Mittwoch, März 09 2011 17: 00

Grundsätze der Abfallwirtschaft

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Das Umweltbewusstsein führt zu einem raschen Wandel der Abfallwirtschaftspraktiken. Eine Interpretation dieser Änderung ist notwendig, bevor die Methoden der Abfallbewirtschaftung und des Umgangs mit Reststoffen näher untersucht werden.

Moderne Prinzipien der Abfallwirtschaft basieren auf dem Paradigma einer verzahnten Verbindung zwischen Biosphäre und Anthroposphäre. Ein globales Modell (Abbildung 1), das diese beiden Sphären in Beziehung setzt, basiert auf der Annahme, dass alle der Umwelt entnommenen Materialien entweder direkt (aus dem Produktionssektor) oder indirekt (aus dem Recyclingsektor) als Abfall enden, wobei alle berücksichtigt werden müssen Konsumabfälle fließen entweder zur Verwertung und/oder zur Entsorgung in diesen Recyclingsektor zurück.

Abbildung 1. Ein globales Modell der Prinzipien der Abfallwirtschaft

EPC070F1

Aus dieser Perspektive muss Recycling breit definiert werden: vom Recycling ganzer Gegenstände (Mehrweg) über das Recycling von Gegenständen für einige ihrer Ersatzteile (z. B. Autos, Computer) bis hin zur Herstellung neuer Materialien (z. B. Papier und Karton, Blechdosen) oder die Herstellung ähnlicher Gegenstände (Recycling, Downcycling etc.). Langfristig kann man sich dieses Modell als stationäres System vorstellen, in dem Waren nach wenigen Tagen oder oft nach einigen Jahren als Abfall enden.

 

 

 

 

 

Abzüge vom Modell

Aus diesem Modell können einige wichtige Schlussfolgerungen gezogen werden, vorausgesetzt, die verschiedenen Ströme sind klar definiert. Für die Zwecke dieses Modells:

  • Po= Jährlicher Materialeinsatz aus der Umwelt (Bio-, Hydro- oder Lithosphäre). Im stationären Zustand entspricht dieser Input der jährlichen Endlagerung von Abfällen.
  • P = die jährliche Warenproduktion von Po.
  • C = der jährliche Warenstrom in der Anthroposphäre.
  • R = der jährliche Abfallstrom, der durch Recycling in Waren umgewandelt wird. (Im stationären Zustand: C=R+ P)
  • p = die Effektivität der Produktion, gemessen als Verhältnis von P/Po.
  • Wenn r = die Effektivität des Recyclings, gemessen als Verhältnis von R/C, dann lautet die Beziehung: C/Po=p(1-r).
  • Wenn C/Po=C*; dann ist C* das Verhältnis von Gütern zu den der Natur entnommenen Materialien.

 

Mit anderen Worten, C* ist ein Maß für die Verzahnung der Verbindung zwischen Umwelt und Anthroposphäre. Sie hängt mit der Effizienz der Produktion und des Recyclingsektors zusammen. Die Beziehung zwischen C*, p und r, die eine Nutzenfunktion ist, kann wie in Abbildung 2 dargestellt werden, die den expliziten Kompromiss zwischen zeigt p und r, für einen ausgewählten Wert von C*.

Abbildung 2. Eine Nutzenfunktion, die Kompromisse beim Produktionsrecycling veranschaulicht

EPC070F2

In der Vergangenheit hat sich die Industrie entlang der Linie einer Steigerung der Effizienz der Produktion entwickelt, p. Gegenwärtig, Ende der 1990er Jahre, ist der Preis für die Abfallentsorgung durch Verteilung in die Atmosphäre, in Gewässer oder in Böden (unkontrollierte Deponierung) oder das Vergraben von Abfällen in geschlossenen Deponien aufgrund immer strengerer Vorschriften sehr schnell gestiegen Umweltschutzstandards. Unter diesen Bedingungen ist es wirtschaftlich attraktiv geworden, die Effektivität des Recyclings zu erhöhen (d.h. zu erhöhen r). Dieser Trend wird sich in den kommenden Jahrzehnten fortsetzen.

Um die Effektivität des Recyclings zu verbessern, muss eine wichtige Bedingung erfüllt sein: Die zu recycelnden Abfälle (also die Rohstoffe der zweiten Generation) müssen möglichst „rein“ (d. h. frei von unerwünschten Bestandteilen, die Recycling ausschließen). Dies wird nur durch die Umsetzung einer allgemeinen Politik des „Nichtvermischens“ von Haushalts-, Gewerbe- und Industrieabfällen an der Quelle erreicht. Dies wird oft fälschlicherweise als Sortierung an der Quelle bezeichnet. Sortieren heißt trennen; aber die Idee ist gerade, die verschiedenen Abfallkategorien nicht trennen zu müssen, indem sie bis zu ihrer Sammlung in getrennten Behältern oder an getrennten Orten gelagert werden. Das Paradigma der modernen Abfallwirtschaft ist die Nichtvermischung von Abfällen an der Quelle, um eine Effizienzsteigerung des Recyclings zu ermöglichen und damit ein besseres Verhältnis von Gütern zu Material, das der Umwelt entnommen wird.

Praktiken der Abfallbewirtschaftung

Abfall kann je nach seiner Produktion in drei Hauptkategorien eingeteilt werden:

  1. aus dem primären Produktionssektor (Bergbau, Forstwirtschaft, Landwirtschaft, Tierzucht, Fischerei)
  2. aus der Produktions- und Verarbeitungsindustrie (Lebensmittel, Geräte, Produkte aller Art)
  3. aus dem Konsumbereich (Haushalte, Unternehmen, Verkehr, Handel, Bau, Dienstleistungen etc.).

 

Abfälle können auch per Gesetzesdekret klassifiziert werden:

  • Siedlungsabfälle und gemischte Abfälle aus Unternehmen, die als Siedlungsabfälle zusammengefasst werden können, da beide aus denselben Abfallkategorien bestehen und von geringer Größe sind (Gemüse, Papier, Metalle, Glas, Kunststoffe usw.), wenn auch in unterschiedlichen Anteilen.
  • Siedlungssperrmüll (Möbel, Geräte, Fahrzeuge, Bau- und Abbruchabfälle außer Inertmaterial)
  • Abfälle, die besonderen Rechtsvorschriften unterliegen (z. B. gefährlich, infektiös, radioaktiv).

 

Entsorgung von kommunalen und gewöhnlichen Gewerbeabfällen:

Diese Abfälle werden per LKW eingesammelt und können (direkt oder über Umladestationen von Straße zu Straße, Straße zu Schiene oder Straße zu Wasser und Ferntransportmitteln) zu einer Deponie oder zu einer stofflichen Aufbereitungsanlage transportiert werden Verwertung (mechanische Sortierung, Kompostierung, Biomethanisierung) oder zur energetischen Verwertung (Gitter- oder Ofenverbrennung, Pyrolyse).

Kläranlagen produzieren verhältnismäßig kleine Mengen an Rückständen, die für die Umwelt gefährlicher sein können als der ursprüngliche Abfall. Beispielsweise produzieren Verbrennungsanlagen Flugasche mit sehr hohem Gehalt an Schwermetallen und komplexen Chemikalien. Diese Rückstände werden oft gesetzlich als gefährlicher Abfall eingestuft und erfordern eine angemessene Entsorgung. Kläranlagen unterscheiden sich von Deponien dadurch, dass sie „offene Systeme“ mit Ein- und Ausgängen sind, während Deponien im Wesentlichen „Senken“ sind (wenn man die geringe Sickerwassermenge vernachlässigt, die eine weitere Behandlung und die Produktion von Biogas verdient, das eine genutzte Quelle sein kann Energie auf sehr großen Deponien).

Industrie- und Haushaltsgeräte:

Der gegenwärtige Trend, der auch kommerzielle Beiträge hat, geht dahin, dass die Produzenten der Abfallsektoren (z. B. Autos, Computer, Maschinen) für das Recycling verantwortlich sind. Reststoffe sind dann entweder gefährliche Abfälle oder ähneln gewöhnlichen Abfällen aus Unternehmen.

Bau- und Abbruchabfälle:

Die steigenden Deponiepreise sind ein Anreiz für eine bessere Sortierung solcher Abfälle. Durch die Trennung der gefährlichen und brennbaren Abfälle von der großen Menge an inerten Materialien können letztere mit einer weitaus geringeren Rate entsorgt werden als gemischte Abfälle.

Sondermüll:

Chemisch gefährliche Abfälle müssen vor der Ablagerung auf Sonderdeponien durch Neutralisation, Mineralisierung, Insolubilisierung oder Inertisierung behandelt werden. Infektiöse Abfälle werden am besten in speziellen Verbrennungsanlagen verbrannt. Radioaktive Abfälle unterliegen einer sehr strengen Gesetzgebung.

Management von Rückständen

Produktions- und Verbrauchsabfälle, die nicht recycelt, downgecycelt, wiederverwendet oder zur Energieerzeugung verbrannt werden können, müssen letztendlich entsorgt werden. Die Umwelttoxizität dieser Rückstände soll nach dem Grundsatz „Beste verfügbare Technik zum akzeptablen Preis“ reduziert werden. Nach dieser Behandlung sollten die Rückstände an Orten deponiert werden, an denen sie das Wasser und das Ökosystem nicht kontaminieren und sich nicht in der Atmosphäre, im Meer oder in Seen und Flüssen ausbreiten.

Die Datierung von Abfalldeponien erfolgt in der Regel durch die Kombination von mehrschichtiger Isolierung (mit Ton, Geotextilien, Kunststofffolien etc.), der Ableitung aller exogenen Wässer und wasserdichten Deckschichten. Dauerlagerstätten müssen über Jahrzehnte überwacht werden. Auch die Beschränkungen der Landnutzung einer Lagerstätte müssen über lange Zeiträume kontrolliert werden. Kontrollierte Entwässerungssysteme für Sickerwasser oder Gase sind in den meisten Fällen erforderlich.

Biochemisch stabilere und chemisch inerte Rückstände aus der Abfallbehandlung erfordern weniger strenge Bedingungen für ihre endgültige Entsorgung, was es weniger schwierig macht, eine Deponie für sie innerhalb der Region der Abfallerzeugung zu finden. Der Export von Abfällen oder deren Reststoffen, der immer NIMBY-Reaktionen (Not In My Back Yard) weckt, könnte so vermieden werden.

 

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