse dieser Labortests belegen, daß mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren ein biologisch weitgehend inertes Material erzeugt wird, mit dem die grundsätzlichen Ziele der TASI, Nr. 10.1, erreicht werden. Für eine Beurteilung der Ablagerungseigenschaften ist das produzierte Sickerwasser aus dem Abfallkörper ein entscheidendes Kriterium. In Tabelle 2 sind für einige wichtige Parameter die ermittelten Konzentrationen der Stoffe im Sickerwasser aus diesem Schüttfeld dargestellt. Die Werte zeigen, daß es mit dem Verfahren der FABER-AMBRA® gelungen ist, ein Material zu produzieren, so daß der BSB5 des aus diesen Deponien austretenden Sickerwassers dauerhaft kleiner 5 mg/l liegt. Der CSB schwankt in einer Schwankungsbreite zwischen 600 und 1200 mg/l. Mit den dargestellten Werten ist eindeutig nachgewiesen, daß mit dem FABER-AMBRA®-Verfahren ein Produkt erzeugt wird, das eine emissionsarme Ablagerung nach der Behandlung ermöglicht.

 

Tab. 2: Minimal- und Maximalkonzentrationen unterschiedlicher Parameter aus dem Sickerwasser mechanisch-biologisch behandelter und hoch verdichtet abgelagerter Abfälle auf der Deponie Meisenheim (COLLINS et al.,1998, ergänzt)

Parameter RAVV1) Minimum Maximum
pH-Wert [-]   6,4 8,0
LF [µmS/cm]   4580 12110
Redox [mV]   +244 +518
O2 [mg/l]   1,2 9,1
CI [mg/l]   808 2623
CSB [mg/l] 200 414 1200
BSB5 [mg/l] 20 < 3 < 5
Fe [mg/l]   0,6 126
Cd [mg/l] 0,1 < 0,1 < 0,1
Pb [mg/l] 0,5 < 0,1 0,66
Cu [mg/l] 0,5 0,1 0,58
Zn [mg/l] 2 0,1 1,1
Ni [mg/l] 0,5 0,1 0,1
Ca [mg/l]   233 958
Na [mg/l]   < 0,1 1606
NHs4-N [mg/l] 50 < 0,1 132
NO3-N   274 2914
AOX [µmg/l] 0,5 0,3 1,38

1)RAVV: RahmenAbwasserVerwaltungsvorschrift (1996), (deutsches Gesetz zum Enleiten von Abwasser in Vorfluter)

 

Im Rahmen einer gesamtökologischen Betrachtung sollte dabei beachtet werden, daß bei dem FABER-AMBRA®-Verfahren keine Fremdenergie zur Belüftung der Abfälle eingesetzt werden muß und desweiteren dieses Verfahren dezentral an jedem Standort ausgeführt werden kann. Somit ergeben sich in einer gesamtökologischen Betrachtung einige sehr wesentliche Vorteile für dieses Verfahren, da der Verbrauch von Primärenergie zur Belüftung der Abfälle und zum Transport der Abfälle vollständig vermieden wird.

4. Zusammenfassung

Der langjährige großtechnische Betrieb durch die FABER-Recycling GmbH einer MBA im Landkreis Bad-Kreuznach, die nach dem FABER-AMBRA®-Verfahren arbeitet, hat sehr positive Betriebsergebnisse gezeigt. Die Eluatanforderungen des Anhanges B der TASi werden eindeutig erreicht. Die zur Änderung der TASi vorgeschlagenen Grenzwerte GB21 und AT4 werden deutlich unterschritten. Das aus dem Ablagerungsfeld austretende Sickerwasser ist organisch sehr schwach belastet und kann für viele Parameter ohne eine Reinigung nach deutschem Recht in einem Vorfluter eingeleitet werden.

Literatur

COLLINS, H.-J.MAAK, D.1997 MBA Meisenheim, Landkreis Bad Kreuznach; Beiheft zu Müll und Abfall, Heft 33, S. 123 - 127, Erich-Schmidt-Verlag
COLLINS, H.-J.MAAK, D.1999 Fakten über das Kaminzug-VerfahrenSchriftenreihe des Arbeitskreises für die Nutzbarmachung von Siedlungsabfällen e.V., Heft 39, ISSN 0176-1870
COLLINS, H.-J.MAAK, D.REIFF, C.1998 Das KAMINZUG-Verfahren als entscheidende Aktivität einer stoffstromspezifischen Abfallbehandlung, in WIEMER/KERN, 1998
COLLINS, H.-J.,BRAMMER, F.MAAK, D., 1998 Ergebnisse der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung bei mehrjährigem Praxisbetrieb; Entsorgungpraxis Heft 4/98, S. 26 - 29 und Heft 5/98, S. 36 - S. 41, Bertelsmannverlag, ISSN 0724-6870
LAHL, U.ZESCMAR-LAHL, B.1998 TOC-Grenzwerte (Eluat) für das nachsorgearme Deponieren von Restabfällen, Korrespondenz Abwasser 1998, Jahrgang 47, Nr. 7, S. 1321 - 1329

 

5. Projekte

Dokumentationsauszug "Pilot project of mechanical-biological treatment of waste in Brazil":

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