Kompostierung, Rotte

Die Kompostierung ist das älteste Recyclingverfahren der Welt für organische Abfälle. Sie ist notwendig, weil die Hausmüllfraktion noch etwa 30% organische Anteile und 25% Papier enthält. Aber ab 2005 wird von der TASI gefordert, das der in eine Deponie einbaubare Abfall, nur noch einen Kohlenstoffgehalt von 5% haben darf.
Als Kompostierung bezeichnet man die Umwandlung organischer Rest- und Abfallstoffe durch Mikroorganismen unter Zufuhr von Sauerstoff. Die organischen Abfallinhaltsstoffe werden dabei zu einem humusähnlichen Zersetzungsprodukt umgewandelt, welches als Bodenverbesserungsmittel einsetzbar ist. Der Prozeß der Zersetzung und Umwandlung organischer Stoffe bei der Kompostierung wird als Rotte bezeichnet. Die Rotte wird realisiert durch heterotrophe Bakterien, Aktinomyzeten, Pilzen und Kleinlebewesen. Als mikrobiell gut abbaubar gelten Kohlehydrate, Eiweiße und Eiweißderivate. Schwer abbaubar sind dagegen Lignine, Fette, Harze, Wachse und Gummi. Die Kompostierung erfolgt in aufgesetzten Mieten, Paletten, Rottezellen, Containern oder Boxen mit zyklischer Umsetzung des Materials, oder in Reaktoren (z.B. Drehrohrtrommel, Rottetürme) mit ständiger Bewegung des Rottegutes (siehe Kompostierungsverfahren).

Rottephasen:

Die Rottedauer einer belüfteten Miete beträgt 8 bis 15 Wochen, wobei das Material dreimal umgesetzt wird. Der Prozeß der Rotte kann in 3 Phasen unterteilt werden:

1. Phase (Intensiv- oder Vorrotte): Während der Abbauphase werden hauptsächlich leicht abbaubare Stoffe in nieder- molekulare Stoffe aufgespalten und mineralisiert. Endprodukte sind CO₂, H₂O, und Mineralsalze. Durch intensive Bakterien- tätigkeit, mit relativ großer Stoffwechselleistung, wird im Kernbereich der Miete nach 3-5 Tagen eine Temperatur von bis zu 65 °C erreicht. Dabei werden 20% des angebotenen Sauerstoffes genutzt. Man erhält Frischkompost mit den Rottegraden I und II.

2. Phase (Hauptrotte): Die Umbauphase ist durch langsamer verlaufende Ab- und Umbauvorgänge gekennzeichnet. Der wesentlich verlangsamte Stoffumsatz ist die Folge der sich verändernden Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften in der Miete. Wo in der 1. Phase mehr Bakterien tätig waren, übernehmen nun die Pilze mit geringerer Stoffwechseltätigkeit die Arbeit. Aufgrund der sinkenden mikrobiellen Aktivität verringert sich die Temperatur im Kernbereich der Miete auf 50 bis 25 °C. Der angebotene Sauerstoff wird nur noch zu 5% genutzt.

3. Phase (Nachrotte): Während der Aufbauphase (Reifung) werden durch langsam laufende Prozesse aus den Ab- und Umbauprodukten von Mikroorganismen, sowie aus Lignin und anderen schwer zersetzbaren Produkten Huminstoffe aufgebaut, wobei die Rottetemperatur unter 20 °C sinkt. Die Phasen 2 und 3 dauern etwa 3-6 Monate, und man erhält Reif- oder Fertigkompost mit den Rottegraden III, IV und V.

Da die Stoffwechselleistung der Pilze im Gegensatz zu der der Bakterien nicht beeinflussbar ist, ist nur die erste Phase der Rotte steuerbar. Für eine optimale Rotte, sollten also die 1. Phase räumlich von den folgenden Phasen getrennt werden.

Einflußfaktoren auf die Rotte:

Für den Rotteprozeß sind folgende Faktoren bedeutsam:
Ein Wassergehalt des Rottematerials zwischen 40 und 55% ist zu gewährleisten, da Mikroorganismen die benötigten Nährstoffe nur aus der wässrigen Phase aufnehmen können. Bei einem Feuchtegehalt unter 25% sinkt die Stoffwechseltätigkeit der Mikroorganismen und die Temperatur in der Miete. Der Abbau wird verlangsamt. Bei einem Feuchtegehalt über 65% wird zunehmend die Luft aus den Poren des Rottegutes verdrängt, die Mikroorganismen arbeiten anaerob, was zu unerwünschten Faulprozessen führt.
Das Verhältnis zwischen Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt im zu kompostierenden Material sollte zwischen 20:1 und 40:1 betragen.
Während des Rotteprozesses muß eine ausreichende Sauerstoffversorgung in den Poren des Rottegutes gewährleistet sein. Hierzu wird die Miete z.B. über geschlitzte, befahrbare Bodenplatten belüftet und Sickerwasser abgeleitet. Der Gesamtbedarf beträgt 1 bis 4g Sauerstoff pro g organischer Substanz.
Die durch Selbsterhitzung während der Rotte erzeugte Temperatur sollte über längere Zeit zwischen 55 und 65 °C liegen, um allen Mikroorganismengruppen optimale Lebensbedingungen so lange wie möglich zu erhalten.

psychrotolerante Mo --> Wachstumsbereich 0 -30 °C --------> optimale Temperatur 10 - 20 °C
mesophile Mo ---------> Wachstumsbereich 10 - 55 °C ------> optimale Temperatur 25 - 40 °C
thermophile Mo ------- > Wachstumsbereich 40 - 95 °C ------> optimale Temperatur 45 - 75 °C

- Der pH-Wert des Rottegutes sollte neutral bis leicht basisch sein. Gegebenfalls kann Kalk zugegeben werden.
- Die Höhe der Miete sollte 1,5 bis 2m betragen.

Kompostierungsverfahren:
1. Mietenkompostierung Die Abfälle werden auf befahrbaren, geschlitzten Bodenelementen zu Dreiecks- oder Trapezmieten mit einer Schütthöhe von 3-6m aufgesetzt. Die Miete wird durch die Schlitze in den Bodenelementen und durch zusätzliche Rohre saugbelüftet oder druckbelüftet. Das Sickerwasser wird abgeführt.
2.Brikollare Die Bioabfälle werden durch Fremdstoffauslese, Zerkleinerung, Homogenisierung und Zugabe von Strukturmaterial oder Klärschlamm aufbereitet. Aus dem Abfall werden dann mittels einer Brikollarpresse Presslinge mit Lüftungskanälen geformt. Deren Anfangsfeuchte beträgt etwa 50%. Die Presslinge werden auf Paletten in Rottehallen gestapelt. Durch die Rotteprozesse erfolgt eine Selbsterhitzung auf ca. 70°C, was zur Austrocknung der Briketts führt. Nach etwa 6 Wochen sind die biologischen Prozesse durch Wasserentzug auf 35% zu Stillstand gekommen. Die Presslinge können nun beliebig gelagert werden.
3. Dano	Reaktor: horizontale Drehtrommel (ca. 20-30m, Durchmesser bis 3m), in die zerkleinerter, mit Klärschlamm versetzter Müll eingebracht wird. Austrag von Frischkompost nach 36-48 Stunden.	Durch Drehung der Trommel wird eine gute Durchmischung und Belüftung erreicht. Problem: Entstehung anaerober Kugeln, in denen Faulprozesse ablaufen.
4. Pratt	Reaktor: Rottezellen mit Wänden aus Maschendraht	Sauerstoffversorgung durch natürliche und zusätzliche Lanzen-Injektion
5. Biotank	Reaktor: auf Schiene bewegte Abdeckhaube; vorzerkleinerter Müll wird in 5m hoher Miete eingebracht.	Belüftung der Miete von unten
6. Humosol	Reaktor: stehende Zelle; Vorimpfung des Materials	Belüftung vom Boden aus
7. Thompson	Reaktor: sechs übereinander liegende Rottezellen mit durchlöcherten Bodenklappen, in die zerkleinerter Müll mit Klärschlamm zusammen eingebracht wird.	tägliche Entleerung durch Bodenklappen, wodurch Belüftung erfolgt
8. Carel Fouche	Reaktor: ähnlich Thompson	zusätzliche Belüftung in den oberen Etagen möglich.
9. Frazer / Simon-Lauden	Reaktor: Rotteturm; Das verrottete Material wird durch ein Siebboden aus dem Turm abgezogen.	ständige Belüftung und Umwälzung
10. Multibacto	Reaktor: acht- bis zehntäg00iger Rotteturm; Der zerkleinerte Müll wird in die obere Etage befördert.	Das Material wird durch drehende Pflugschare in Bewegung gehalten und fällt durch Bodenöffnungen in die jeweils untere Etage. Über ein Rohrsystem erfolgt die Zufuhr von Frischluft und der Abzug der Rottegase.
11. Hygenisator - Türen	Reaktor: senkrechte Unterteilung von Rottezellen (Sektionen)	Der Müll wandert in einer Sektion von oben nach unten und wird dann in die nächste Sektion befördert.
12. Fermentation	Reaktor: Fermentationsbehälter, in den zerkleinerter Müll eingegeben wird.	Zugabe vorgewärmter Luft und Umwälzung
13. Blaubeuren	Reaktor: offene Rottezellen aus Beton	Die Luftzufuhr wird über einen Gasanalysator, die Feuchte über Berieselung gesteuert.

aerobe Kompostierung