Thema

Die anaerobe und nachfolgend aerobe Behandlung von Abfällen setzt eine Struktur voraus, die eine Perkolation von Flüssigkeiten (anaerobe Stufe) oder die Durchdringung mit Luft (aerobe Nachkompostierung) ermöglicht. Eine unzureichende Materialstruktur des Einsatzstoffes kann zu einem verringerten biologischen Abbau sowohl im aeroben als auch im anaeroben Bereich führen. In der Kompostierung kann es hierdurch zu erheblichen Treibhausgasemissionen kommen.

Auf Basis einer optimierten Struktur soll der Abbau in beiden Verfahrensstufen verbessert sowie eine effiziente Abstimmung der Prozesse aufeinander demonstriert werden. Dabei werden Materialanforderungen an Substrat-/ Strukturmaterialmischungen ermittelt und darauf aufbauend mit gezielt eingestellten Mischungen Untersuchungen zur Effizienzsteigerung der Vergärungsstufe und einer emissionsarmen Nachrotte (Kompostierung) im Pilotmaßstab durchgeführt.

Ziele

Die wesentlichen Ziele des Projektes umfassen die Etablierung einer praxistauglichen Methode zur Materialcharakterisierung, die Ermittlung einer optimalen Struktur für den anaeroben und aeroben Behandlungsschritt, die Quantifizierung und Bewertung der erreichten Effizienzsteigerung in der Vergärung und der Emissionsminderung in der Kompostierung sowie die ökologische Bewertung der Projektergebnisse.

Maßnahmen

DBFZ

Durch das DBFZ erfolgt die Materialcharakterisierung von Substraten bzw. Substratmischungen und Gärresten im Labormaßstab. Zur Beschreibung der Substrate und der gewählten Mischungen werden Untersuchungen der physikalichen und biochemischen Eigenschaften notwendig. Diese umfassen die Wasserhaltekapazität, Dichtemessungen z. B. Schütt-, Trocken/ Feucht-, In-Situ-, und Proctordichte, Perkolationseigenschaften im (un-)verdichteten Zustand, Kompaktierfähigkeit und Porenraum, (organischer) Trockensubstanzgehalt sowie das Biogas- bzw. Methanpotenzial.

Zudem erfolgt die Materialcharakterisierung der Substratmischungen und Gärreste aus den Vergärungsuntersuchungen im Pilotmaßstab an der Praxisversuchsanlage der GICON in Cottbus.

Gicon

GICON führt großtechnische Versuche zur Feststofffermentation von getrennt gesammelten Bioabfällen mit nachfolgender Kompostierung durch. Ziel dabei ist es, die zu behandelnden Abfälle hinsichtlich ihrer Struktur so zu konditionieren, dass einerseits das energetische Potenzial der Abfälle während der Feststofffermentation möglichst weit ausgeschöpft wird und andererseits Emissionen bei der nachfolgenden Kompostierung minimiert werden. Für diese Untersuchungen werden zunächst im Labormaßstab Möglichkeiten der Vorkonditionierung untersucht und diese anschließend auf den großtechnischen Maßstab übertragen. Weiterhin werden die bei der großtechnischen Feststoffvergärung anfallenden Gärreste einer Kompostierung zugeführt. Dabei werden Parameter und Betriebsempfehlungen für einen emissionsarmen Betrieb der Kompostierung abgeleitet.

Reinhold & Kollegen

Dr. Reinhold & Kollegen wirkt insgesamt bei der Projektkoordination sowie bei Zusammenführung der Ergebnisse,  ökologischen  Bewertung und Handlungsempfehlungen mit. Der Schwerpunkt eigener Arbeiten liegt bei den Messungen der Emissionen aus der Kompostierung zur Bewertung der emissionsmindernden Wirksamkeit der optimierten Struktur in Zusammenhang mit effizienteren Garagenverfahren. Es erfolgen begleitende Untersuchungen mit Hilfe einer Messlanze des DBFZ zu den Emissionsmessungen von DBFZ und GICON, die die Konzentration von Methan im Porenvolumen der Miete bestimmt. Es erfolgt eine Evaluation hinsichtlich einer Korrelation zwischen Struktur, Porenkonzentration und Methanemission. Die Ergebnisse werden mit einem Referenzsystem abgeglichen, um emissionsmindernde Effekte nachweisen zu können. Mitwirkungen sind bei der Erstellung des Messprogramms geplant, wobei eine geeignete Mietenform und Belüftungsart und die Prozessparameter während des Vergärungsprozesses und die Kennwerte der eingesetzten Substrate und Gärreste (u. a. Struktur) einfließen. Dabei ist der Kompostierungsprozess hinsichtlich seiner Eigenschaften (Temperatur, Abbaugrad, Kohlenstoffgehalt, etc.) zu untersuchen.

Schwerpunkte

DBFZ

• Substratcharakterisierung
• Struktur von Substratmischungen
• Emissionsminderung aus der Kompostierung

Gicon

• Effizienzsteigerung der Feststofffermentation
• Emissionsarme Kompostierung
• Wirtschaftliche und ökologische Verwertung von Bioabfällen