Biologische Behandlung organischer Abfälle

1 Mikrobiologie der Kompostierung von Abfällen.- 1.1 Ein1eitung.- 1.2 Mikroorganismen.- 1.2.1 Bakterien.- 1.2.2 Pilze.- 1.3 Definitionen, Zie1e und Vorgaben der Kompostierung.- 1.4 Grundsätze der mikrobiellen Stoffumsetzungen und der Biomassebi1dung.- 1.5 Organische Materialien als Substrate der Kompostierung.- 1.5.1 Lignocellulose.- 1.5.2 Proteine.- 1.5.3 Fette.- 1.6 Abiotische Randbedingungen.- 1.6.1 Wassergehalt.- 1.6.2 Be1ilftung.- 1.6.3 Struktur.- 1.6.4 Umsetzen.- 1.7 Die Temperaturphasen der Kompostierung und ihr Einfluß auf die Mikroflora.- 1.8 Zusammensetzung der mikrobiellen Lebensgemeinschaften im Verlauf des Kompostierungsprozesses.- 1.8.1 Mikroorganismen in der mesophilen Anlaufphase.- 1.8.2 Mikroorganismen in der thermophilen Phase.- 1.8.3 Mikroorganismen in der Phase der Kompostreifung.- 1.8.4 Mikroorganismen in der Abkülhlphase.- 1.9 Prozeß und Produkthygiene.- 1.10 Luftgetragene Mikroorganismen.- Literatur.- 2 Mikrobiologie der Vergarung von testen Abtallstoffen.- 2.1 Einführung.- 2.2 Grundsätze zur Mikrobiologie der anaeroben Nahrungskette..- 2.3 Die Hydrolyse von Feststoffen -- Vorbilder aus der Natur.- 2.3.1 Die alkalische Vorbehandlung zur Verbesserung der Feststoffvergärung.- 2.3.2 Die mehrstufige biologische Hydrolyse -- natürliche und technische Beispiele.- 2.3.3 Doppelte Verdauung bei der Vergärung von Feststoffen.- 2.3.4 Höhere Raum-Zeitausbeuten durch Verlängerung der Aufenthaltszeit bzw. der Wegstrecke.- 2.4 Energetische Betrachtung des weiteren Substratabbaus.- 2.4.1 Die besondere Rolle des Propionats im energetischen Fenster der anaeroben Nahrungskette.- 2.4.2 Die Oxidation des Acetats in der anaeroben Nahrungskette.- 2.4.3 Die Rolle des pH-Wertes beim anaeroben Feststoffabbau.- 2.4.4 Methankaskade als Variante der Vergärung.- 2.4.5 Trennung von Hydrolyse- und Methanstufe gemäß der anaeroben Nahrungskette.- 2.5 Wichtige Randbedingungen.- 2.5.1 Starten eines Anaerobprozesses.- 2.5.2 Alkalinität des Reaktormediums.- 2.5.3 Mikrobielle Populationsdynamik während einer Vergärung.- 2.5.4 Die Rolle des Nitrats und Sulfats bei der anaeroben Nahrungskette.- 2.5.5 Die Rolle von Ammoniak und H2S bei der anaeroben Vergärung.- 2.5.6 Physiologisch sinnvolle Mineralstoffe.- 2.5.7 Schwermetalle.- 2.5.8 Organische Verbindungen.- 2.6 Beurteilung des biologischen Feststoffabbaus.- 2.6.1 Stoffgruppenanalysen zur Charakterisierung des Feststoffabbaus.- 2.6.2 Die Bestimmung der theoretisch maglichen Biogasausbeute und Biogaszusammensetzung.- 2.6.3 Bestimmung des Celluloseumsatzes und der bakteriellen Celluloseabbauer.- Literatur.- 3 Verfahrenstechnik der aeroben Behandlung organischer Abfälle.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Grundlagen.- 3.3 Verfahrensvarianten.- 3.3.1 Offene Mietenkompostierung.- 3.3.2 Geschlossene Mietenkompostierung.- 3.3.3 Zeilen- und Tunnelkompostierung.- 3.3.4 Trommelkompostierung.- 3.3.5 Boxen- und Containerkompostierung.- 3.3.6 Brikollarekompostierung.- Literatur.- 4 Verfahrenstechnik der anaeroben Behandlung organischer Abfälle.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Grundlagen.- 4.3 Abfallautbereitung.- 4.3.1 Zerkleinerung.- 4.3.2 Sortierung.- 4.3.3 Hygienisierung.- 4.4 Verfahrensmerkmale.- 4.5 Verfahrensvarianten.- 4.5.1 Naßvergärung.- 4.5.2 Trockenvergärung.- 4.5.3 Hybridverfahren.- 4.5.4 Kovergärung.- Zusammenfassung.- Literatur.- 5 Testverfahren zur aeroben biologischen Abbaubarkeit von Feststoffen.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Grundlagen zu biologischen Testverfahren unter aeroben Bedingungen.- 5.2.1 Physikalisch-chemische Faktoren.- 5.2.2 Substratspezifische Faktoren.- 5.2.3 Biologische Faktoren.- 5.3 Darstellung von Testverfahren unter aeroben Bedingungen.- 5.3.1 Standard-Testverfahren.- 5.3.2 Simulationsverfahren.- 5.3.3 Spezielle Testverfahren zur Priifung der Kompostierbarkeit von polymeren Werkstoffen.- 5.4 Testsysteme und Methoden.- 5.4.1 Methoden zur Bestimmung der biologischen Stabilitat in Feststoffen.- 5.4.2 Methoden zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit (Abbaugrade) in Feststoffen.- 5.5 Chemische und enzymatische Testverfahren.- 5.5.1 Bestimmung des organischen und des organisch hydrolysierbaren Anteils eines Materials.- 5.5.2 Stoffgruppenspezifische Analyse.- 5.5.3 Enzymatische Methoden.- Literatur.- 6 Testverfahren zur anaeroben biologischen Abbaubarkeit.- 6.1 Der anaerobe Screening-Test -- Grundlagen.- 6.2 Die Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit unter anaeroben Bedingungen in aquatischen Screening-Tests.- 6.2.1 Faktoren, die den biologischen Abbau im anaeroben Screening-Test beeinflussen.- 6.3 Stand des Wissens / Stand der Technik.- 6.3.1 Meßverfahren.- 6.3.2 Normen und Normenentwürfe.- 6.3.2.1 ISO 11734-1995: Water quality -- Evaluation of the "ultimate" anaerobic biodegradability of organic compounds in digested sludge -- Method by measurement of the biogas production.- 6.3.2.2 ISOIDIS 14853-1998: Evaluation of the ultimate anaerobic biodegradation of plastic materials in an aqueous system -- Method by analysis of carbon conversion to biogas.- 6.3.2.3 ASTM 05210-1992: Standard test method for determining the anaerobic biodegradation of plastic materials in the presence of municipal sewage sludge.- 6.3.2.4 ASTM 0 5511-1994: Standard test method for determining anaerobic biodegradation of plastic materials under high-solids anaerobic-digestion conditions.- 6.3.2.5 ASTM 0 5526-1994: Standard test method for determining the anaerobic biodegradation of plastic materials under accelerated landfill conditions.- 6.3.2.6 DIN 38414-1985: Bestimmung des Faulverhaltens.- 6.3.2.7 ISO CD 15985-1998: Plastics -- evaluation of the ultimate anaerobic biodegradability and disintegration under high-solids anaerobic-digestion conditions - Method by analysis of released biogas.- 6.4 Beschreibung eines Gärtests zur Prüfung der Vergärbardeit Komplexer organischer Materialien.- Literatur.- Anhang (Anhang 1 der Bioabfallverordnung).