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In-depth analysis of degradation processes in old MSW landfills under different oxygen and water regimes
Brandstätter, Christian
Wien (Österreich)
Selbstverlag
2015, 109 S., Abb., Tab., Lit.
Sprache: Englisch
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[Quelle: https://repositum.tuwien.ac.at]
Trotz globaler Initiativen zur Vermeidung, Wiederverwendung und Recycling wird das Deponieren von Abfällen global ein substantieller Anteil der Abfallwirtschaft bleiben. Das impliziert, dass die Gesamtmenge an in Deponien 'eingelagerten' Abfällen kontinuierlich zunehmen wird. Daher wird die Kontrolle und Steuerung von Deponieprozessen in Bezug auf den Umweltschutz an Bedeutung zunehmen. Eine belastbare Prognose des zukünftigen Emissionspotentials von Hausmülldeponien ist schwierig, da es von verschiedenen miteinander in Beziehung stehenden Faktoren wie der Abfallzusammensetzung, klimatischen Bedingungen, Präsenz und Art der vorhandenen Mikroorganismen, sowie von der Deponietechnik abhängt, die oft kaum quantifizierbar sind. Ein möglicher Weg, um das zukünftige Emissionspotential damit auch das von Deponien ausgehende Umweltrisiko zu reduzieren, ist die in-situ Belüftung. Durch Zufuhr von Sauerstoff werden aerobe Abbauvorgänge initiiert wodurch die mikrobiellen Umsatzraten und damit die Mineralisation der biologisch abbaubaren Substanz beschleunigt werden. Da diese Deponiesanierungsmethode vergleichsweise neu ist, fehlen Informationen über ihre Auswirkungen auf die Langzeit-Emissionen von Deponien. Das Ziel dieser Arbeit ist es daher, Wissengrundlagen für die Prognose zukünftiger Emissionen von belüfteten Deponien zu erarbeiten. Dazu wurden zweijährige Laborexperimente zur Erforschung des biologischen Abbaus von Abfall durchgeführt. Konkret wurden aerobe Deponiesimulationsreaktoren mit verschiedenen Bewässerungssystemen betrieben, anhand derer der Einfluss von Wasserzugabe auf den aeroben Abbau von Abfall untersucht werden konnte. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten, dass Wasserzugabe die Kohlenstoffbilanz nur gering beeinflusst, wohingegen die Stickstoff-Bilanz wesentlich vom Wasserhaushalt bestimmt wird. Der anfängliche TOC-Pool wurde etwa um 35 % bei allen belüfteten Reaktoren reduziert, während der gesamte Stickstoff-Austrag rund 17-18 % des anfänglichen Pools bei den aeroben bewässerten Reaktoren betrug, und 7 -13 % bei den trocken belüfteten. Nachdem detaillierte Informationen über die Abfallzusammensetzung und die räumliche Verteilung der Abfallzusammensetzung eine wichtige Voraussetzung für die Konzeptionierung und auch für die Bewertung des Erfolgs von Deponiebelüftungsmaßnahmen darstellen, wurde ein multilineares statistisches Modell erstellt, das die Vorhersage wichtiger Abfallparameter (im Wesentlichen Wassergehalt, TOC, TN, NH4-N, CSB und BSB5) erlaubt. Dabei sind lediglich wenige Schlüsselparameter (Glühverlust, pH, elektrische Leitfähigkeit und Chlorid- Konzentration im Eluat) des Abfalls zu analysieren. Außerdem konnte die Vergleichbarkeit des aeroben Abbaus von Abfall mit dem aeroben Abbau in natürlichen Systemen gezeigt werden (Buchenstreu, Fagus sylvatica L.). So waren beispielsweise die Abbaukonstanten (k1 a-1) und die spezifische Menge an Mikroorganismen von einer vergleichbaren Größenordnung. Im Buchenlaub Experiment konnten bereits in den ersten Wochen drastische Veränderungen in der mikrobiellen Gemeinschaft festgestellt werden, was auch für den aeroben Abbau von Abfall gelten könnte. Insgesamt stellt die vorliegende Arbeit einen wichtigen Schritt zum zunehmenden Verständnis vom Metabolismus einer Deponie unter aeroben Bedingungen dar, und wird daher zu einem verbesserten Design und damit Durchführung von zukünftigen Belüftungsprojekten beitragen.
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