Abfallbehandlung

Ziele

Hauptziele der Abfallwirtschaft sind das umweltverträgliche Verwerten und Beseitigen von Abfällen. Dabei kommen unterschiedliche Verfahren der Abfallbehandlung zur Anwendung. Diese umfassen Verfahren der stofflichen oder energetischen Verwertung. Abfallstoffe können z.B. mit dem Ziel des Wiedereinsatzes der zurückgewonnen Stoffe sortiert, aufbereitet und behandelt werden. Oder aber sie werden in Abfallverbrennungsanlagen mit dem Ziel der Energiegewinnung und stofflichen Nutzung von Schlacken thermisch behandelt. Für nicht verwertbare Abfälle dienen Deponien zur in der Regel zeitlich unbegrenzten Lagerung von Abfällen. Sie werden nach Art des Abfalls, der deponiert werden darf, in Deponieklassen eingeteilt.

Abfallhierarchie

Bei allen abfallwirtschaftlichen Maßnahmen ist die Abfallhierarchie einzuhalten. Dabei sind auf den jeweiligen Ebenen der Hierarchie entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Für die Abfallbehandlung bedeutet dies, dass Entsorgungstechnik für folgende Hierarchieebenen vorgehalten werden muss:

Vermeidung (Ebene vor der Abfallbehandlung)
Vorbereitung zur Wiederverwendung
Recycling (stoffliche Verwertung)
Energetische Verwertung
Beseitigung

Die Abfallbehandlung findet in Deutschland generell auf einem hohen technologischen Niveau statt. Im Folgenden werden die grundlegenden Verfahren der Abfallbehandlung bis hin zur Deponietechnik kurz erläutert.

Bioabfallverwertung

Der Anteil der Bioabfälle im Siedlungsabfallaufkommen in Deutschland beträgt 30 bis 40 Prozent. Diese können nach getrennter Sammlung in Biogasanlagen vergoren und das gewonnene Biogas für die Verstromung, zur Wärmenutzung oder als Treibstoff eingesetzt werden. Oder sie können kompostiert werden. Die Komposte können als Düngemittel oder zur Bodenverbesserung verwendet werden und somit Torf und mineralische Düngemittel substituieren.

Mechanisch-biologische Behandlung

Die mechanisch-biologischen Behandlung (MBA) ist eine Möglichkeit zur Behandlung von Siedlungsabfällen. Es haben sich dabei zwei Verfahrensvarianten herauskristallisiert, die sich im Behandlungsablauf und hinsichtlich der erzeugten Stoffströme unterscheiden
−      Verfahren mit biologischer Rückstandsbehandlung
         Ziel der Verfahren ist Abtrennung von Wertstoffen und die Erzeugung eines ablagerungsfähigen Rückstands.
−      Mechanisch-biologische und mechanisch-physikalische Stabilisierungsverfahren
         Ziel der Verfahren ist die Trocknung (Stabilisierung) der Abfälle und ein weitgehender Erhalt der biogenen
         Bestandteile im heizwertreichen Stabilat sowie die Gewinnung weiterer verwertbarer Fraktionen.

Abfallverbrennung

Die Abfallverbrennung ist eine der tragenden Säulen der Abfallentsorgung in Deutschland. Sie wurde in Deutschland erstmals ab 1893 wegen damals herrschender Cholera- und Typhusepidemien zur thermischen Zerstörung von Krankheitserregern und zur Hygienisierung der Abfälle großtechnisch eingesetzt. Daraus entwickelte sich die Abfallverbrennungstechnik weiter, von der anfangs einfachen, handbetriebenen, diskontinuierlichen Verbrennung auf starren Rosten zur vollautomatischen und computergesteuerten Abfallverbrennung mit entsprechender Abgasreinigung.
Die Abfallverbrennung hat folgende Entsorgungsaufgaben zu erfüllen:
−     schädliche oder gefährliche Inhaltsstoffe in den Restabfällen zu zerstören, umzuwandeln, abzutrennen, zu
       konzentrieren oder zu immobilisieren,
−     Volumen und Menge der Restabfälle weitgehend zu reduzieren,
−     verbleibende Verbrennungsrückstände in verwertbare Stoffe zu überführen oder sie in eine ablagerungsfähige
        Form zu bringen und
−     entstehende Wärmeenergie soweit wie möglich zu nutzen.

Die nach der Verbrennung verbleibenden Schlacken können nach Aufbereitung (Abtrennung von Metallen und Störstoffen, Reifung) weitgehend verwertet werden, beispielsweise als Straßenbaumaterial, gemäß den einschlägigen Merkblättern für den Straßenbau und dem LAGA-Merkblatt „Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Reststoffen/Abfällen – Technische Regeln“ (M 20). Nicht verwertbare Schlacken können auf Deponien abgelagert werden, sofern sie die Zuordnungswerte der Deponieverordnung einhalten.
Für die thermische Behandlung kommunaler Abfälle werden hauptsächlich Rostöfen eingesetzt. Es werden aber auch Wirbelschichtfeuerungen eingesetzt. Für die thermische Behandlung von gefährlichen Abfällen (Sonderabfällen), die häufig ein Gemisch aus festen, pastösen und flüssigen Abfällen darstellen, hat sich der Drehrohrofen als universell einsetzbare Verbrennungseinrichtung erwiesen.
Im Genehmigungsbescheid von Abfallverbrennungsanlagen wird vorgegeben, welche Abfälle (Abfallschlüsselnummern nach Abfallverzeichnisverordnung) verbrannt werden dürfen. Gefährliche Abfälle dürfen nur in speziell für die jeweiligen Abfallarten zugelassenen Anlagen oder in geeigneten Industrieanlagen verbrannt werden.
Alle thermischen Abfallbehandlungsanlagen müssen so ausgelegt, ausgerüstet und betrieben werden, dass die in der Verordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von Abfällen (17. BImSchV) festgelegten Emissionsgrenzwerte nicht überschritten werden. Um die Anforderungen einzuhalten verfügen Abfallverbrennungsanlagen über Abgasreinigungsanlagen. Die Abgasreinigung erfolgt in einer mehrstufigen Anlage, bestehend u. a. aus Entstaubung, Trocken-, Quasitrocken- oder mehrstufiger Nasswäsche, Entstickung und adsorptiver Nachabscheidung, wobei Additive (z. B. H₂O, Ca(OH)₂, NaOH, Aktivkoks/-kohle, NH₃) den Abgasen zugegeben werden.

Abfalldeponierung

Die Deponierung von Abfällen ist trotz erheblicher Fortschritte der Deponietechnik mit mittlerweile aufwendigen Maßnahmen zur Abdichtung, Sickerwassererfassung und Deponiegasnutzung nach wie vor langfristig unbefriedigend und kann als mögliche Altlast für die Zukunft angesehen werden. Bei Deponien darf deshalb nicht nur auf die Wirksamkeit einer Schutzbarriere vertraut werden, sondern aus Gründen der Sicherheit ist eine Konzeption mit vielen Barrieren umzusetzen.
Aufbauend auf diesen Überlegungen wurde das Multibarrierenkonzept entwickelt, das besagt, dass mehrere Barrieren unabhängig voneinander wirksam sein müssen [STIEF 1986]. Die wirksamste, dauerhafteste und damit wichtigste der vorgesehenen Barrieren gegen den Eintrag von Schadstoffen in die Umwelt ist dabei der abzulagernde Abfall – der Deponiekörper – selbst.
Ziel der oberirdischen Endlagerstrategie ist daher, das Schadstoffpotential der Abfälle bereits vor deren Ablagerung soweit zu reduzieren, dass die Umwelt weder kurz- noch langfristig durch Emissionen negativ beeinflusst werden kann. Die in den Abfällen enthaltenen Schadstoffe sind also in Verbindungen zu überführen, die geochemischen Bindungsformen weitgehend nahe kommen. Die technische Barriere einer solchen Deponie hat in diesem Idealfall nur noch Kontrollfunktion, und die Standorteigenschaften dienen als Sicherheitsbarriere gegen das verbleibende Restrisiko.
In Deutschland müssen alle Abfälle und Abfallgemische mit einem je nach Deponieklasse festgelegten organischen Anteil vor der Ablagerung behandelt werden. Die Zuordnung der Abfälle zu unterschiedlich ausgestatteten Deponietypen erfolgt entsprechend den Vorgaben der Deponieverordnung. Diese definiert Deponieklassen (DK), aus denen sich unterschiedliche Anforderungen an den Betrieb und insbesondere an die Stilllegung und Nachsorge der Deponie ergeben.

Übersicht der Deponieklassen

Abhängig von den zulässigen Schadstoffgehalten der Abfälle, die abgelagert werden dürfen, sieht die Deponieverordnung fünf Deponieklassen (DK) vor:
−      DK 0   – Oberirdische Deponie für Inertabfälle (gering belastete mineralische Abfälle)
−      DK I    – Oberirdische Deponie für nicht gefährliche Abfälle (mit sehr geringem organischem Anteil)
−      DK II   – Oberirdische Deponie für nicht gefährliche Abfälle (mit geringem organischem Anteil)
−      DK III – Oberirdische Deponie für nicht gefährliche Abfälle und gefährliche Abfälle
−      DK IV – Untertagedeponie

In einem Anhang der Deponieverordnung sind die jeweils zulässigen Schadstoffgehalte (Zulässigkeits- und Zuordnungskriterien) für die oberirdischen Deponien festgeschrieben. An die Deponieklassen werden unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der technischen Sicherungssysteme (Basis- und Oberflächendichtungen, Rekultivierung, Entwässerung, Deponiegas- und Sickerwasserfassung) gestellt. Diesbezüglich einzuhaltende Anforderungen sind detailliert in Anhängen der Deponieverordnung festgelegt. Im Folgenden werden die wesentlichen Anforderungen an die Deponieklassen vereinfacht dargestellt.

Oberirdische Deponie für Inertabfälle (DK 0)

Auf Deponien der Deponieklasse 0 können beispielsweise unbelasteter Bauschutt und unbelastete Böden abgelagert werden. Diese Deponien müssen eine geologische Barriere von mindestens einem Meter Dicke sowie eine mineralische Entwässerungsschicht von 0,3 Metern Dicke haben.

Oberirdische Deponien der Klasse I

Auf Deponie der Klasse I können mäßig belastete (nicht gefährliche) Abfälle abgelagert werden. In der Regel handelt es sich dabei um mäßig belasteten Erdaushub und Bauschutt und vergleichbare mineralische gewerbliche Abfälle. Deponien der Klasse I müssen über eine Abdichtungskomponente aus mineralischen Bestandteilen mit einer Mindestdicke von 50 Zentimeter verfügen.

Oberirdische Deponien der Klasse II

Auf Deponie der Klasse II können belastete, jedoch nicht gefährliche Abfälle abgelagert werden, insbesondere vorbehandelte (verbrannte oder gerottete) Siedlungsabfälle, die einen sehr geringen organischen Anteil enthalten und bei denen eine sehr geringe Schadstoffmenge durch Auslaugung freigesetzt werden kann. Neben der Ablagerung von vorbehandeltem Hausmüll können auch vergleichbare mineralische gewerbliche Abfälle abgelagert werden.
Die Abdichtungen an der Basis und der Oberfläche der Deponie müssen aus zwei Abdichtungskomponenten bestehen. An der Deponiebasis muss die zweite Abdichtungskomponente eine Konvektionssperre (Kunststoffdichtungsbahn oder Asphaltdichtung) sein.

Oberirdische Deponie für gefährliche Abfälle (DK III)

Auf Deponien der Deponieklasse III können gefährliche Abfälle (Sonderabfälle) mit besonderem Überwachungsbedarf abgelagert werden. Die geologische Barriere muss mindestens fünf Meter dick sein. Zusätzlich ist ein Dichtungskontrollsystem vorgeschrieben.

Untertagedeponie (DK IV)

In Untertagedeponien werden bestimmte gefährliche Abfälle abgelagert und zwar entweder
−      in einem Bergwerk mit einem eigenständigen Ablagerungsbereich, der getrennt von einer Mineralgewinnung
         angelegt oder vorgesehen ist, oder
−      in einer Kaverne vollständig im Gestein eingeschlossen
Für Untertagedeponien gelten besondere Vorschriften, die eine auf den Standort bezogene langzeitsichere Ablagerung der Abfälle gewährleisten und sicherstellen, dass es zu keiner Beeinträchtigung der Biosphäre kommen kann.

Chemisch-physikalische Behandlung

In chemisch-physikalischen Behandlungsanlagen werden überwiegend flüssige und pastöse gefährliche Abfälle (Sonderabfälle) behandelt. Die Abfälle werden mit dem Ziel aufbereitet, Schadstoffe so umzuwandeln oder abzutrennen, dass die abgetrennten Stoffe einer geeigneten Verwertung oder Beseitigung zugeführt werden können. Zum Einsatz kommen dabei chemische Verfahren zur Stoffumwandlung (z. B. Neutralisation, Oxidation, Reduktion), oder physikalische Verfahren der Stofftrennung (z. B. Filtrierung, Sedimentation, Destillation, Ionenaustausch), um eine Konzentration der gefährlichen Inhaltsstoffe vorzunehmen.
Die Behandlung anorganisch belasteter Abfälle umfasst u.a. die Aufbereitung von Säuren, Laugen, schwermetallhaltigen Lösungen oder Schlämmen. Bei zu behandelnden organisch belasteten Abfällen handelt es sich vor allem um wässrige Flüssigkeiten oder Schlämme, die mit Ölen oder Fetten verunreinigt sind. Dazu gehören beispielsweise ölhaltige Abwässer, Rückstände aus Öl- und Benzinabscheidern oder aus der Tankreinigung.
Chemisch-physikalische Behandlungsanlagen verfügen meist über ein individuelles Behandlungskonzept, weiches auf die zu behandelnden Abfälle abgestimmt ist. Der Stand der Technik ausgewählter Anlagentypen wird im BVT-Merkblatt „Abfallbehandlungsanlagen“ beschrieben (Amtsblatt C 275/15 der EU vom 25.10.2006).

Quellen:
STIEF, K.(1986): „Das Multibarrierenkonzept als Grundlage für Planung, Bau, Betrieb und Nachsorge von Deponien“, Müll und Abfall 1/86, S. 15/20