Robert, 31

Diplomarbeits-Stipendium für Chile

Landeskultur und Umweltschutz, Rostock

Bewirbt sich um 600 €

Sehr geehrte Absolventa Mitglieder,
im Mai diesen Jahres möchte ich für sechs Wochen nach Chile fahren, um dort vor Ort für meine Diplomarbeit Daten zu erheben. Zu diesem Zweck möchte ich mich hiermit bei Absolventa e.V. um eine Stipendium in Höhe von 600 € als Reisekostenzuschuss bewerben.
Ich studiere Landeskultur und Umweltschutz an der Universität Rostock im 10. Semester. Der Stu-diengang ist thematisch sehr breit gefächert und hat einen umwelttechnischem und einen raumplanerischen Schwerpunkt. Im Hauptstudium habe ich mich auf die Themengebiete Abwasser und Abfall spezialisiert. Meine Diplomarbeit möchte ich auf dem Gebiet der Abfallwirtschaft schreiben. Hierbei interessiere ich mich insbesondere für sogenannte Low-Tech bzw. Low-Cost Verfahren der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung (nachfolgend MBA genannt) von festen Siedlungsabfällen. Als Low-Tech MBA werden solche Verfahren bezeichnet, die den technischen Aufwand zur Erreichung des Betriebszweckes auf das absolut notwendige Minimum reduzieren, ohne jedoch die Qualitätsanforderungen an das Endprodukt maßgeblich zu reduzieren.
Zusammenfassung
Es gibt mit mechanisch-biologischen Abfallbehandlungsverfahren bereits viel Erfahrung aus Pilot-projekten in Südamerika, die sich bisher jedoch Aufgrund der hohen Kosten gegenüber der her-kömmlichen Deponierung (ohne Vorbehandlung der Abfälle) noch nicht durchsetzen konnten. Ende letzten Jahres wurde in Chile eine neue Deponieverordnung eingeführt, die unter bestimmten Voraussetzungen technische Mindeststandards für Deponien wie eine Basisabdichtung, Sickerwasserfassung und Deponiegaserfassung- und Behandlung vorschreibt, wodurch die Deponierungskosten stark ansteigen werden. Die CONAMA (das chilenische Umweltministerium) der Region Araucanía hat in einem Gutachten alle vorhandenen Deponien in der Region untersucht und ist zu dem Schluss gekommen, dass keine der Deponien alle Standards erfüllt und somit fast alle Deponien nur noch für einen Übergangszeitraum von 2 Jahren weiterbetrieben werden dürfen. Im Rahmen dieses Gutachtens hat man auch nach geeigneten Standorten für neue Deponien gesucht und sieben potentielle Standorte ausgemacht. Die Pläne der CONAMA sehen bisher keine Vorbehandlung der Abfälle vor, jedoch entsteht durch die neuen Bedingungen auch seitens der Deponiebetreiber ein wirtschaftlicher Anreiz zur Vorbehandlung der Abfälle. Derart vorbehandelte Abfälle bedeuten nicht nur eine quantitative, sondern im Hinblick auf die Gefährlichkeit auch eine qualitative Entlastung der Deponien und der Umwelt. Die Vorbehandlung der Abfälle kann somit auch helfen externe Folgekosten, wie sie durch falsche und technisch unzureichende Ablagerung von Abfällen bisher vor allem der Gesellschaft entstanden sind, zu vermeiden. Ich möchte in meiner Diplomarbeit untersuchen ob eine Vorbehandlung mit einem Low-Tech bzw. Low-Cost Verfahren unter den lokalen Bedingungen möglich ist und einen Kostenvergleich zwischen der Deponierung ohne Vorbehand-lung und der Deponierung mit Vorbehandlung der Abfälle anstellen. Durch die neuen Bedingungen bietet sich jetzt die Möglichkeit die Vorbehandlung von Siedlungsabfällen voranzutreiben. Ich hoffe, dass diese Arbeit eine bezahlbare Option für eine nachhaltige Abfallwirtschaft aufzeigen kann und im besten Fall zur ihrer Umsetzung beiträgt.
 
Beschreibung des MBA Prinzips
Es gibt eine große Vielfalt von MBA Verfahren die aber auf einem gemeinsamen Grundprinzip beruhen. Die Verfahrensschritte bestehen aus:
• mechanischer Aufbereitung
• biologische aerobe (anaerobe) Behandlung
• Deponierung (evtl. thermische Verwertung der heizwertreichen Fraktion)
Auf anaerobe Verfahren werde ich an dieser Stelle und in meiner Diplomarbeit nicht weiter einge-hen, da solche Verfahren technisch anspruchsvoll und teuer sind und somit keine Option für die betrachtet Region darstellen. In der mechanischen Aufbereitungsstufe wird der Abfall zuerst zerkleinert, homogenisiert und klassiert (durch Siebung nach Korngröße aufgeteilt). Hierbei werden Störstoffe und Wertstoffe ausgeschleust. Die Feinfraktion, in der sich der Hauptteil der organischen Substanz befindet, kommt zur biologischen Behandlungsstufe. Hier wird im Prinzip mit aeroben Verfahren der kontrolliert Ab- und Umbau der organischen Bestandteile realisiert. Die Grobfraktion kann thermisch verwertet werden, wodurch eine weitere Reduzierung der zu deponierenden Menge erreicht wird. Bei einfachen Verfahren, wie ich sie auch in meiner Arbeit betrachten will, wird diese Fraktion, da sie eine geringe biologische Aktivität aufweist, meistens deponiert. Der so behandelte Abfall zeichnet sich in Abhängigkeit vom Anteil der Organik durch ein deutlich reduziertes Volumen, eine um bis zu 95% reduzierte Sickerwasserbelastung und Deponiegasbildungsrate aus. Das behandelte Material hat sich in Zusammensetzung und Korngrößenverteilung stark verändert und kann auch mit einer höheren Dichte von bis zu 1,60 mg/m³ eingebaut werden, wo hingegen unbehandelter Restmüll nur mit Dichten zwischen 0,56 mg/m³ und 0,80 mg/m³ eingebaut werden kann. In der Nachsorgephase der Deponie ist keine Sickerwasserbehandlung und Gasfassung erforderlich, da die biologischen Ab-und Umbauprozesse weitestgehend abgeklungen sind und das Material de facto inert ist.
Bedeutung von Low-Tech/ Low-Cost Verfahren für Schwellenländer
Wegen der extrem hohen Anforderungen an das Deponat und den emissionsfreien Betrieb der Anlagen, sind MBA-Verfahren in Deutschland meisten technisch sehr aufwendige gestaltet. Nichtsdestotrotz gab es auf dem Gebiet der MBA auch viele Entwicklungen, die besonders für Schwellenländer eine interessante Alternative zur unbehandelten Deponierung von Siedlungsabfällen darstellen. Müll stellt eines der dringlichsten Probleme für Schwellenländer dar. Bisher wird auf Grund der hohen Kosten und technischen Anforderungen nur ein verschwindend geringer Anteil des Abfalls vorbehandelt. Nur die wenigsten Deponien sind mit Basisabdichtung, Sicherwasserbehandlung und Deponiegasfassung ausgerüstet, so dass die meisten Deponien noch über Jahrzehnte nach ihrer Schließung ein ständiger Emissionsherd sind. Nicht zuletzt spielen konventionelle Deponien (Ablagerung ohne Vorbehandlung) eine große Rolle bei der Emission des Klimagases Methan, welches bei den anaeroben Umbauprozessen im Deponiekörper entsteht und 21-mal klimawirksamer ist als Kohlendioxid. In den USA zum Beispiel, hat Methan, was beim anaeroben Abbau von Abfall in Mülldeponien entsteht, mit 24% den größten Anteil an den anthropogenen Methangasemissionen.
Es gab schon diverse Projekte und Entwicklungsvorhaben, in denen die Eignung von MBA für Schwellenländer und Regionen mit schwacher Infrastruktur nachgewiesen wurde. So hat z.B. die GTZ (Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit) mehrere Vorhaben zu MBA in Schwellenländern Afrikas, Südostasiens und Südamerika erfolgreich durchgeführt. Der Siedlungsabfall in Schwellenländern zeichnet sich durch einen sehr hohen Anteil (50% -75%) an Organik aus, weshalb MBA Verfahren hier besonders geeignet sind, da entsprechend hohe Massereduzierungen durch den biologischen Abbau erreicht werden können. Die Verfahren, die ich in meiner Arbeit betrachten will zeichnen sich durch sehr geringe Investitionskosten und einfache Betriebsführung aus.
Ein interessantes Low-Tech/ Low-Cost Verfahren, welches durch SPILLMANN und COLLINS entwickelt wurde, ist das Kaminzugverfahren. Die Firma Faber AMBRA hat das Verfahren weiterentwickelt und unter vielen klimatischen Bedingungen erfolgreich getestet. Hierbei wird der Abfall nach der mechanischen Aufbereitung über Holzpaletten zu Mieten aufgeschüttet und mit einer Schicht aus grobem kapillarbrechendem Material abgedeckt. Diese Decksicht fungiert zum einen als Biofilter und verhindert zum anderen das Austrocknen der Miete, da ein gewisser Feuchtegehalt für den biogenen Abbau der organischen Substanz erforderlich ist. Um die Belüftung der Miete zu gewährleisten, werden in definiertem Abstand flexible Drainagerohre im Abfallkörper verlegt. Durch die entstehende Wärme der biologischen Ab- und Umbauprozesse, steigt die Luft in den Drainagerohren aufwärts und zieht neue Luft nach. Dieses Verfahren wurde schon unter den verschiedensten klimatischen Bedingungen und einer Vielzahl verschiedener Betriebsparametern getestet. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere durch folgende Punkte aus:
• Reduzierung des zu deponierenden Volumens durch Abbau der Organik
• Bessere Nutzung des Deponievolumens durch Erreichung sehr hohe Dichten beim Einbau des behandelten Materials
• Signifikante Reduzierung der Sickerwasserbelastung und des Gasbildungspotentials
• Durch Rezirkulation des Sickerwassers kann ein sickerwasserfreier Betrieb erreicht werden
• Zur Bewässerung der Mieten kann auch Abwasser, Klärschlamm, Deponiesickerwasser oder Oberflächenwasser verwendet werden
• Emissionen aus den Rottemieten werden durch eine Filterschicht aus bereits behandeltem Material weitestgehend unterbunden, Faber-AMBRA hat desweiteren Versuche mit ver-schiedensten Abdeckmaterialen, die vor Ort leicht verfügbar sind, durchgeführt z.B. Abfall-produkte der Landwirtschaft etc.
• Relativ einfache und fehlertolerante Betriebsführung
• Niedrige Betriebskosten durch passive Lüftung der Mieten (Kaminzugverfahren)
• Niedrige Investitionskosten

Für weitere Informationen kann man sich ein 20-minütiges Video (englisch oder spanisch) aus dem Sektorvorhaben MBA der GTZ und Faber AMBRA unter www.youtube.de/abfallbehandlung anschauen. Über die Suchbegriffe „faber ambra“ ist das Video unter den ersten Treffern zu finden.
Bedeutung für die Abfallwirtschaft in Araucanía in Chile
Ich möchte im Rahmen der Diplomarbeit die Umsetzbarkeit solcher Low-Tech/Low-Cost Verfahren für die Region Araucanía in Chile untersuchen. Die Region Araucanía ist ländlich geprägt und dünn besiedelt. Der Anteil an organischer Substanz liegt in Araucanía in Abhängigkeit vom Standort zwi-schen 40% und 55%, was den Abfall geeignet macht für eine biologische Vorbehandlung.
Die Abfallwirtschaft in Chile und speziell der Region Araucanía steht momentan vor einer großen Herausforderung, da im vergangenen Jahr eine neue Deponieverordnung (Reglamento de Rellenos Sanitarios D.S. 189/08) erlassen wurde, welche unter anderem technische Mindestanforderungen für Deponien festlegt.
Die CONAMA Araucanía (Constitución Nacional del Medioambiente)- das Umweltministerium in der Region Araucanía hat deshalb ein umfangreiches Gutachten anfertigen lassen, in welchem die In-frastruktur der Abfallentsorgung in der Region untersucht und bewertet wurde. Fast alle untersuchten Deponien in der Region sind nach einem Übergangszeitraum von zwei Jahren zu schließen, da keine die technischen Mindeststandards erfüllt. In den bisherigen Betrachtungen wurden Abfallbehandlungsverfahren nicht berücksichtigt und lediglich neue potentielle Deponiestandorte gesucht. Die neue Deponieverordnung ist eine wichtige Vorrausetzung für die Vorbehandlung MBA Verfahren, da sie unter bestimmten Vorrausetzungen technische Sicherungsmaßnahmen vorschreibt und davon auszugehen ist, dass die Deponierungskosten nicht unerheblich steigen werden, wodurch einen wirtschaftlicher Anreiz zur Reduzierung des Abfallvolumens entsteht.
Die Vorbehandlung der Abfälle vor der Ablagerung muss jetzt vorangetrieben werden, da neue Deponien nach europäischem Standard in Chile gebaut werden. Diese Deponien werden Sickerwasser und Deponiegas erzeugen. Beide Medien müssen anschließend behandelt werden. Die neuen Deponien werden, wenn sie mit herkömmlicher Technik betrieben werden, sehr schnell gefüllt sein. Die Vorbehandlung der Abfälle wird das Abfallvolumen und die Emissionen entscheidend vermindern. Die Nutzungszeit einer solchen neuen und teureren Deponie lässt sich durch die Vorbehandlung der Abfälle verdreifachen.
Bei der Durchführung meiner Arbeit werde ich von meiner Fakultät, der CONAMA Araucanía und der bereits erwähnten Firma Faber AMBRA unterstützt. Nach Abschluss der Arbeit werde ich eine Übersetzung für die CONAMA anfertigen.

Meine Motivation
Meine Vision ist es, das Verfahren bekannter zu machen und aufzuzeigen, dass es in wenig dicht besiedelten Regionen in Entwicklungs- und Schwellenländer eine sehr gute und bezahlbare Alternative zur Deponierung ohne Vorbehandlung darstellt. Meine eigenen Erfahrungen haben gezeigt, dass solche Verfahren, trotz einer Reihe von Pilotprojekten und Versuchsanlagen in Südamerika, selbst in der entsprechenden Abteilung des Umweltministeriums kaum bekannt sind. Zudem wird jegliche Abfallvorbehandlung zumeist als utopisch angesehen, da die Behandlungskosten die Deponierungskosten um ein vielfaches übersteigen, was sicherlich für die meisten (technisch aufwendigen) MBA Verfahren und die Müllverbrennung auch richtig ist. Dennoch bietet sich speziell in Araucanía durch die Schließung der alten und die Eröffnung der neuen Deponiestandorte unter den neuen technischen Anforderungen die Gelegenheit, die Vorbehandlung von Abfällen mit Low-Cost Verfahren umzusetzen und die lokale Abfallwirtschaft zu einer modernen und nachhaltigen Branche umzubauen. Ich möchte nachweisen, dass ein einfaches Vorbehandlungsverfahren realisierbar ist und sich durch die Einsparung an teuren Deponieraum eventuell selbst finanzieren kann.
Ich persönlich halte die angesprochenen Verfahren der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung für die derzeit beste verfügbare Lösung des Abfallproblems in Schwellenländer. Meine Hoffnung ist, dass die Arbeit unter den gegebenen Umständen einen Einfluss auf die Entscheidungsträger der CONAMA hat und zur Umsetzung der Vorbehandlung beiträgt.

Mit freundlichen Grüßen,
Robert