Preis: 20.00 EUR

Autor: Ulrike Stadtmüller
Veröffentlicht: 2004
ISBN: 978-3-935317-12-2
Gebundene Ausgabe: 508 Seiten

INHALTSVERZEICHNIS

1 Bioabfallwirtschaft: Einführung und wissenschaftliche Entwicklung

2 Abfallwirtschaftliche Zusammenhänge

2.1 Verbrennung von nicht getrennt erfasstem Bioabfall

2.2 Ablagerung nicht getrennt erfassten Bioabfalls auf der Deponie

2.2.1 Biochemische Umsetzungsprozesse auf einer Deponie

2.2.2 Probleme bei der Deponierung von organischem Material

2.2.2.1 Deponiegas

2.2.2.1.1 Zusammensetzung

2.2.2.1.2 Umweltrelevanz

2.2.2.2 Sickerwasser

2.2.2.2.1 Zusammensetzung

2.2.2.2.2 Umweltrelevanz

2.2.2.3 Setzungen

2.2.2.4 Geruch

2.2.2.5 Auswirkungen hygienischer Art

2.2.3 Konsequenz des Gesetzgebers aus den Umweltproblemen bei der Deponierung organikhaltiger Abfälle

2.3 Behandlung des Bioabfalls bei getrennter Erfassung durch Kompostierung oder Vergärung

3 Stoffkreisläufe

3.1 Kohlenstoffkreisläufe

3.1.1 Aerober Kohlenstoffkreislauf

3.1.2 Anaerober Kohlenstoffkreislauf

3.1.3 Kohlendioxid-Methan-Kreislauf

3.2 Sauerstoffkreislauf

3.3 Stickstoffkreislauf

4 Politische Rahmenbedingungen

4.1 Umweltpolitik

4.1.1 Umweltpolitische Ziele

4.1.2 Prinzipien der Umweltpolitik

4.1.3 Umweltpolitisches Instrumentarium

4.2 Abfallpolitik

4.2.1 Entwicklung und Ziele

4.2.2 Probleme

5 Rechtliche Vorgaben

5.1 Europäisches Umwelt- und Abfallrecht

5.1.1 Rechtliche Wirkung und Bedeutung des EU-Rechts

5.1.2 Europäisches Abfallrecht

5.1.2.1 Die Begriffe „Abfall“ und „Ware“

5.1.2.2 Richtlinien für die Bioabfallwirtschaft

5.1.2.2.1 Europäische Klärschlammrichtlinie

5.1.2.2.2 Europäische Deponierichtlinie

5.1.2.2.3 EU-Richtlinie zur Förderung erneuerbarer Energiequellen

5.1.2.2.4 Biologische Behandlung von biologisch abbaubaren Abfällen, Entwurf

5.1.3 Europäisches Umweltstrafrecht

5.2 Deutsches Abfallrecht

5.2.1 Gesetze

5.2.1.1 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz

5.2.1.2 Bundes-Immissionsschutzgesetz

5.2.1.3 Düngemittelgesetz

5.2.1.4 Bundes-Bodenschutzgesetz

5.2.1.5 Erneuerbare-Energien-Gesetz

5.2.1.6 Umwelthaftungsgesetz

5.2.2 Rechtsverordnungen

5.2.2.1 Bioabfallverordnung

5.2.2.2 Klärschlammverordnung

5.2.2.3 Abfallablagerungsverordnung

5.2.2.4 Gewerbeabfallverordnung

5.2.2.5 Biostoffverordnung

5.2.2.6 Düngeverordnung

5.2.2.7 Düngemittelverordnung

5.2.2.8 Bundesbodenschutz- und Altlastenverordnung

5.2.2.9 Biomasseverordnung

5.2.2.10 Verordnung über Anlagen zur biologischen Behandlung von Abfällen

5.2.3 Verwaltungsvorschriften

5.2.4 Weitere Richtlinien

5.3 Deutsches Abfallrecht auf Ebene der Länder und Kommunen

5.4 Umweltstrafrecht

6 Ausgangsmaterial

6.1 Stoffliche Analyse: Herkunft und Zusammensetzung

6.1.1 Biogene Abfälle aus Privathaushalten

6.1.1.1 Zusammensetzung

6.1.1.2 Abhängigkeit der Zusammensetzung von äußeren Faktoren

6.1.2 Biogene Abfälle aus dem öffentlichen Bereich

6.1.3 Biogene Gewerbeabfälle

6.1.4 Biogene Abfälle aus der Industrie

6.1.4.1 Produktionsspezifische Abfälle von pflanzlichen Erzeugnissen

6.1.4.2 Produktionsspezifische Abfälle von tierischen Erzeugnissen

6.1.4.3 Sonstige produktionsspezifische Abfälle

6.2 Chemische Zusammensetzung des Ausgangsmaterials

7 Erfassung von Bioabfällen

7.1 Ablauf

7.2 Erfassungsquote

7.3 Problematik

7.4 Gründe für eine mangelhafte Erfassung

7.5 Möglichkeiten zur Beeinflussung der Erfassung

7.5.1 Einflussnahme durch das Sammelsystem

7.5.2 Einflussnahme durch die Behältergröße

7.5.3 Einflussnahme durch das Gebührensystem

7.5.4 Einflussnahme durch eine Störstofferkennung

7.6 Öffentlichkeitsarbeit zur Optimierung der Erfassung

7.6.1 Einführung zum Begriff „Öffentlichkeitsarbeit“

7.6.2 Öffentlichkeitsarbeit zur Einführung der Bioabfallsammlung

7.6.3 Öffentlichkeitsarbeit zur Optimierung des Sammelerfolges

7.6.3.1 Einflussfaktor Motivation

7.6.3.2 Einflussfaktor Komfort

7.6.3.3 Einflussfaktor Information

7.6.4 Erfahrungen und Kritik

8 Sammlung

8.1 Rechtliche Grundlagen

8.2 Aufgabe, Funktion und Kosten des Einsammelns

8.3 Organisation der getrennten Sammlung

8.3.1 Unterscheidung nach Abfuhrsystem und Entleerungsturnus

8.3.2 Unterscheidung nach dem Grad der Vorsortierung

8.3.3 Unterscheidung nach dem Benutzerkomfort

8.3.4 Auswahlkriterien

8.4 Sammelsysteme

8.4.1 Sammelverfahren

8.4.1.1 Umleerverfahren

8.4.1.2 Wechselverfahren

8.4.1.3 Einwegverfahren

8.4.1.4 Systemlose Sammlung

8.4.2 Behältersysteme

8.4.2.1 Mülleimer und Mülltonnen

8.4.2.2 Müllgroßbehälter

8.4.2.3 Müllgroßcontainer

8.4.2.4 Spezialfall Biotonne

8.5 Kosten

9 Transport

9.1 Ablauf und Organisation der Müllabfuhr

9.2 Sammelfahrzeuge

9.2.1 Heck-, Front- und Seitenlader

9.2.2 Schüttungen

9.2.3 Verdichtungseinheiten

10 Planung einer Bioabfallbehandlungsanlage

10.1 Auslegung

10.2 Transportwege und regionalspezifische Faktoren

10.3 Zentrale und dezentrale Anlagen

10.4 Anforderungen an Anlagen zur Bioabfallbehandlung

10.5 Kosten

11 Annahme von Bioabfällen

11.1 Anlieferung

11.2 Abfallannahme

11.3 Speicherung

11.4 Dosierung

12 Genutzte Organismen und deren Anforderungen an die Verfahrensgestaltung

12.1 Die Zelle: Definition und Abgrenzung zu anderen „Lebens-?!”-Formen

12.1.1 Allgemeingültige Charakteristika des Zellaufbaus

12.1.2 Unterscheidung Prokaryonten und Eukaryonten

12.1.3 Untergliederung der Eukaryonten in tierische und pflanzliche Zellen

12.1.4 Unterscheidung in ein- und mehrzellige Eukaryonten

12.2 Mikrobiologische Grundlagen

12.2.1 Bakterien

12.2.1.1 Aufbau

12.2.1.2 Vermehrung

12.2.1.3 Lebensweise und Anpassungsmodi

12.2.1.4 Ernährung/Stoffwechsel

12.2.1.5 Spezialfall Actinomyceten

12.2.2 Pilze

12.2.2.1 Aufbau

12.2.2.2 Vermehrung

12.2.2.3 Lebensweise und Anpassungsmodi

12.2.2.4 Ernährung/Stoffwechsel

12.3 Herkunft der bei Vergärung und Kompostierung beteiligten Organismen

12.4 An der Vergärung beteiligte Organismen

12.4.1 Anaerobe Bakterien

12.4.2 Spezialfall methanogene Bakterien

12.5 An der Kompostierung beteiligte Organismen

12.5.1 Mikroflora und -fauna

12.5.1.1 Mikroflora

12.5.1.2 Mikrofauna

12.5.2 Mesofauna

12.5.3 Makrofaun

12.5.4 Megafauna

12.6 Bedeutung dieser Organismen für die Abfallbehandlung

12.7 Anforderungen der Organismen an das Substrat

12.7.1 Temperatur

12.7.2 Wassergehalt

12.7.3 Sauerstoff

12.7.4 Nährstoffe

12.7.4.1 Mineralische Nährstoffe

12.7.4.2 Organische Nährstoffe

12.7.4.3 C/N-Verhältnis

12.7.5 pH-Wer

12.7.6 Schadstoffe

12.7.7 Aktive Oberfläche

12.8 Konsequenzen für die Aufbereitung des Ausgangsmaterials

13 Aufbereitung für die biologische Behandlung

13.1 Entfernung von Störstoffen

13.1.1 Handlese

13.1.2 Siebung

13.1.3 Magnetscheider

13.1.4 Sink-Schwimm-Trennung

13.2 Behandlung des verbleibenden Bioabfalls

13.2.1 Zerkleinerung

13.2.2 Mischung und Homogenisierung

14 Anaerobe Behandlung

14.1 Einführung und Geschichte

14.2 Allgemeine biochemische Grundlagen

14.2.1 Erstes Charakteristikum: Reaktionsablauf mit Zwischenstufen

14.2.2 Zweites Charakteristikum: Nutzung unterschiedlicher Wege und Kompartimente in Anabolismus und Katabolismus

14.2.3 Drittes Charakteristikum: Stoffwechsel als ein enzymatisch geregeltes Fließgleichgewicht

14.2.4 Viertes Charakteristikum: Metaboliten-Reservoir im Stoffwechsel

14.3 Biochemie der Vergärung

14.3.1 Unterschiede zwischen anaerobem und aerobem Stoffwechsel

14.3.2 Glycolyse als gemeinsamer Startpunkt aerober und anaerober Abbauwege

14.3.3 Aufbau der anaeroben Stoffwechselkette

14.3.3.1 Erste Phase: Hydrolyse

14.3.3.2 Zweite Phase: Acidogenese

14.3.3.3 Dritte Phase: Acetogenese und Methanogenese

14.4 Enzyme als Katalysatoren biochemischer Reaktionen

14.4.1 Definition und Nomenklatur

14.4.2 Funktion

14.4.3 Aufbau und Lokalisierung

14.4.4 Kinetik

14.4.5 Regulation

14.5 Technische Umsetzung

14.5.1 Inbetriebnahme

14.5.2 Verfahrensparameter

14.5.2.1 Sauerstoff

14.5.2.2 pH-Wert

14.5.2.3 Verweildauer

14.5.3 Methoden zur Erhöhung der Bakteriendichte im Reaktor

14.5.4 Vergärungsprozesse, unterschieden nach der Prozessführung

14.5.4.1 Einstufige Prozesse

14.5.4.2 Zweistufige Prozesse

14.5.5 Vergärungsprozesse, unterschieden nach Trockensubstanzgehalt des Ausgangsmaterials

14.5.5.1 Trockenfermentation

14.5.5.2 Nassfermentation

14.5.6 Vergärungsprozesse, unterschieden nach der Betriebstemperatur

14.5.6.1 Mesophile Prozesse

14.5.6.2 Thermophile Prozesse

14.5.7 Energiebilanz

14.6 Spezialfall Speisereste-Verwertung

14.6.1 Rechtliche Grundlagen

14.6.1.1 Tierkörperbeseitigungsgesetz

14.6.1.2 Viehverkehrsordnung

14.6.2 Verwertungsmöglichkeiten

14.6.3 Ausblick

15 Aerobe Behandlung

15.1 Einführung und Geschichte

15.2 Biochemische Stoffwechselprozesse

15.2.1 Prinzipielle Schritte der Energiegewinnung aus organischem Material

15.2.1.1 Erste Ebene: Zerlegung großer Moleküle in kleine Untereinheiten

15.2.1.2 Zweite Ebene: Direkte Verwendung dieser kleinen Untereinheiten oder Umbau zu wenigen einheitlichen Grundsubstanzen

15.2.1.3 Dritte Ebene: Nutzung der gewonnenen Grundsubstanzen zur Energiegewinnung

15.2.2 Abbau von Lipiden

15.2.2.1 Grundlagen

15.2.2.2 Abbaureaktionen

15.2.2.2.1 Abbau von Fetten zu Glycerin und Fettsäuren

15.2.2.2.2 Abbau von Glycerin zu Acetyl-CoA

15.2.2.2.3 Abbau von Fettsäuren zu Acetyl-CoA bzw. Succinyl-CoA

15.2.3 Abbau von Proteinen

15.2.3.1 Grundlagen

15.2.3.2 Abbaureaktionen

15.2.3.2.1 Abbau von Proteinen zu Aminosäuren

15.2.3.2.2 Abbau oder Weiterverwendung der Aminosäuren

15.2.4 Abbau von Kohlenhydraten

15.2.4.1 Grundlagen

15.2.4.2 Abbau der Polysaccharide zu Di- und Monosacchariden

15.2.4.2.1 Abbau von Cellulose

15.2.4.2.2 Abbau von β-1-4 Xylan

15.2.4.2.3 Abbau von Stärke

15.2.4.2.4 Abbau von Chitin

15.2.4.3 Verwertung der Monosaccharide

15.2.5 Abbau von Lignin

15.2.5.1 Grundlagen

15.2.5.2 Abbau

15.2.6 Gemeinsame Wege zur Energiegewinnung aus dem Abbau der verschiedenen Ausgangssubstanzen

15.2.6.1 Citratcyclus

15.2.6.2 Glyoxylatcyclus

15.2.6.3 Atmungskette und Oxydative Phosphorylierung

15.3 Technische Umsetzung

15.3.1 Konkreter biologischer Ablauf des Rotteprozesses

15.3.1.1 Abbauphase

15.3.1.2 Umbauphase

15.3.1.3 Aufbauphase

15.3.2 Verfahrensparameter

15.3.2.1 Temperatur

15.3.2.2 Wasser

15.3.2.3 Sauerstoff

15.3.3 Häusliche Eigenkompostierung

15.3.4 Einführung in die Kompostierungstechnik

15.3.5 Energiebedarf

15.3.6 Rottesysteme

15.3.6.1 Dynamische Systeme

15.3.6.1.1 Rottetürme (Reaktortürme)

15.3.6.1.2 Rottetrommeln

15.3.6.2 Statische Systeme

15.3.6.2.1 Mietenkompostierung mit natürlicher Belüftung

15.3.6.2.2 Mattenverfahren

15.3.6.2.3 Mietenverfahren mit künstlicher Belüftung

15.3.6.2.4 Künstlich belüftete Hallen

15.3.6.2.5 Zeilenkompostierung

15.3.6.2.6 Tunnelkompostierung

15.3.6.2.7 Brikollareverfahren

15.3.6.2.8 Boxen- oder Containerkompostierung

15.3.7 Bestandsaufnahme zur Kompostierungstechnik in Deutschland

15.3.8 Vergleich alter und neuer Bundesländer

15.3.9 Quintessenz

15.4 Spezialfall Klärschlamm-Kompostierung

16 Feinaufbereitung nach der biologischen Behandlung

16.1 Aufbereitung des Biogases

16.1.1 Reinigung

16.1.2 Methananreicherung

16.1.3 Speicherung

16.2 Aufbereitung der Gärreste

16.3 Aufbereitung des gerotteten Kompostmaterials

16.3.1 Zerkleinerung und Siebung

16.3.2 Schwerstoffabscheidung

16.3.3 Folienabscheidung

16.4 Konfektionierung und Lagerung

16.5 Massenbilanzen

17 Emissionen und Emissionsminderung

17.1 Lärm

17.2 Staub

17.3 Abgase

17.4 Ungeziefer

17.5 Geruch

17.5.1 Gesetzliche Grundlagen

17.5.2 Arten von Geruchsstoffen

17.5.3 Entstehungsorte

17.5.4 Minimierung von Geruchsemissionen

17.5.4.1 Primärmaßnahmen

17.5.4.2 Sekundärmaßnahmen

17.5.4.2.1 Biofilter

17.5.4.2.2 Biowäscher

17.5.4.2.3 Thermische und katalytische Nachverbrennung

17.5.5 Geruchsimmissionsprognose

17.5.6 Messung von Geruchsimmissionen

17.5.6.1 Geruchskonzentration

17.5.6.2 Geruchsintensität

17.5.6.3 Hedonik

17.5.6.4 Zeitpunkt und Dauer

17.5.6.5 Häufigkeit der Geruchsemission

17.6 Abwasser

17.6.1 Rechtliche Grundlagen

17.6.2 Herkunft des Abwassers

17.6.3 Aufkommen

17.6.4 Abwasser-relevante Parameter

17.6.5 Konsequenz aus den Analysen

17.6.6 Aufbereitungsverfahren

17.6.6.1 Entfernung von Kleinstpartikeln

17.6.6.2 Eliminierung hoher Stickstoff- und Kohlenstofffrachten

17.6.6.3 Membrantechnologien

17.6.6.4 Adsorption

17.6.6.5 Katalytische Oxidation

17.7 Keime

17.7.1 Grundlagen zur Emission von Keimen

17.7.1.1 Arten von Keimen

17.7.1.2 Trägermedium Luft

17.7.1.3 Medizinische Bedeutung der Mikroorganismen

17.7.1.4 Beurteilung der hygienischen Relevanz von Keimemissionen

17.7.2 Chronologie der Verbreitung von Keimen

17.7.2.1 Hygienische Aspekte bei der Sammlung

17.7.2.2 Hygienische Aspekte bei der Abholung

17.7.2.3 Hygienische Aspekte bei der Behandlung

17.7.2.4 Hygienische Aspekte bei der Anwendung

17.7.3 Minimierung von Keimemissionen

17.7.4 Schlussfolgerungen

18 Abschlussuntersuchungen

18.1 Hygienische Anforderungen an Prozesse und Produkte

18.1.1 Nachweis des Hygienisierungserfolges

18.1.2 Charakterisierung hygienisch relevanter Organismen

18.1.2.1 Phytohygienisch wichtige Organismen

18.1.2.2 Seuchenhygienisch wichtige Organismen

18.1.3 Hygienisierungsprozess bei der Vergärung

18.1.4 Durchführung und Kontrolle der Hygienisierung im Rottegut

18.1.4.1 Hygienisierung durch Antibiotika

18.1.4.2 Hygienisierung durch die Temperatur

18.2 Stoffliche Anforderungen an die Produkte

18.2.1 Körnung

18.2.2 Rottegrad und Pflanzenverträglichkeit

18.2.3 Wassergehalt

18.2.4 Gehalt an organischer Substanz

18.2.5 C/N-Wert

18.2.6 pH-Wert

18.2.7 Pflanzennährstoffe

18.2.8 Salzgehalt

18.2.9 Spurenelemente/Schwermetalle

18.2.9.1 Gehalt und Grenzwerte

18.2.9.2 Herkunft

18.2.10 Organische Schadstoffe

19 Produkte, Verwendung, Vermarktung

19.1 Biogas

19.1.1 Verwendungsmöglichkeiten von Biogas

19.1.1.1 Einspeisung ins öffentliche Gasnetz

19.1.1.2 Verbrennung in Feuerungsanlagen

19.1.1.3 Verbrennung in Wärmekraftmaschinen

19.1.1.3.1 Verbrennungsmotoren

19.1.1.3.2 Gasturbinen

19.1.1.4 Nutzung in Brennstoffzellen

19.2 Kompost

19.2.1 Kompostarten

19.2.1.1 Unterscheidung nach dem Ausgangsmaterial

19.2.1.2 Differenzierung nach dem Reifegrad

19.2.1.3 Unterscheidung nach dem Grad der Aufbereitung

19.2.1.4 Unterscheidung nach Düngemitteltyp

19.2.2 Verwendungsmöglichkeiten von Kompost

19.2.2.1 Einmal Abfall, immer Abfall?!

19.2.2.2 Gleichwertigkeit gegenüber anderen Düngemitteln

19.2.2.3 Landwirtschaftliche Verwertung

19.2.2.4 Garten- und Landschaftsbau

19.2.2.5 Produktionsgartenbau

19.2.2.6 Weinbau

19.2.2.7 Forstwirtschaft

19.2.2.8 Bedarf seitens der öffentlichen Hand

19.2.2.9 Erdenwerke

19.2.2.10 Technische Anwendungen

19.2.3 Bedeutung der durch Kompost substituierten Produkte

19.2.3.1 Wirtschafts- und Mineraldünger

19.2.3.2 Rindenhumus

19.2.3.3 Torf

19.2.4 Vermarktung von Komposten

19.2.4.1 Marktanalyse

19.2.4.2 Inhalte einer möglichen Imagekampagne für Kompost aus Bioabfällen

19.2.4.3 Probleme

19.2.4.4 Prognosen

20 Qualitätsmanagement

20.1 Elemente des Gütesicherungssystems

20.1.1 Güterichtlinien für Kompost

20.1.2 Fremdüberwachung

20.1.3 Deklarationspflicht

20.1.4 Angaben zur Anwendung

20.1.5 Konsequenzen bei mangelnder Qualität

20.2 Gütezeichen in der Bioabfallwirtschaft

21 Vergleich und Bewertung verschiedener Behandlungsverfahren

21.1 Technisch-wirtschaftlicher Verfahrensvergleich

21.1.1 Eignung und Realisierbarkeit

21.1.2 Unterschiede in der Verfahrenstechnik

21.1.3 Flächen- und Raumbedarf

21.1.4 Emissionspotential

21.1.5 Endprodukte

21.1.6 Energie

21.1.7 Kosten

21.1.8 Ergebnisse

21.2 Ökobilanz verschiedener Entsorgungswege für organische Abfälle

21.2.1 Bewertungskriterien

21.2.2 Verglichene Entsorgungsszenarien

21.2.3 Ergebnisse

22 Spezialfall biologisch abbaubarer Kunststoffe

22.1 Rechtliche Grundlagen

22.2 Ausgangsmaterial und Herstellung

22.3 Einsatzgebiete

22.4 Biologischer Abbau

22.5 Erfassung von Produkten aus biologisch abbaubaren Werkstoffen

22.6 Sammlung, Transport und Sortierung

22.7 Zertifizierung von Produkten aus biologisch abbaubaren Werkstoffen

22.8 Wege zur Verwertung und Beseitigung biologisch abbaubarer Kunststoffe

23 Perspektiven der Bioabfallwirtschaft

23.1 Stand und Perspektiven der aeroben Abfallbehandlung in Europa

23.1.1 Status quo der getrennten Erfassung organischer Abfälle

23.1.2 Verwendung des erzeugten Kompostes

23.1.3 Entwicklungspotential bei der Getrennterfassung und Vermarktung

23.2 Stand und Perspektiven der anaeroben Abfallbehandlung

23.2.1 Stand der Anaerobtechnik in Deutschland

23.2.2 Internationaler Stand der Anaerobtechnik

23.2.3 Entwicklungs- und Exportpotentiale

23.3 Ausblick

24 Anhang