Abfallprinzip in Deutschland (Recyclingpyramide)
Wiederverwendung & Recycling=Stoffliche Verwertung
Sammelverfahren
Umleerverfahren
Wechselverfahren
Einwegverfahren
Systemlose Sammlung (Sperrmüll)
Sonderverfahren (Pneumatische oder hydraulische Verfahren)
Das duale System “Grüner Punkt”
Mehrwegsystem
Pfandsystem
Der Müll wird von einem Sammelbehälter in einen anderen umgeleert. (Abfuhr von Hausmüll)
Der volle Sammelbehälter wird gegen einen leeren getauscht und an anderer Stelle geleert (Bauschutt-”Mulden”)
Sammlung und Sortierung folgt auf Basis zweier Grundmodelle
Holsystem: Leichtverpackungen werden im Gelben Sack/Tonne gesammelt
Glas/Papier werden in Wertstoffcontainer gesammelt
Bringsystem: arbeitet ausschließlich mit Wertstoffcontainern
Aufstellung haushaltsnah oder in Wertstoff/Recyclinghöfen
Müll richtig sortieren
gelber Sack: Verpackungen mit grünem Punkt (Kunststoff, Verbundmaterialien, Metall)
blaue Tonne: Papier und Pappe
grüne Tonne: kompostierbare Abfälle
graue Restmülltonne: Restmüll, keine Elektrogeräte
Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz
hier: was ist Kreislaufwirtschaft?
Kreislaufwirtschaft nimmt den Stoffkreislauf der Natur zum Vorbild und versucht durch intelligente, kaskadische Nutzungen ohne Abfälle und ohne Emission Stoffe und Energie möglichst lange bzw. ökologisch und sozial sinnvoll zu verwenden
§1:
Zweck des Gesetzes ist die Förderung der Kreislaufwirtschaft zur Schonung der natürlichen Ressourcen und die Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfällen
Bundes-Immissionsschutzgesetz
Konzentrationsprinzip:
umfassende Prüfung der Anlage
-> immissionsschutzrechtliche Genehmigungen sclhießen alle Genehmigungen aus den Prüfverfahren ein (Konzentrationswirkung!)
BImSchG:
Zweck dieses Gesetzes ist es, Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden, das Wasser, die Atmosphäre sowie Kultur- und sonstige Sachgüter (Schutzgüter) vor schädlichen Umwelteinwirkungen … zu schützen und den Entstehen schädlicher Umwelteinwirkungen vorzubeugen.
Schutzgüter?
schädliche Umwelteinwirkungen?
genehmigungsbedürftige Anlagen?
Schutzbereich?
Schutzgüter: Menschen, Tiere, Pflanzen, Boden, Wasser, Atmosphäre, Kultur- und sonstige Sachgüter -> §2 UVPG
schädliche Umwelteinwirkungen: Immisionen, Vermeidung und Vorsorge -> §3 BImSchG
genehmigungsbedürftige Anlagen: § 4 BImSchG
Schutzbereich: Gefahren, erhebliche Nachteile, erhebliche Belästigungen
§2: Geltungsbereich
Errichtung und Betrieb von Anlagen
Herstellen, Inverkehrbringen und Einführeun von Anlagen, Brennstoffen, Treibstoffen
Beschaffenheit, Ausrüstung, Betrieb und Prüfung von Kraftfahrzeugen jeglicher Art
Bau öffentlicher Straßen und Eisenbahnen
Ausnahme: Flugplätze, Atomrechtliche Anlagen, Wasserrechtliche Anlagen
§3: Begriffsbestimmungen
Was ist Immision?
Immissionen: sind auf Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden, das Wasser, die Atmosphäre sowie Kultur- und sonstige Sachgüter (Schutzgüter) einwirkende Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen, Licht, Wärme, Strahlen, und ähnliche Umwelteinwirkungen
Was ist Emmision?
Emmissionen: sind die von einer Anlage ausgehenden Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen, Licht, Wärme, Strahlen, und ähnliche Umwelteinwirkungen
Was sind Luftverunreinigungen?
Luftverunreigungen im Sinne dieses Gesetzes sind Veränderungen der natürlichen Zusammensetzung der Luft, insbesondere durch Rauch, Ruß, Staub, Gase, Aerosole, Dämpfe oder Geruchsstoffe
§4: Genehmigung
Errichtung und Betrieb von Anlagen, die ein Gefährdungspotenzial besitzen bedürfen eine Genehmigung -> Schutz vor schäl. Umwelteinwirkungen
Bundesrat bestimmt Anlagen, die eine Genehmigung bedürfen
BImSchV
Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen
-> Anlagentypen
§1 der 4. BImSchV
Genehmigungsbedürftige Anlagen
Errichtung und Betrieb der Anlagen im Anhang brauchen Genehmigung, sobald sie länger als 12 Monate an dem selben Ort betrieben werden
§2 der 4. BImSchV
Zuordnung zu den Verfahrensarten
Genehmigungsverfahren wird durchgeführt nach:
§10 des Bundes-Immissionsschutzgesetz
§19 des Bundes-Immissionsschutzgesetz im vereinfachten Verfahren
Rückgang der Dioxin-Emmissionen in die Umwelt von 1990 bis 2010
De novo-Synthese von PCDD und PCDF in Flugaschen
Allgemeine Bestimmungen:
Anwendungsbereich:
Verbrennungs und Mitverbrennungsanlagen, in denen Folgendes eingesetzt wird:
-feste, flüssige bzw. gasförmige Abfälle
-ähnliche Stoffe, die nicht in der Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen aufgeführt sind
Stoffe, die bei der Pyrolyse oder Vergasung von Abfällen enstehen
Kein Anwendungsbereich:
-pflanzliche Abfälle aus Land- und Forstwirtschaft, aus der Nahrungsmittelindustrie, falls die erzeugte Wärme genutzt wird
-faserhaltige pfanzliche Abfälle inkl Ablaugen aus der Herstellung von natürlichem Zellstoff und aus der Herstellung von Papier aus zellstoff, falls am Herstellungsort der Mitverbrennung zugeführt und erzeugte Wärme genutzt wird
-Korkabfälle, Tierkörper
-Abfällen, die beim Aufsuchen von Erdöl, Ergasvorkommen entstehen
-Holzabfälle, die halogen-organische Verbindungen oder Schwermetalle enthalten
-bei Forschungseinrichtungen
Anforderung an die Errichtung, Beschaffenheit und den Betrieb
Forderung an Errichtung:
-Anlagen für feste Stoffe müssen Absaugung verfügen, die Gase der Feuerung zuführen (Müllbunkerabsaugung)
-Verhinderung der Freisetzung von Schadstoffen in Boden, Grundwasser, Oberflächenwasser
-Lagerkapazitäten für verunreinigtes Wasser
§4: Feuerung
-Mindesttemp.: 850°C (Hausmüll)
-mehr als 1% Cl: 1200°C (Sondermüll)
-Schlacke max. 3% des Ausgangsgewichtes
-Altanlagen müssen nachweisen das keine höheren Emmissionen entstehen
-Beschickung erst nach Erreichen der Mindesttemperatur möglich und nur solange diese gehalten wird
-gleiches gilt für Mitverbrennungsanlagen
§5 Anforderung an Verbennungsanlagen
Grenzwerte: Tagesmittelwert
-Gesamtstaub: 10mg/m^3
-organische Stoffe: 10mg/m^3
-gasförmige anorgane Chlorverbindungen:10mg/m^3
-gasförmige anorgane Fluorverbindungen:1mg/m^3
-Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid: 50 mg/m^3
-Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid: 50 mg/m^3
-Quecksilber und seine Verbindungen:-gasförmige anorgane Chlorverbindungen: 0,03mg/m^3
-Kohlenstoffmonoxid: 50mg/m^3
Grenzwerte: Halbstundenwerte
-Gesamtstaub: 30mg/m^3
-organische Stoffe: 20mg/m^3
-gasförmige anorgane Chlorverbindungen:60mg/m^3
-gasförmige anorgane Fluorverbindungen:4mg/m^3
-Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid: 200mg/m^3
-Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid: 400 mg/m^3
-Quecksilber und seine Verbindungen:-gasförmige anorgane Chlorverbindungen: 0,05mg/m^3
-Kohlenstoffmonoxid: 100mg/m^3
Der Kohlenstoffkreislauf
Anaerobe Abbauprozesse
endotherme Reaktion (Energie wird benötigt)
vereinfachte Darstellung der Methanogenese am Bsp. Glucoseabbau: C6H1206—> 3CH4 + 3Co2
tatsächlicher Prozess, bei dem Methan frei wird:
CH3COOH —> CH4 + CO2
Deponiegasbildung unter anaeroben Bedingungen
Phase 1: (wenige Wochen): Verbrauch des vorhandenen Sauerstoff
Phase 2: (mehrere Monate): Aufspaltung organischer Moleküle
Phase 3/4: (1-3 Jahre): Umwandlung organischer Bestandteile zu Methan etc.
Konzepte der MBA (mechanisch-biologischen-Abfallbehandlungsanlage)
Ziele und Aufgaben:
Verminderung des Abfallvolumens
Reduzierung der Schadstoffe, die durch unvorbehandeltes Abfallmaterial anfallen würde
Verringerung des Anteil an zu verbrennenden und unvorbehandeltem Abfall
Herabsetzen der biologischen Aktivität des organischen Anteils im Siedlungsabfall
Vorteile:
Herstellung von Kompost, geeignet zur Bodenverbresserung
Müll zu Werstoff sowie Verminderung des Müllvolumens
Nachteile:
zu wenig Belüftung führt zu Faulgasbildung
zu starke Belüftung führt zur Vertrockung des Komposts
Reduzierung der Treibhausgase durch mechanische-biologischen Müllvorbehandlung
positive Nebenwirkung:
biologisch abbaubare Abfälle bilden Deponiegas; -> klimarelevantes Methan
Einsparung bis 2006: 18 Mio. Tonnen CO2 verringert p.a.
Ziele thermischer Behandlungsverfahren
Entsorgung mit geringer Umweltbelastung
Energetische Nutzung
Stoffliche Nutzung
Anforderungen an die thermischen Behandlungsverfahren
Sichere Entsorgung des Restabfalls:
Ausgerifte Technik
Leistungsvariabilität
Geringe Störanfälligkeit
Brennstoffvariabilität
Hohe Verfügbarkeit
Umweltbelastung
Umweltbelastung:
Geringe Abfallmenge
Abwasserfrei oder -arm
Geringe Reststoffmengen
Verwertbarkeit
Geringer Aufbereitungsaufwand
Geringe Emmissionswerte
Geringer Chemikalienaufwand
Aufkonzentration der Schadstoffe
Energienutzung
Energienutzung:
Geringer Eigenbedarf
Geringe Wärmeverluste
Mittlerer Wirkungsgrad
Erzeugung ständig verwertbarer Energie
Hohe Investitionskosten
Geringe Betriebskosten
Formen der thermischen Müllbehandlung
Entgasung:
Vergasung
Erzeugung von festen Brennstoffen
Verbrennung
-> Thermische Trocknung geht jeweils als erste Stufe voraus
Umsetzung kohlenstoffhaltiger Anteile fester Abfallstoffe bei hohen Temperaturen zu gasförmigen Brennstoffen
Als Vergasungsmittel dienen allgemein Sauerstoff, Luft, Rauchgase, Wasserdampf, CO2 oder Wasserstoff
Bsp: C + H2O -> CO + H2
Kontrollierte Abfallbehandlung
Besteht aus den Einzelvorgängen der Trocknung, Entgasung, Vergasung, Ausbrand des fixen Kohlenstoffs und Verbrennung der entstandenen Gase zu Kohlenstoffdioxid, Wasser, Schwefel- und Stickoxiden und Asche
Wirbelschichtbefeuerung
stationäre oder zirkulierende Wirbelschicht
-> Abfall bleibt in Bewegung (Luftwirbel)
Vorteile Wirbelschichtfeuerung
Hohe Turbulenzen im Feuerraum
Besserer Ausbrand durch kleinere Korngröße und intensiven Stoff- und Wärmeaustausch
Weniger NOx durch geringere Temp.
Nachteile Wirbelschichtfeuerung
Zerkleinerung auf < 150 nm
Metalle und Schwerfraktionen sollten abgetrennt werden
Schema einer thermischen Müllbehandlungsanlage
-> Großfeuerungsanlagen
-> Müllverbrennungsanlagen
Abgasreinigung
wesentliche unerwünschte Bestandteile im Rauchgas
Flugasche, Stäube
Furane, Dioxide
Schwermetalle
Chlorwasserstoff / Fluorwasserstoff
Schwefeloxide (SOx)
Stickstoffoxide (NOx)
Organische Restbestandteile (CxHy)
Nasswaschverfahren
Waschstufe mit Wasser, ggf. mit Natronlauge (NAOH)-Zusatz
Waschstufe: Kalkmilch Ca(OH)2 bzw Natronlauge
Waschstufe: Erhöhung der Rauchgastemperatur (Auftrieb im Kamin)
1. Rauchgasabkühlung
Abscheidung von HF, HCL und Schwermetallen, Partikeln
Calciumsulfit wird weiter zu Calciumsulfat umgewandelt
Calciumsulfat, Gipsherstellung + Abwasseraufbereitung
Ofenarten
Beispiele der Verfahren
Wirbelschichtfeuerung
Drehrohrfeuerung
Rostfeuerung
Zweck der Feststoffverbrennung
stoffliche Zerstörung von Abfällen mit Restemmissionen im Rauchgas, Flugstaub, Asche, Schlacke und Waschwasser in kontrollierbarer, ungefährlicher Form
Maximale Volumenreduktion
Umwandlung der chemisch gebundenen Energie in eine nutzbare Form
Welche Stoffe werden an die Luft abgegeben?
Ausgangsstoffe nicht rein chemisch
-> neben CO2 und H2O werden auch andere Stoffe (NOx) an die Luft abgegeben (aus Aminosäuren oder Luft)
Wirbelschichtfeuerung (Abbildung)
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