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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Dezentrale Kompostierung

Behandlungsoptionen für die Verwertung organischer Abfälle;
- Transfer von Abfallwirtschaftskonzepten mit Einfachtechnologien

1. Einleitung

In Hessen bzw. der BRD wurden für das Abfallsegment organische Abfälle (Bioabfälle, Garten- und Parkabfälle) unterschiedliche Verwertungskonzepte und Technologien erprobt und umgesetzt, die sich z.T. auch für den Einsatz in den europäischen Beitritts- und Schwellenländern eignen. Dies betrifft vor allem

  • dezentrale Bioabfallkompostierungsverfahren
  • die Möglichkeit zur Einbindung der Landwirtschaft
  • direkte Verwertungsmaßnahmen

Die dezentrale Kompostierung von Bioabfällen am Ort ihrer Entstehung erlaubt die Schließung stofflicher Kreisläufe bei kurzen Transportentfernungen und damit eine nachhaltige Ressourcenbewirtschaftung. I.d.R. ist dies mit einem vergleichsweise geringen technischen Aufwand bei gleichzeitiger hoher Flexibilität möglich.

Aufgrund des steigenden Anfalls an verwertbaren organischen Abfällen aus kommunalen und industriellen Bereichen kommt der Verwertung organischer Abfälle auch in den europäischen Beitrittsländern eine größere Bedeutung zu. Im Weiteren werden geeignete Verwertungs- und Anwendungsoptionen mit geringerem technischem Aufwand, die neben der biologischen Abfallbehandlung in technisierten Anlagen bestehen, dargestellt.

2. Planungsvoraussetzungen

Eine strategische Abfallwirtschaftsplanung ermöglicht die notwendigen Grundlagen für zukünftiges Handeln. Sie muss dabei einerseits technische, organisatorische und rechtliche Rahmenbedingungen umfassen [siehe z.B. Abfallwirtschaftsplan Hessen; 1] und andererseits die komplette Abfallkette über Erfassung, Getrenntsammlung, Transport, Aufbereitung und Behandlung bzw. abschließende Entsorgung bewerten. Bei Betrachtung nur von Teilaspekten besteht die Gefahr, wichtige Aspekte nicht entsprechend zu berücksichtigen.

Dabei sind angepasste Planungskonzepte gefragt, die den aktuellen Voraussetzungen des jeweiligen Landes entsprechen. Diese müssen

  1. generelle regionale Randbedingungen
  2. rein abfallspezifische Randbedingungen

beachten.

Generelle Randbedingungen müssen

  • die rechtliche Seite beachten (bestehendes Abfallgesetz bzw. Verordnungen zur Kompostierung)
  • finanzielle Möglichkeiten berücksichtigen
  • soziale Aspekte im Hinblick auf Wohnbebauung, Abfallhistorie, Trennbereitschaft hinterfragen
  • klimatische Bedingungen prüfen

Abfallspezifische Randbedingungen

beeinflussen die Technologiewahl bzw. deren Dimension. Dies betrifft das Abfallrecht und nachgeordnete Standards bzw. Richtlinien, vor allem aber die Abfallsituation, also Menge und Zusammensetzung sowie die Verfügbarkeit des Abfalls.

Orientierende Erhebungen zeigen, dass der Anteil organischer Abfälle auch in Ländern mit einer geringeren Wirtschaftskraft steigt und zwischen 35 bis 40% liegt. Insofern besteht bei der Verwertung organischer Abfälle ein effektives Instrument zur Reduzierung des Hausmüllaufkommens. Allerdings bestehen große Ungleichgewichte im Hinblick auf die Erfassungssituation in den unterschiedlichen Landesregionen, sodass hier ein erheblicher Aufwand auch im Hinblick Öffentlichkeitsarbeit und Einbeziehung der Bevölkerung zur Getrenntsammlung notwendig ist.

3. Anforderungen an Technologien für europäische Beitrittsstaaten

Eine erfolgreiche und dauerhafte Umsetzung von Konzepten und Technologien wird nur erreicht wenn,

  • angepasste Technologien mit einfachen Systemhandhabungen und technischen Ausstattungen
  • Technologien mit hohen Systemflexibilitäten und Anlagensicherheiten
  • bei geringen Betriebs- und Investitionskosten und eigener wirtschaftlicher Tragfähigkeit

eingesetzt werden. Hiermit besteht die Möglichkeit effektive Systeme zeitnah und kostengünstig umzusetzen und gleichzeitig wird den dynamischen Entwicklungen Rechnung getragen. Die nachfolgend dargestellten Verwertungsverfahren erfüllen diese Voraussetzungen. Notwendig ist aber in hohem Maße Öffentlichkeitsarbeit, um eine ausreichende Akzeptanz und Unterstützung der Getrenntsammlung durch die Bevölkerung zu erreichen.

4. Dezentrale anlagengestützte Bioabfallkompostierungmaßnahmen

4.1 Bioabfallkompostierung Witzenhausen

In Witzenhausen wurde Mitte der 80ger ein Entsorgungskonzept zur Getrenntsammlung und Kompostierung entwickelt und erfolgreich landes- bzw. bundesweit umgesetzt. Zu Beginn wurden der Bau und die Funktionsfähigkeit kleinerer Kompostierungsanlagen mit einfacher technischer Ausstattung erprobt.

Der Vorteil kleinerer Anlagen kann insbesondere in geringeren Transportkosten bei der Anlieferung des Kompostrohstoffes und auch beim Absatz des Kompostes im regional begrenzten Abnehmergebiet gesehen werden. Auch die geringere Belastung der für diese Anlagen in Frage kommenden Standorte sowie der Verkehrswege wurde als günstiges Bewertungskriterium für die Entscheidung zu Gunsten kleinerer Anlagen herangezogen.

 

Aufwändige Verfahrensschritte, wie Trenn- und Zerkleinerungsvorrichtungen, die z.B. bei der Gesamtmüllkompostierung (MBA-Technologie) erforderlich sind, sind bei der Kompostierung von getrennt gesammelten Bioabfällen nicht zwangsläufig oder nur in begrenztem Rahmen notwendig. Aus diesem Grund erscheint die Bioabfallkompostierung zumindest in weniger dicht besiedelten Regionen besonders für das Konzept dezentraler Kompostierungsanlagen prädestiniert.

Des Weiteren können sozio-ökologische Gründe für die dezentrale Kompostierung herangezogen werden. Die Akzeptanz und somit die Bereitschaft der Bevölkerung, sich durch sorgfältiges Trennen des Hausmülls an dem Entsorgungskonzept zu beteiligen, ist eine Grundvoraussetzung für das Gelingen der Getrenntsammlung biogener Abfälle. Die Möglichkeit, die dezentrale Kompostierungsanlage vor Ort besichtigen zu können und somit ein Entsorgungssystem u.a. auch ökologisch zu verstehen, kann durch Nachvollziehbarkeit überzeugen. Bei der lokalen Vermarktung des Kompostes aus der Getrenntsammlung schließt sich der Entsorgungskreislauf.

Durch zeitlich versetzten Aufbau dezentraler Anlagen ergibt sich die Möglichkeit, das Getrenntsammlungs- und Kompostierungskonzept sukzessiv aufzubauen. Investitionen sowie Öffentlichkeitsarbeit und Vermarktung können wesentlich flexibler gestaltet werden. Darüber hinaus wird durch den Parallelbetrieb mehrerer Werke eine größere Entsorgungssicherheit und eine bessere Auslastung von Maschinen gewährleistet.

4.2 Kompostierung unter Einbindung der Landwirtschaft

 

Im Landkreis Waldeck-Frankenberg wurde zur Umsetzung der Bioabfallkompostierung ein Betreibermodell unter Einbindung der landtechnischen Fördergemeinschaft und örtlicher Landwirte ausgewählt. Durch die Einbindung der Landwirte (über Werkverträge bzw. als Gesellschafter) in den Anlagenbetrieb (6500 t/a, Rotte in Tafelmieten, Aufsetzen mit Radlader oder Schlepper) und in die Dienstleistung des Ausbringens ist es dem Landkreis gelungen, die Landwirtschaft mit dem vorhandenen Flächenpotential für die Umsetzung des Kreislaufgedankens für den Bereich der Organik zu gewinnen.

Die inzwischen seit 11 Jahren vorliegenden Betriebserfahrungen zeigen, dass das Verfahren der Mietenkompostierung sich durch eine Verfahrensrobustheit und eine damit verbundene Entsorgungssicherheit auszeichnet. Bei der Einbindung der Landwirtschaft ist eine zuverlässige und qualifizierte Betreibergesellschaft (z.B. Maschinenring) in Verbindung mit einem lokalen Vermarktungskonzept Grundvoraussetzung.

4.3 Dezentrale Vergärung

Das Rotenburger Konzept der dezentralen landwirtschaftlichen Bioabfallverwertung wurde realisiert in einem Projekt in Rhadereistedt. Dieser Standort ist geprägt durch Landwirtschaft sowie Kartoffelbrennereibetriebe.

In der Bioabfallaufbereitungsanlage werden derzeit monatlich ca. 1.100 Mg verschiedenster Bioabfälle aufbereitet und ein Teilstrom in 10 landwirtschaftlichen Hofbiogasanlagen im Umkreis von 30 km energetisch und stofflich verwertet.

Die Akzeptanz, sowohl der Abfallanbieter, denen ein sicherer Verwertungsweg geboten wird, als auch der landwirtschaftlichen Betriebe, die ein leicht handhabbares, hygienisch unbedenkliches und energiereiches Substratgemisch erhalten, ist durchweg positiv.

4.4 Dezentrale Kompostierung im Landkreis Ebersberg

Der Landkreis Ebersberg verfügt über 14 Kompostier- und Vergärungsanlagen (Stand 1999) zur Verarbeitung von Bioabfällen mit Hilfe der Dreiecksmietenkompostierung im Freien und Trapezmietenkompostierung. Es besteht Anschlusszwang in den umliegenden Gemeinden, jede der 14 Anlagen hat ihren festgelegten Einzugsbereich, der je nach Größe, eine oder mehrere Gemeinden umfasst. Zwischen Anzing und Marktschwaben ist eine neue Kompostierungsanlage in Planung. 1994 wurden bis zu 750 Jahrestonnen pro Anlage verarbeitet und auf ca. 400 - 500 ha Ackerfläche (Gartenabfälle mit einberechnet) ausgebracht. Die Kompostieranlagen umfassen eine ca. 440 m2 große Anliefer- und Lagerfläche für Grüngut und Strukturmaterial und Bioabfall, eine 570 m2 große Rottefläche und ein 130 m2 großes überdachtes Kompostlager. Alle Flächen sind befestigt, wobei das Schmutz- und Sickerwasser in einem je nach Anlage 220 bis 320 m3 fassenden Schmutzwassersammelbehälter abgeleitet wird.

Folgende Vor- und Nachteile der dezentralen Kompostierung werden seitens der Betreiber genannt.

Vorteile:

  • Geringere Transportleistungen durch Anlieferung des Kompostrohstoffes zu der nächstgelegenen Anlage
  • Keine zusätzlichen Frachtkosten beim Kompostabsatz
  • Geringere Geruchsemissionen durch kleinere Anlagen
  • Der Parallelbetrieb von mehreren Anlagen ergibt eine größere Entsorgungssicherheit
  • Größere Akzeptanz und Identifikation der Bevölkerung mit der Entsorgungsanlage
  • Delegierung auf Gemeindeebene möglich
  • Der Kompostumsatz kann durch Eigenverwendung in der Landwirtschaft einfacher realisiert werden

Nachteile:

  • Unterschiedliche Kompostqualität
  • Low-Tech-Betriebe
  • Höhere Betriebskosten
  • Höhere Flächennutzung
  • Höherer Umsetzungs- und Kontrollaufwand.

4.5 Planen- /Folienkompostierung

Die Planenkompostierung stellt eine kostengünstigere Variante gegenüber den konventionellen Kompostwerken dar und gibt die Möglichkeit im Hinblick auf evtl. notwendige Emissionsminderungen, aber auch den Kompostprozess, steuernd einzugreifen. In dem Tagungsband [Kühner, 2001] ist die Variabilität und Bandbreite des Verfahrens ausführlich beschrieben.

Systemlösungen

Der Einsatz einer semipermeablen Planenabdeckung kann je nach Systemlösung

  • in Trapezmieten, Boxen oder Containern,
  • mit Druck und/oder Saugbelüftung,
  • mit mobilen oder fest installierten Belüftungseinheiten,
  • mit automatisierter Temperatur- und/oder Sauerstoffregelung sowie
  • mit einer manuellen oder automatisierten Parameterüberwachung

erfolgen.

Rotteprozess

Anhand von Kompostierungsversuchen im großtechnischen Maßstab wurde der Einfluss der Planenabdeckung und der gesteuerten Belüftung auf den Rotteprozess im Vergleich zur offenen Mietenkompostierung untersucht. Es zeigt sich, dass hier eine deutliche Optimierung und Verkürzung des Rotteprozesses erzielbar ist. Unabhängig von der Jahreszeit und dem Inputmaterial kann innerhalb von 7-9 Rottewochen ein hochwertiger Fertigkompost mit Rottegrad V hergestellt werden. Damit liegt das neue Verfahren im Leistungsbereich anderer Systeme.

Geruchsemissionen

Es zeigte sich, dass durch den Einsatz der Planen eine Verminderung der Geruchsstoffkonzentration um 97 % erzielbar ist.

Es ergaben sich Emissionswerte, die einer Anlage mit Ablufterfassung und -reinigung bei unbelüfteter Nachrotte entsprechen.

Zusammenfassung

 

In Anbetracht der deutlich geringeren Investitionskosten, dem wesentlich geringeren Energieaufwand und der effizienten Minderung von Geruchs- und Keimemissionen sind die Kompostierungsverfahren unter semipermeablen Planenabdeckungen unter Umständen eine interessante Alternative zu eingehausten Anlagen. Diese Systeme können sowohl als Intensiv- und Nachrotteeinheit bei der Optimierung und der Neuplanung von Anlagen als auch für eine Ergänzung (Nachrotteeinheit) von aeroben und anaeroben Anlagen eingesetzt werden. Hauptsächlich die Flexibilität und die vergleichsweise geringen Kosten machen diese Technik für den Markt besonders in Entwicklungs- und Schwellenländern interessant und wettbewerbsfähig.

 

5. Kompostierungsmaßnahmen ohne Anlagen

5.1 Feldrand- bzw. Wandermietenkompostierung

Die Kompostierung erfolgt bei der Feldrandkompostierung direkt am Feldrand nahe der Fläche, auf die später der Kompost ausgebracht werden soll. Als Alternative zu Kompostierungsanlagen oder auch zur Entlastung von Anlagen in Zeiten mit hohem Anfall an Grünrückständen bietet sich die Wandermietenkompostierung als mögliches Verwertungsverfahren für Pflanzenabfälle an. Fehlende bauliche Anlagen, beengte Hoflagen oder auch begrenzte finanzielle Mittel können eine Entscheidung für die Kompostierung in Feldrandmieten begründen. Wie bereits angedeutet, findet die Feldrandkompostierung ohne eine Untergrundbefestigung auf offenem Boden statt. Dies bringt gegenüber einer stationären Lagerung auf befestigter Hoffläche noch weitere Vorteile mit sich:

  • Zum einen können die Bodenorganismen in das Rottegut einwandern,
  • auf eine teure Bodenversiegelung kann verzichtet werden,
  • Kompostierung auf wechselnden Flächen ist möglich und
  • Kapazitätsanpassung ist weitgehend flexibel zu gestalten

Das zuvor gehäckselte Material wird zur Kompostierung auf wechselnden Plätzen zu Mieten (Dreiecks- oder Trapezmieten) aufgesetzt. Eine Mietenabdeckung ist nur in Regionen mit hohen Niederschlägen notwendig. Im Anschluss an die Rotte wird der Kompost beispielsweise mit einem Miststreuer auf die angrenzende landwirtschaftliche Fläche verteilt. Eine gezielte Rottesteuerung ist meist unerlässlich, um möglichen negativen Umweltauswirkungen entgegen zu wirken.

Die Feldrandkompostierung stellt eine einfache Möglichkeit zur Kompostierung dar. In der BRD findet sie jedoch kaum Anwendung; selten zum Abpuffern von Materialüberschüssen. In mehreren Kantonen der Schweiz ist dagegen die Feldrandkompostierung Bestandteil der Abfallwirtschaftskonzepte und durch Richtlinien etabliert.

Wie andere Kompostierungsverfahren auch, ist die Feldrandkompostierung mit Umweltauswirkungen verbunden. Hinsichtlich Sickerwasseranfall und Schadstoffeintrag in den Boden bestehen starke Bedenken. Ein verantwortungsvoller Kompostierungsbetrieb berücksichtigt unterschiedliche Einflussfaktoren zur Sickerwasserminimierung. Im Vergleich zu anderen zulässigen Außenlagerungsmethoden (z.B. Festmist, Klärschlamm) erscheinen die Auswirkungen allerdings vertretbar.

 

5.2. Direkte Grüngutverwertung auf landwirtschaftlichen Flächen

Die Direktverwertung von unbehandeltem Grünguthäckselmaterial kann eine mögliche Entsorgungsvariante sein. Neben den vielen positiven Aspekten die nachfolgend angesprochen werden, bestehen andererseits erhebliche Bedenken aufgrund fehlender Hygienisierung in Bezug auf phytopathologische Krankheitsübertragungen. Deshalb erscheint diese Variante nur für Teilbereiche sinnvoll, zumal die meisten der genannten Vorteile auch mit einer angepassten Kompostierung erreichbar sind.

Im Landkreis Hannover werden seit 1996 von 55 landwirtschaftlichen Betrieben im Auftrag der kommunalen Abfallentsorgungsbehörde über die Maschinenring Umweltservice GmbH (MARIUS) durchschnittlich 52.000 Tonnen Grünguthäcksel direkt und dezentral auf Ackerböden verwertet. Bei einer Halbierung der sonst beim Abfallentsorger entstehenden Kosten ergibt sich für die beteiligten Landwirte zugleich ein zusätzliches Einkommen.

Bei der praktischen Durchführung wird Grüngut, das als Abfall bei Pflegemaßnahmen in Hausgärten, kommunalen Anlagen und bei Park- und Landschaftspflege anfällt, maximal 8 - 12 Wochen auf dezentralen Sammelplätzen in Hofnähe gesammelt, um anschließend gehäckselt und auf geeigneten landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht zu werden. Da dem Boden bei dieser Verfahrensweise im Gegensatz zur Kompostanwendung das gesamte Stoffgruppenspektrum der organischen Substanz angeboten wird, kann der sich anschließende Zersetzungsprozess standortgerecht ablaufen. Es ist deshalb zu erwarten, dass sich die Grüngutabbauprodukte stärker mit der mineralischen Substanz des Bodens verbinden, als dies beim Kompost der Fall ist. Zudem weisen viele andere Eigenschaften des Grünguts darauf hin, dass dieses Substrat anderen Sekundärrohstoffdüngern überlegen ist.

Ökologische Aspekte

  • Versorgen des Bodens mit Humus. Der Kreislauf des organischen Kohlenstoffs wird auf kürzestem Weg geschlossen und die Direktverwertung gewährleistet eine standortgerechte Umsetzung der organischen Substanz.
  • Ersatz von Primärrohstoffen wie etwa Torf im Gartenbau.
  • Förderung des standortgerechten Bodenlebens, dadurch erhöhte Biodiversität mit einer geringeren Anfälligkeit des Edaphons gegenüber schädigenden Einflüssen von außen.
  • Erhöhung der Sorptionsfähigkeit für Nährstoffe.
  • Strukturverbessernde Wirkungen auf den Boden; diese resultieren in:
  • hoher Wasserdurchlässigkeit und einer guten Durchlüftung,
  • höherer mechanischer Belastbarkeit des Bodens,
  • Erleichtern der Bodenpflege durch dauerhafte Lockerung,
  • mittelfristiger Erhöhung der Wasserretention durch Schaffung eines größeren Porenvolumens im Bereich der nutzbaren Feldkapazität;
  • Verminderung der Bodenerosion (Wasser- und Winderosion), besonders bei erosionsgefährdeten Kulturen (Mais, Zuckerrüben);
  • geringerer Belastung der Oberflächengewässer als Folge der verminderten Erosion.

Betriebswirtschaftliche Aspekte

  • Geringerer Kostenaufwand (25-30 EUR pro Tonne bei der Direktverwertung im Rahmen des Vorhabens).
  • Zusatzeinkommen für landwirtschaftliche Betriebe aus der dezentralen Sammlung von Bioabfällen und der Bereitstellung von Verwertungsflächen.
  • Finanzielle Entlastung der kommunalen Abfallentsorgung.
  • Im Vergleich zum Kompost und Klärschlamm gute Marktchancen und geringe Absatzprobleme.
  • Geringer Energiebedarf, da unnötige Transportwege und Kompostierung entfallen.
  • Hohe gleich bleibende Qualität aufgrund der Getrenntsammlung und des Eigeninteresses der beteiligten Landwirte.
  • Ertragssteigerung bei landwirtschaftlichen Produkten.

6. Zusammenfassung

Unter Beachtung der Einschränkung möglicher Bedarfsanalysen bestehen eine Vielzahl von Erfahrungen und Erkenntnisse dezentraler und einfacher Kompostierungstechniken, die sich gerade als Technologietransfer in europäische Beitrittsländer eignen. Einfache Systemhandhabung und -flexibilität bei geringen Investitionskosten zeigen deutliche Vorteile gegenüber hoch entwickelten Kompostierungstechniken. Sie verbauen darüber hinaus nicht die Möglichkeiten für spätere Entwicklungen.

Für die Integration landwirtschaftlicher Betriebe in die Abfallverwertung bestehen mehrere Möglichkeiten:

- dezentrale Mietenkompostierung

- Feldrandkompostierung

- Kompostierung durch Maschinenringe

- Direktausbringung von Gehölzhäcksel

- Kompostierung auf Hofanlagen

- Landwirtschaftliche Co-Vergärung

Oftmals stehen jedoch die Landwirte als weitgehend passiver Endabnehmer des Kompostes an letzter Stelle der Recyclingkette. Fehlende Einsicht über die Herkunft des Materials und mangelnde Steuerungsmöglichkeit bezüglich der produzierten Qualität sind häufig Gründe dafür, weshalb Landwirte eine geringe Bereitschaft erkennen lassen, Komposte aus Großanlagen auf den eigenen Flächen zu verwerten. Anders sieht es hingegen aus, wenn die Landwirte selbst kompostieren und sich damit noch ein zweites Standbein im Dienstleistungssektor schaffen können und zusätzlich zu einer nachhaltigen Verbesserung der Humuswirtschaft kommen.

Abgesehen von der Verarbeitung und Verwertung organischer Materialien würde sich die Landwirtschaft - aufgrund ihrer betrieblichen Ausstattung mit Maschinen - ebenso für die Sammlung der Grünabfälle in dörflich strukturierten Regionen eignen. Gerade im ländlich geprägten Raum bietet sich eine Zusammenarbeit zwischen Kommune und Landwirtschaft aufgrund des größeren Anfalls kompostierbarer Grünabfälle an.

Literatur

[1] Abfallwirtschaftsplan Hessen-Teilplan Siedlungsabfälle; 1999

H. Vogtmann, Bioabfall-Kompostierung, Hrsg. Hessisches Ministerium für Umwelt und Reaktorsicherheit, Wiesbaden 1990

Die dezentrale Kompostierung getrennt gesammelter vegetabiler Küchen- und Gartenabfälle

Heft 39 der Schriftenreihe der Hessischen Landesanstalt für Umwelt

Die Kompostierung pflanzlicher Rückstände aus Gärten und Parkanlagen

Heft 62 der Schriftenreihe der Hessischen Landesanstalt für Umwelt

Knoten Weimar an der Bauhausuniversität Weimar;-

www.uni-weimar.de/Bauing/abfallw

GTZ Eschborn; www.gtz.de/publikationen

M. Kühner, Planenkompostierung - Kompostierung unter semipermeablen Planenabdeckungen in: Bioabfallkompostierung - Neue Entwicklungen und Lösungsmöglichkeiten zur Reduzierung von Geruchsemissionen Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 2001