Vorlesung 7 Flashcards
Emissionen biologischer Behandlungsanlagen
Wovon ist die direkte Einleitung ins Gewässer abhängig? Mindest- /Emissionsanforderungen?
- Anhänge der Abwasserverordnung (AbwV)
- Mindestanforderungen/Emissionsanforderungen
- Anhang 23 für Abwasser der MBA
- Anhang 51 für Abwasser, das aus der oberirdischen Ablagerung von Abfällen stammt
- evtl. weitergehende Immissionsanforderungen der Genehmigungsbehörde
- in NRW: zuständige Bezirksregierung
Was muss bei der indirekten Einleitung von Prozeswasser ins Gewässer beachtet werden?
- Vorgaben der Kommunalen Satzung hinsichtlich der Abwasserbeschaffenheit müssen eingehalten werden (ggf. Vorbehandlung des Abwassers erforderlich)
- DWA-Merkblatt M 115
- Indirekteinleitung nicht häuslichen Abwassers
Welche Abwasserströme bei der biologischen Stoffstrombehandlung fallen an?
- Wasch- ode Reinigungswasser
- Oberflächenwasser (Verkehrsflächen, Dachflächen)
- Prozess-/ Sickerwasser
- Endogenes Prozess-/ Sickerwasser (entsteht durch den biologischen Abbau)
- Exogenes Prozess-/ Sickerwasser (Niederschlagsbedingt)
- Kondensate
- Sicker- und Presswasser
- Abschlämmwasser
Welche Abwasserarten auf Kompostierungsanlagen gibt es?
- Prozesswasser:
- Sicker- und Presswasser aus Annahme, Aufbereitung und Kompostierungsprozess
- Kondensate (Abgasbehandlung)
- Abschlämmwasser
- Sozialabwasser
- Oberflächenwasser (Niederschalgswasser von Verkehrs- und Dachflächen)
- Reinigungswasser
Wie hoch ist das Sickerwasser aus den Rottemieten und wovon ist das abhängig?
- 10 - 60 l/Mg
- Abhängig vom Grad der Einhausung und Niederschlagsverhältnissen
Wovon ist das Sozialabwasser abhängig?
- Abhängig vom Verhalten des Personals
Wie hoch ist die Kondenswassermenge auf Kompostierungsanlagen pro Mg Bioabfall?
- 5 - 300 l/Mg
Wovon ist das Fahrflächen- und Dachwasser abhängig?
- abhängig vom Niederschalgsgeschehen und dem Anteil der befestigten Flächen (Abschätzung z.B. mit ATV A 118)
Welche Abwasserquantitäten und -qualitäten auf Kompositerungsanlagen müssen beachtet werden?
- Sickerwasser aus den Rottemieten
- Sozialabwasser
- Kondenswassermenge
- Fahrflächen- und Dachwasser
- Hohe organische Belastung
Was fällt alles unter die Sickerwasservermeidung?
- Abdecken der Mieten mit Kompostvlies bzw. Überdachung der Rotteflächen (Reduzierung des durchsickernden Wassers)
- Zuschlag von strukturreichen oder saugfähigen Zuschlagstoffen (z.B. Holzhäcksel)
- Kompostierung auf organischen Unterlagen (z.B. Rinde)
- Erhöhung der Umsetzhäufigkeit (Verdunstungsrate steigt)
- Schnelle Verarbeitung strukturarmer Materialien
Welche Abwasser fallen auf Vergärungsanlagen an?
- Prozesswasser:
- Entwässerung der Gärrückstände
- Sickerwasser aus Abfalllagern
- Kondensate aus Biogasentfeuchtung und Abluftbehandlung
- Abschlämmwasser
- Oberflächenwasser (Niederschlagswasser von Verkehrs- und Dachwasser)
- Reinigungswasser
- Sozialabwasser
Was ist Prozesswasser?
Prozesswasser ist ein nach dem Gärprozess anfallender Stoffstrom, der noch keiner Behanldung unterzogen wurde und verfahrensabhängig zum Teil in den Prozess zurückgeführt wird.
Was ist Überschusswasser?
Überschusswasser ist der Teil des Prozesswassers, welcher aus der Anlage als Abwasser ausgeschleust wird.
Wie hoch ist die Überschussquantität?
200 bis 550 L/Mg Bioabfallinput
Wovon ist die Überschussquantität abhängig?
- Wassergehalt des Inputmaterials
- Wassermenge, die durch Vorbehandlung verloren geht
- Abbau der organischen Trockensubstanz
- Einzuhaltenden Wassergehalt der nachgeschalteten Verfahrensschritte
- Wassergehalt der Reststoffe
- Geforderte Wassergehalte der Kompostprodukte
- Wasseraustrag über Abluft und Gas
- Anteil Rückführwasser und Frischwasser
Welche Inhaltsstoffe können im Prozesswasser aufkommen?
- Feststoffe
- Stoffwechsel- und Abbauprodukte
- Korrosive Bestandteile
Wie unterscheidet sich das Prozesswasser aus thermophil betriebenen Anlagen?
Prozesswasser aus thermophil betriebenen Anlagen stärker mit Feststoffen, Stoffwechsel- und Abbauprodukten und korrisiven Bestandteilen belastet
Wie beeinflusst Frischwasser das Prozesswasser?
Höherer Anteil Frischwasser senkt Abwasserkonzentrationen
Welche Auswirkungen haben Feststoffe im Prozesswasser?
- Abrasion
- Verstopfung in Rohrleitungen
Welche Stoffwechsel- und Abbauprodukte findet man im Prozesswasser und welche Auswirkungen haben sie?
Ammoniak (NH3) und Ammoniumstickstoff (NH4-N):
- Ab bestimmter Konzentration Hemmung des anaeroben Abbaus
Distickstoffoxid bzw. Lachgas (N2O):
- Geruchsemission
Struvit/Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP):
- Ablagerungen in Rohrleitungen und Behältnissen
Was fällt unter korrosive Bestandteile?
- Chlorid
- Halogene
- Säuren
- Sulfate
Welche Anwendungen gibt es für Prozesswasser?
- Prozesswasseraufbereitung
- Anmaischung vor der Fermentation
- Perkolation
- Bewässerung der Aerobstufe
Wie wird Überschusswasser verwertet/entsorgt?
- Landwirtschaft
- Kläranlage
- Verbrennungsanlage
Welche technischen Kriterien werden an Anlagen zur Prozesswasserbehandlung gestellt?
- sichere Einhaltung der Grenzwerte
- Flexibilität bezüglich der Verschärfung gesetzlicher anforderungen
- Flexibilität bei wechselnder Zusammensetzung des Abwassers
- geringer Reststoffanfall
- gesicherte Reststoffverwaltung bzw. -entsorgung
- Betriebssicherheit
- Ausbaufähigkeit
- Vorhandensein von Referenzanlagen
- wenige und einfach durchzuführende Überwachungs- und Wartungsarbeiten
Welche betriebswirtschaftliche Kriterien werden an eine Anlage zur Prozesswasserbehandlung gestellt?
- geringe Investitionskosten
- niedrige Betriebskosten
Welche ökologischen Kriterien werden an Anlagen zur Prozesswasserbehandlung gestellt?
- geringer Energieverbrauch
- minimaler Flächenbedarf
- geringe gasförmige Emissionen
- möglichst geringer Einsatz von Betriebsstoffen (Chemikalien)
- minimaler Anfall nicht verwertbarer und damit in der Regel ökologisch problematischer fester Reststoffe
Was gehört zur mechanischen Reinigung?
Rechen:
- Abtrennung von Grobstoffen
Sandfang:
- Absetzen der feinen, mineralischen Stoffe
Vorklärbecken:
- Sedimentation von organischen Schwebstoffen
Was gehört zur biologischen Reinigugn?
Belebungsbecken:
- Abbau von organischen Stoffen, Stickstoff- und Phosphorverbindungen durch MO
Nachklärbecken:
- Absetzen des Belebtschlamms
Was umfasst die weitergehende Reinigung?
- Abwasserfiltration
- Membranverfahren
- Abwasserdesinfektion
- Aktivkohle
Wovon sind die erforderlichen Behandlungsschritte bei der Prozesswasserreinigung abhängig?
Indirekteinleitung:
- Reduzierung der Prozesswasserinhaltsstoffe auf das Niveau häuslichen Abwassers
Direkteinleitung:
- Standortabhängige Einleitbedingungen
Nenne die empfohlenen Reinigungsschritte.
- Feststoffabtrennung
- Aerobe biologische Stufe (Abbau von Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen)
- Denitrifikationsstufe, alternativ: Strippung (Falls die N_ges-Konzentration für die örtlichen Einleitbedingungen noch zu hoch ist)
- Fällung/Flockung (Weitere Verminderung der P_ges-Konzentration, wenn der Feststoffrückhalt nicht ausreicht)
- Membranstufe (Verminderung von CSB, Schwermetall- und AOX-Gehalt)
Was bewirkt eine Reduzierung des TS-Gehalts?
Verringerung des TS-Gehalts um 95 % führt zu wesentlicher Reduktion des AOX, des CSB-Gehalts und der meisten Schwermetalle
Was ist Sedimentaion?
Vorgang des Absetzens von Feststoffen die schwerer als das umgebende flüssige Medium sind
Was ist notwendig für technisch nutzbare Sinkgeschwindigkeiten?
Technsich nutzbare Sinkgeschwindigkeiten können nicht erreicht werden:
- ohne Einsatz organischer Flockungshilfsmittel
- bei TS-Kozentrationen >= 15 g/l
Was ist Zentrifugation?
Sedimentationsverfahren, bei dem die durch die Gewichtskraft bewirkte Abtrennung durch Zentrifugalkraft beschleunigt wird
Was ist Flotation?
- Im Prozesswasser suspendierte Partikel heften sich an Gasblasen und werden mit ihnen an die Oberfläche getragen
- Bildung eines stabilen Flockenschaums
- Entnahme durch Räumeinrichtungen
- Gut für Prozesswasser geeignet
Wie wird Prozesswasser in der AWA Würselen gehandelt?
Alle PW-Ströme werden gemeinsam behandelt.
1. Sandfang
- ca. 200 Kubikmeter Perkolat
- PW wird auf 41°C erhitzt
- gelangt mittels Überlauf in den Perkolatkeller
2. Perkolatkeller
- ca. 650 Kubikmeter Perkolat
- PW wird in Mäandern geleitet
- Hygienisierung durch Erhitzen
3. Flüssigdüngerspeicher
- ca. 1.500 Kubikmeter hygienisiertes Perkolat
Woraus setzt sich Perkolatwasser zusammen?
- Frei werdendem Pflanzensaft
- Kondensaten aus Luft- und Biogasströmen
- Regenwassereintritt über Biofilter
- Reinigungswasser
- Nachfüllwasser
Woraus setzt sich das Prozesswasser in der AWA Würselen zusammen?
- viel BSB5
- Cd
- Ammonium
- ca. 2 % TS
Wie groß ist die Überschussmenge in der AWA Würselen?
- Überschussmenge ca. 3000 Kubikmeter/a bzw. 100 l/Mg Input
Wofür wird das Prozesswasser in der AWA Würselen verwendet und welche Vorteile zieht diese daraus?
Berieselung der Vergärungsstufe und Intensivrotte
- Entsorgungskosten sparen
- Pflanzennährstoffe im Kompost erhalten
Wir wird das restliche Perkolat behandelt?
MVA oder KA
Welche Bedingungen müssen Geruchsstoffe erfüllen, um einen Geruchsreiz auszulösen?
- Vorhandensein einer osmophoren (polaren) Gruppe (Alkohol-, Keto-, Nitrogruppe, Doppelbindung)
- ausreichend wasserlöslich, damit die feuchte Nasenschleimhaut passiert werden kann
- hinreichende Fettlöslichkeit, damit die Membranen der Riechzellen durchdrungen werden können
- relativ geringes Molekulargewicht (bis ca. 300 g/mol
- der Stoff muss dampfförmig sein
Was sind häufige organische Verbindungen bezüglich der Geruchsstoffe?
- Aliphatische, aromatische oder halogenierte Kohlenswasserstoffe
- Sauerstoff-, stickstoff- und schwefelhaltige Verbindungen
Was sind besonders geruchsintensive, anorganische Verbindungen?
- Schwefelwasserstoff
- Ammoniak
Nenne die sieben typischen Geruchsklassen mit je einem Beispiel und einer bekannten Verbindung.
Blumig:
- Beispiel: Rosen
- Bekannte Verbindungen: Geraniol
Ätherisch:
- Beispiel: Birnen
- Bekannt Verbindungen: Benzylazetat
Moschusartig:
- Beispiel: Moschus
- Bekannte Verbindungen. Moschus
Kamperhartig:
- Beispiel: Eukalyptus
- Bekannte Verbindungen: Cineol, Kampher
Faulig:
- Beispiel: Faule Eier
- Bekannte Verbindungen: Schwefel-Wasserstoff
Schweißig:
- Beispiel: Schweiß
- Bekannte Verbindungen: Buttersäure
Stechend:
- Beispiel: Brantweinessig
- Bekannte Verbindungen: Ameisensäure
Wie beeinflussen sich Stoffgemische untereinander bezüglich der Primärgerüche?
- Wechselwirkungen der Komponenten
- Verstärkung oder Aufhebung der Geruchswirkung
Welche Probleme gibt es bei der Geruchsmessung?
Hedonik:
- Subjektive Bewertung von Gerüchen als angenehm oder unangenehm
Individuelle geruchssensibilität:
- Gewöhnung an Gerüchen (Adaption)
Keine chemisch-analytische Messung möglich:
- Geruchsstoffe besitzen keine eundeutigen chemischen Charakteristika
- Immer Stoffgemische
- Häufig sehr geringe Konzentrationen
- Konzentration lässt keine Bewertung des Geruchseindrucks zu
Nenne Beispiele für Moleküle mit ähnlicher Struktur, aber mit unterschiedlichen Gerüchen.
- H2S (Faule Eier) und H2O (geruchslos)
- CS2 (Im Reinzustand angenehm, durch Verunreinigungen fast immer unangenehm) und CO2 (geruchslos)
- Thiophenol (Unangenehm, übler Geruch) und Phenol (Durchdringend, aromatisch)
Was ist das Problem mit Campher und campher-ähnlichen Geruchsstoffen?
Unterschiedliche Molekularstruktur, aber ähnlicher Geruch
Was ist die Olfaktomerie?
Bestimmung der Wahrnehmungsschwelle
- nur für Einzelstoffe
- Gasprobe wird mit geruchsneutraler Luft verdünnt
- Riechproben durch Probanden mit verschiedenen Verdünnungsstufen, Konzentration der Geruchsstoffe wird schrittweise erhöht
- Konzentration, bei der 50 % der Probanden einen Geruch wahrnehmen
Was ist die Geruchseinheit?
- diejenige Teilchenzahl aus Geruchsträgern, die verteilt in 1 Kubikmeter Neutralluft bei 50 % der Grundgesamtheit eine Geruchsempfindung auslöst
Was ist die Geruchsfracht?
- ein Maß für die in einem definierten Zeitraum abgegebenen wahrnehmbaren Gerüche
- Geruchsfracht [GE/h] = Geruchsstoffkonzentration [GE/Kubikmeter] * Volumentrom [Kubikmeter/h]
Was ist die Geruchsintensität?
- sensorische Größe, die sich auf die wahrgenommene Stärke der Geruchsempfindung bezieht
- Weber-Fechner-Gesetz
Was ist die Geruchswirkung bzw. Geruchsqualität? Wovon ist diese abhängig?
- Einteilung der Gerüche von äußerst unangenehm bis äußerst angenehm (hedonische Geruchswirkung) auf einer neunstufigen Skala von -4 bis +4
- abhängig von Geruchsstoffkonzentration, persönlichen Erfahrungen, Alter, Gesundheit, physischer und psychischer Verfassung
Welche Geruchsquellen gibt es bei der Kompostierung? Was ist die Hauptquelle?
- Anlieferungsbereich kritisch
- Offene Lagerungen oder Öffnung der Hallentore
- schnell anaerobe Bedingungen, da oft unbelüftet
- Verweilzeiten kurz halten, Abluftbehandlung sinnvoll
- Bunker- und Aufbereitungsteil
- Hauptquelle: Rotteprozess, v.a. Intensivrotte
- Umsetzen und aktive Belüftung von Rottemieten
Wo gibt es im Vergleich zu den Rotteprozessen, v.a. der Intensivrotte, weniger Emissionen?
- Nachkompostierung
- Konfektionierung (Siebung)
- Lagerung von Reifekompost
- Schmutzwasser von Oberflächen
- Abwassersammelsystem
- Biofilter
Welche Geruchsbelastungen gibt es durch die Kompostierung?
- Müllgerüche (Abhängig von Abfallinput)
- Biogene Gerüche
- aus meso- und thermophiler Phase, abhängig von Verfahrenstechnik
- Faul- und Gärungsstoffwechselprodukte, anaerob-aerobe Übergangsstoffwechselprodukte
- Abiogene Gerüche
- Thermophile Phase
- Hitzezersetzung, autokatalytische Oxidation, Reaktionen von nicht reduzierten Zuckern und Aminosäuren
- Behandlung über Biofilter i.d.R. erforderlich
Wie werden Geruchsemissionen durch Kompostierung vermieden?
- kurze Lagerzeiten des Bioabfalls
- Mischung des Ausgangssubstrats (Schüttgewicht, Struktur, Wassergehalt, Porenvolumen, Nährstoffgehalt
- ggf. Nutzung der Abluft aus der Anlieferung und Aufbereitung für den Rotteprozess
- Optimierte Steuerung der Rotte (Belüftung, Temperatur, Wassergehalt, Umsetzen
- Abluftreinigung
Wie hoch ist die Geruchsfracht [MGE/h] bei folgenden Geruchsquellen:
- Biofilter
- Kompostlager
- Anlieferhalle für Garten- und Parkabfälle
- offene Tore
- Biofilter: 3,5
- Kompostlager: 1,0
- Anlieferhalle für Garten- und Parkabfälle: 0,2
- offene Tore: 0,2
Welche Geruchsquellen bei der Vergärung gibt es?
- Vergärungsluft aus Tankfahrzeugen
- offene Anlieferung (Lange Zwischenlagerung)
- geschlossene Anlieferung (Öffnung der Hallentore)
- Aufbereitung
- Materialübergabestellen
- Reststoffe
- Vergärung (Biogasfreisetzung aufgrund von Leckagen, Rissen und nicht gasdicht abgedecktem Gärrestelager)
- Nachrotte
- Trocknung von Gärresten
- Feinaufbereitung (Materialübergabe)
- Lagerung des Komposts
- Verladung im Freien
- Zu hohe Lagermieten
- Biofilter
- Abgas aus Biogasaufbereitung und -verwertung
Welche Geruchsquellen gibt es speziell bei der Nachrotte?
- Materialbewegung durch Wind
- Materialverdichtunng durch zu hohe Mieten, dadurch anaerobe Verhältnisse
- Abweichung von den optimalen Rottebedingungen
- zu hoher Durchsatz denkt den Rottegrad
Was sind die Hauptgeruchsstoffe bei der Geruchsbelastung durch Vergörung?
Ammoniak
- Bis zu 400 ppm werden von Reststoffen freigesetzt
- Effektive Abschiedung mit sauren Wäschen, Biofilter weniger gut geeignet
Organische Schwefelverbindungen
Nenne weitere geruchsrelevante Verbindungen, die bei der Geruchsbelastung durch Vergärung auftreten.
- Org. Verbindungen (Alkohole, org. Säuren, Ketone, Ester, Aromaten, org. Schwefelverbindungen)
- Amine
Wie können Geruchsemissionen durch Vergärung vermieden werden?
- kurze Lagerzeiten der Rohabfälle
- Abdeckung der Reststoffe oder Lagerung im Innenraum
- Regelmäßige Kontrolle und schnelle Reparatur von Leckagen usw.
- Optimieren der Nachrotte
- Abdeckung der Gärreste oder Lagerung im Innenraum
- Geringere Geruchsbelastung als bei Kompostierung
Wie genau kann die Nachrotte zur Vermeidung von Geruchsemissionen durch Vergärung optimiert werden?
- Nicht zu hohe Mieten
- Ausreichende und kontrollierte Belüftung
- Ausreichender Anteil an Strukturmaterial
- Rechtzeitiges Umsetzen
- Regelmäßiges Prüfen der Meitenfeuchte, bei bedarf abdecken oder befeuchten
- Rottegrad kontrollieren, eventuell Durchsatz verringern
Welche physikalischen Verfahren der Abluftreinigung von Geruchsstoffen gibt es?
- Aktivkohleadsorption
- Nassabscheider
- Elektrofilter
- Filternde Abscheider
- Kaltplasmaverfahren
Welche biologischen Verfahren der Abluftreinigung von Geruchsstoffen gibt es?
- Biofilter
- Biowäscher
- Tropfkörper/Biorieselbettreaktor
Welche thermischen Verfahren der Abluftreinigung von Geruchsstoffen gibt es?
- Thermische Nachverbrennung
- Katalytische Nachverbrennung
- Regenerative Nachverbrennung
Welche Bedingungen für den biologischen Abbau werden gestellt?
- Biologische Abbaubarkeit der einzelnen Substanzen
- Feuchte des Filtermaterials
- pH-Wert
O2-Gehalt - Temperatur
- Nährstoffverhältnisse (C:N:P)
- Wasserlöslichkeit der Abluftinhaltsstoffe
- Es dürfen keine toxischen Sibstanzen für die MO in der Abluft vorhanden sein
Welche Punkte aus der 30. BImSchV sind relevant?
- BImSchV “Biologische Abfallbehandlung”
- § 3 Mindestabstand 300 m zur Wohnbebauung
- § 6 Abs. 4 kein Messwert darf den Emissionsgrnezwert von 500 GE/Kubikmeter überschreiten
Welche Punkte aus der TA Luft Geruchsbeurteilung sind relevant?
Nr. 5.2.8 Geruhsstoffe
- Geruchsintensive Abgase sind in der Regel Abgasreinigungseinrihtungen zuzuführen oder es sind gleichwertige Maßnahmen zu treffen
- Emissionsbegrenzende Anfordeungen für einzelne Anlagenarten
Wozu dient die Geruchsimmissions-Richtlinie?
- zur Feststellung und Beurteilung von Geruchsemissionen
- u.a. Begrenzung der Geruchsstunden im Jahr und der Gesamtbelastung
