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Entwicklung der mittleren Abluft-Fracht (in g pro Stunde) aus einem Rottetunnel (bei 385 t Input) im Verlauf der sechswöchigen Rottephase. Blau unterlegt dargestellt ist die pro Tonne Rottematerial auftretende Fracht.
© RWTH Aachen, Institut für Aufbereitung und Recycling

Kohlenstoff-Konzentrationen in der Abluft im Verlauf des Rotteprozesses: Anfangs Abluftbehandlung durch RTO, in der Zwischenphase je nach Belastung RTO und / oder Wäscher und Biofilter; diese genügen in der Endphase.
© RWTH Aachen, Institut für Aufbereitung und Recycling
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Abluftreinigung durch Regenerative Thermische Oxidation (RTO)

Über die Hälfte der insgesamt 45 MBA in Deutschland nutzen zusätzlich zur RTO-Technologie Biofiltersysteme. Diese ermöglichen es, geringer belastete Abluftströme, z. B. aus der mechanischen Aufbereitung, vergleichsweise einfach und weniger energieintensiv zu behandeln. Durch eine Kreislaufführung von Abluftströmen lassen sich die zu behandelnden Abluftvolumina reduzieren. Dadurch steigt zugleich der spezifische Energiegehalt der Abluft. So braucht die RTO weniger Fremdenergie zur Stützfeue­rung. Die Forscher untersuchen am Beispiel der MBA Großefehn im Land­-­kreis Aurich, wie eine solche Anlage effizienter betrieben werden kann. Dazu werden zunächst Optimierungspotenziale in der mechanischen und biologischen Behandlungsstufe untersucht. Des Weiteren wird die Abluft aus der biologischen Behandlung in einem alternativen Abluftmanagement nach Belastungsgraden unterteilt. Bei dem bisher angewendeten Abluftkonzept der MBA Großefehn wird ein Teil des schwachbelasteten Abluftstroms aus der Hallenabsaugung der mechanischen Aufbereitung für die Belüftung in der biologischen Behandlung verwendet. Der überschüssige Abluftstrom aus der mechanischen Aufbereitung wird Biofiltersystemen zugeführt. Der gesamte Abluftstrom aus der biologischen Behandlungsstufe wird mittels RTO behandelt.

Für den sparsameren Betrieb der Anlage untersuchen die Forscher unter anderem, durch welche Maßnahmen sie den Abluftvolumenstrom zur RTO und damit den Energieverbrauch für die Abluftbehandlung reduzieren können. Sie wollen dies dadurch erreichen, dass sie die Abluftströme der BA je nach Belastungsgrad aufteilen und separat behandeln. Für diese selektive Erfassung der Abluftströme errichten sie eine neue Abluftsammelleitung, die jeweils die Abluft aller mit mittlerer und geringer Gesamtkohlenstoff-Beladung laufenden Reaktoren eines Blocks von insgesamt 15 Tunneln fasst.

In einem Mitte 2015 abgeschlossenen Projekt konnte gezeigt werden, dass eine vergrößerte Sieböffnungsweite in der mechanischen Aufbe­reitung ein besseres Belüftungsverhalten in der biologischen Behandlung bewirkt. Dadurch wird weniger Energie für die Belüftung benötigt. Der Materialeintrag in den Rottetunnel wurde verändert sowie gröberes Material unten und feineres oben eingebracht. Abhängig von Betriebsweise und Rottestadium ändern sich Abluftmenge und -belastung im zeitlichen Verlauf.

Innerhalb der sechswöchigen Rotte sind drei Phasen mit stark unterschiedlichen Konzentrationen ersichtlich. Dementsprechend können die Verfahren zur Abluftreinigung gewählt werden. Die hoch belastete Abluft der Anfangsphase (erste 7 Tage) wird durch RTO behandelt, die mittelbelastete (bis zum 28. Tag) entweder durch RTO oder durch eine Kombination aus Füllkörper-, Düsenbodenwäscher und Biofilter, der schwachbelastete Abluftstrom zwischen den Tagen 28 und 42 ebenfalls durch Kombination von Wäschersystemen und Bio­filter.

Referenzanlage Großefehn

Die MBA Großefehn hat eine Behandlungskapazität von etwa 60.000 Tonnen pro Jahr. Die Anlage ist unterteilt in mechanische und biologische Behandlung sowie Abluftbehandlungsanlage. Zuerst wird das Abfallgemisch in unterschiedliche Fraktionen getrennt: Die heizwertreiche Leichtfraktion kann in Kraftwerken fossile Brennstoffe substituieren. Weitere Stoffströme, wie Metalle, gehen in die stoffliche Verwertung. Die organikreiche Fraktion aus dem Hausmüll wird in der biologischen Behandlungsstufe der MBA Großefehn in 30 Rottetunneln einer sechswöchigen aeroben Behandlung unterzogen. Das Endprodukt der biologischen Behandlung kann danach auf Deponien abgelagert werden. Die Abluft der Anlage wird über Biofilter, Wäscher und eine regenerative thermische Oxidationsanlage (RTO) gereinigt.

Abluftströme für sparsamere Behandlung aufteilen

Wenn nur noch die hochbelasteten Abluftvolumen­ströme der RTO zugeführt werden, verringert sich die in der RTO zu behandelnde Abluftmenge; gleichzeitig steigt der Kohlenstoffgehalt im verbleibenden Volumenstrom: Dadurch wird zum Betrieb der RTO weniger Stützgas benötigt.

Ziel ist, in der Abluft eine möglichst hohe und konstante Kohlenstoffkonzentration zu erreichen.Um den Abluftvolumenstrom zur RTO zu drosseln, unterteilen die Forscher die Abluftströme der biologischen Behandlungsstufe nach Belastungsgrad und führen sie separaten Behandlungstechniken zu. Zu diesem Zweck bauen sie eine neue Abluftsammelleitung, die die Abluft eines gesamten Tunnelblocks fassen kann. Das Prozessleitsystem kann dank eines neu entwickelten Regelalgorithmus die Abluftströme mittels automatisierten Klappen den jeweiligen Sammelleitungen zuführen. Dieses Abluftmanagement wird bei 15 von insgesamt 30 Rottetunneln eingesetzt. Die mittel- bis schwachbelastete Abluft wird mittels der alternativen Abluftbehandlung gereinigt.

Außerdem überführen sie den MBA Prozess in ein Modell. Abgeleitet von den Ergebnissen wird ein auf andere Anlagen übertragbarer Leitfaden zur energieeffizienten Abluftbehandlung in MBA erstellt.

Projektinfo 15/2016:
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Adressen

Koordination, Modifizierung von Prozessabläufen in MA und BA
RWTH Aachen, IAR

Betreiber der MBA-Anlage, Versuchsdurchführung
MKW

Entwicklung Abluftreinigungsanlage
PlasmaAir AG

BINE-Projektinfo 15/2016
(PDF, 4 Seiten, 289 kB)

Infotipps

Kompost und Biogas kombinieren
BINE-Projektinfo 17/2014

Deponiegas sauber nutzen
BINE-Projektinfo 11/2014

Links

ASA e. V.
Arbeitsgemeinschaft Stoffspezifische Abfallbehandlung (ASA) e. V.

powerstep.eu
Homepage des Projekts Powerstep

Abfälle nachhaltig nutzbar machen
youtube-Video zur MBA St. Pölten, Österreich

Klimaschutzpotenziale der Abfallwirtschaft
Hintergrundinformationen vom Server des Umweltbundeamtes

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.