Mechanisch-biologische Behandlung der Restmüllfeinfraktion

Auftraggeber: Amt der Stmk. Landesregierung, FA19D - Abfall- und Stoffflusswirtschaft
Auftragnehmer: EnviCare® Dipl.-Ing. Dr. Mayr, Dipl.-Ing. Sonja Heumann
Projektzeitraum: Juli 2000 - Mai 2001

Der Restmülls des AWV Hartberg wird in der mechanischen Aufbereitungsanlage

• in 59 % Siebüberlauf,
• 34 % Siebdurchgang und
• 7 % aussortierte Fraktionen gesplittet.

In Hinblick auf das Jahr 2004 bedeutet das, dass 59 % thermisch entsorgt und 34 % biologisch weiterbehandelt und anschließend deponiert werden. Durch die händische Müllsortierung bzw. über den Magnetabscheider können 7 % des angelieferten Restmülls einer direkten Wertstoffrückgewinnung zugeführt werden.

Die Versuche zur biologischen Behandlung der Feinfraktion (=Siebdurchgang) in herkömmlichen Dreiecksmieten zeigen, dass der derzeit gültige gesetzliche Grenzwert für den Parameter oberer Heizwert von 6.000 kJ/kg i.d.TS nach einer Rottezeit von 2 Wochen eindeutig unterschritten wird. Eine Veränderung der mechanischen Anlagen oder eine Zugabe von Strukturmaterialien oder Klärschlämmen wurde nicht durchgeführt bzw. war nicht erforderlich. Aufgrund von Untersuchungen der biologischen Atmungsaktivität des Materials am Ende des Rotteversuches nach 8 Wochen ist davon auszugehen, dass nur mehr geringe gasseitige Emissionen auftreten werden. Zusätzlich kann durch ein "Heißfahren" des Rottegutes am Ende des Kompostierungsprozesses der Wassergehalt und damit das Gewicht des Deponiegutes deutlich gesenkt werden.

Für die Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen des Jahres 2004 in Hinsicht auf die Qualität der deponierten Abfälle sind aufgrund der beschriebenen Versuche Bereiche für die biologische Behandlung nachzurüsten. Die Anforderungen an die technische Ausstattung dieser Kompostierungsanlage sind derzeit noch nicht definiert.Nicht abschätzbar sind daher die Kosten für diese Investition, da die "Richtlinie für die mechanisch - biologische Behandlung von Abfällen" erst im Entwurf vorliegt.

Fraktionen

Nach der Zerteilung im Flachbunker wird der Restmüll über ein Förderband dem Sieb zugeführt. Dabei gehen 66 % in den Siebüberlauf und 34 % in den Siebdurchgang. Aus dem Siebüberlauf können entlang der Sortierungsstraße 10 % aussortiert werden.Das ergibt folgende Zusammensetzung des angelieferten Restmülls im Mittel über 10 mechanische Aufbereitungen:59 % des angelieferten Restmülls entfallen auf die Grobfraktion (Siebüberlauf ohne Sortierungsfraktion) und müssen zukünftig thermisch entsorgt werden. Nur 34 % können biologisch weiter behandelt und anschließend deponiert werden. Bezogen auf den gesamten Restmüll können im Mittel 7 % recyclingfähiges Material aussortiert werden. Im Rahmen der Massenbilanzen werden 377 Tonnen Restmüll bilanziert. Das entspricht 9,4 % der Jahresmenge an Restmüll. Die Anteile beziehen sich auf den Input und sind in Prozent angegeben. Die einzelnen Fraktionen der Sortierungen werden im Kapitel 2.1.3 behandelt.

Heizwert

Der obere Heizwert der Feinfraktion (Siebdurchgang) wird bei jeder mechanischen Aufbereitung analysiert.Der obere Heizwert (Ho) beträgt im Mittel 6.040 kJ/kg TS, der Glührückstand 70,7 % und der Wassergehalt 23,5 %.Der höchste Ho mit 7.330 kJ/kg TS wird bei der mechanischen Aufbereitung im Juli, der niedrigste mit 5.150 kJ/kg TS im September festgestellt.

Sortierungen

Die Sortierungen erfolgen entlang der Sortierungsstraße nach dem Sieb. Es wird der Siebüberlauf nach folgenden Fraktionen durchgesehen:Agrarfolien, Aludosen, Batterien, Folien (bunt, transparent), Elektronikschrott, Glas (bunt, weiß), Holz (behandelt, unbehandelt, Kistenholz), Magnetabscheider, Medikamente, Motorölflaschen, Nagellack, Nichtverpackung (NVP) -Kunststoffe, Papier, PET-Flaschen, Polocalrohre, Polystyrol (PS), Röntgenbilder, Teppich, Verpackung, MetallrohreDie Ergebnisse der Sortierungen werden zusammengefasst und statistisch ausgewertet, wobei die geringe Probenanzahl berücksichtigt wurde. Auffallend ist der Anteil an Batterien (im Mittel 0,025 %), die aus der Feinfraktion aussortiert werden. Bei einer Jahresmenge von 4.000 t Restmüll ergibt das 1 Tonnen Batterien im Jahr.

Gegenüberstellung zu Versuchen aus dem Jahr 1998

Im Rahmen der MBA Liezen werden zweimal Massenbilanzen in Hartberg durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Tab. 1 zum Vergleich dargestellt.

Die Einzelergebnisse der Massenbilanzen im Jahr 1998 können durch die 10 Bilanzen m Jahr 2000 bestätigt werden.

Heizwert und Glührückstand

Im Laufe der biologischen Behandlung sinkt der Anteil an abbaubaren Substanzen, womit der Heizwert sinkt und der Glührückstand steigt.In Abb. 3 werden der obere Heizwert (Ho) und der Glührückstand gegenübergestellt.

Der Ho wird bei allen Versuchen am Ende der biologischen Behandlung eindeutig unterschritten. Bis auf zwei Versuche (MB 8 und MB 10) liegt der Ho der Feinfraktion bereits am Beginn unter 6.000 kJ/kg TS. Im Mittel befindet sich der Ho der Feinfraktion (inklusive derer, die nicht biologische behandelt werden) nach der mechanischen Aufbereitung bei 6.040 kJ/kg TS. Nach der Kompostierung über 55 Tage liegt der Ho zwischen 5.000 und 3.500 kJ/kg TS, im Mittel bei 4.110 kJ/kg TS. Der Glührückstand aller 10 analysierten Feinfraktionen am Ende der mechanischen Aufbereitung schwankt zwischen 65,2 und 77,6 %. Nach 55 Tagen biologischer Behandlung weist das Rottematerial im Mittel einen Glührückstand von 78 % auf, wobei hier der Mittelwert aus den 5 Abschlussproben der Kompostierungsversuche errechnet wird.

Atmungsaktivität

Die Universität für Bodenkultur in Wien bestimmte mehrmals die Atmungsaktivität für den Siebdurchgang. Es werden dazu Dreiecksmieten mit unterschiedlicher Rottezeit beprobt. Die Ergebnisse sind in Tab. 2 dargestellt.Die derzeit diskutierten Grenzwerte von 8 mgO2/g TS bzw. 15 mg O2/g TS werden von beiden Rotten nach 8 Wochen eindeutig unterschritten.

Vergleich der Ergebnisse mit dem Projekt "MBA Liezen"

In den Jahren 1997/1998 wurde vom AWV Liezen und dem Amt der Steiermärkischen Landesregierung FA 1c ein Projekt mit dem Titel "Mechanisch-biologische Behandlung der Feinfraktion als Maßnahme eines Optimierungskonzeptes in bezug auf vorhandene Abfallbehandlungsanlagen am Beispiel der Abfallbehandlungsanlage Liezen" durchgeführt. Die Ergebnisse des Projektes beim AWV Hartberg werden nachfolgend (unter Berücksichtigung der verschiedenen Einzugsgebiete und Restmüllgesamtmengen) in Hinsicht aus das oben genannte Projekt Liezen diskutiert.

Mechanische Behandlung

• Versuchszeitraum und Anzahl der Massenbilanzen
  Der Versuchszeitraum für die MBA Liezen erstreckt sich über ein Jahr. In dieser Zeit werden 7 Massenbilanzen mit anschließender biologischer Behandlung durchgeführt. Der Abstand zwischen den Bilanzen beträgt 2 Monate.Die Massenbilanzen im AWV Hartberg werden alle zwei Wochen innerhalb von vier Monaten abgewickelt. Die Anzahl der absolvierten Bilanzen beträgt 10. Dabei wird nach jeder zweiten Bilanz der Siebdurchgang (Feinfraktion) biologisch behandelt.
  
• Art der Sortierung
  Die Sortierung in Liezen erfolgt automatisch (Metall aus der Grobfraktion und Metall aus Feinfraktion). Störstoffe werden vor der Aufgabe in die Mühle mit einem Polygongreifer entfernt. In Hartberg dagegen wird der Siebüberlauf händisch in die einzelnen Fraktionen aufgetrennt. Automatisch erfolgt nur die Abtrennung der Metallfraktion des Siebüblaufes.
  
• Gesamtinput
  Im Mittel werden pro Massenbilanz im Rahmen der MBA Liezen ca. 1 % des Jahresmüllmenge bilanziert und untersucht. Hochgerechnet auf den gesamten Versuch sind 7 % der Restmüllmenge pro Jahr bilanziert und analysiert worden.In Hartberg werden ebenfalls ca. 1 % des Restmülls pro Jahr im Rahmen einer mechanischen Aufbereitung bilanziert. Das bedeutet, dass insgesamt 10 % der Jahresmenge genau untersucht und die Anteile an Grob-, Feinfraktion und aussortierten Fraktionen protokolliert werden.
  
• Aufteilung der Fraktionen
  Die Verteilung der Fraktionen ist sehr unterschiedlich. Einen großen Einfluss auf den höheren Anteil an Siebdurchgang bei der MBA Liezen hat die Zerkleinerungswirkung der Hammermühle und der Rottetrommel. Beides ist in Hartberg nicht vorhanden und der Restmüll wird nur händisch zerkleinert.Der Siebschnitt ist bei beiden Anlagen der gleiche.Der Anteil der ab "2004" von der MBA Hartberg der thermischen Verwertung zugeführt werden muss, beträgt 59 %. Nur ca. ein Drittel des Restmülls können biologisch behandelt und anschließend deponiert werden.
  
• Analyse des Siebdurchganges
  in Drittel des Restmülls wird als Feinfraktion im Rahmen der MBA Hartberg biologisch aufbereitet, dafür liegt der Mittelwert des oberen Heizwertes bei Rottebeginn nur knapp über 6.000 kJ/kg TS. Das bedeutet, dass der gesetzlich geforderte Heizwert nach einer kurzen Rottezeit sicher unterschritten wird.Das hat zur Folge, das der Platzbedarf für die biologische Behandlung gering ist und eine Dauer von sechs bis acht Wochen ausreicht.Bei der MBA Liezen ist der Anteil an Feinfraktion deutlich höher und die empfohlene Rottezeit beträgt 12 Wochen, wobei anzumerken ist, dass der Grenzwert von 6.000 kJ/kg TS nicht mit Sicherheit erreicht werden kann.

Biologische Behandlung

Der Siebdurchgang wird biologisch weiterbehandelt. Im Rahmen der MBA Hartberg wird die Feinfraktion zu einer Dreiecksmiete aufgeschüttet und mit einem Vlies abgedeckt. Die Rottezeit beträgt 8 Wochen.Bei der biologischen Aufbereitung der Feinfraktion der MBA Liezen wird die Feinfraktion zuerst einer Intensivrotte (2 Wochen) unterzogen. Anschließend wird das Material zur Tafelmiete aufgeschüttet und nach 4 Wochen zur Dreiecksmiete umgesetzt. Die Rottezeit auf der Dreiecksmiete, die nicht mit einem Vlies abgedeckt wird, beträgt 16 Wochen.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen der MBA Liezen und der MBA Hartberg liegt in der Rottedauer. Das bedeutet für die MBA Liezen einen hohen Logistik-, Arbeits- und Raumbedarf. Die lange Kompostierungszeit ist durch den hohen oberen Heizwert des Siebdurchganges nach der mechanischen Aufbereitung gegeben. Trotzdem ist in den letzten Wochen der Dreiecksmiete nur noch eine geringe Senkung des oberen Heizwertes zu beobachten. Anders dagegen ist die Situation bei der MBA Hartberg gelagert. Der obere Heizwert nach der mechanischen Behandlung liegt knapp bei dem Grenzwert von 6.000 kJ/kg TS. Das bedeutet, dass innerhalb kurzer Zeit (6 bis 8 Wochen) der obere Heizwert bzw. die biologische Aktivität soweit gesenkt werden können und damit eine Deponierung mit Sicherheit auch ab dem Jahr 2004 gesetzlich zulässig sein wird.

Ansprechpartnerin in der FA19D: Dipl.-Ing. Josef Mitterwallner