Abfallwirtschaft: Sammlung, Behandlung und Entsorgung

Abfallentsorgung und Abfallwirtschaft

Die Abfallwirtschaft sollte Mechanismen für die Sammlung, Entsorgungstechniken, die Behandlung von Abfällen und die Lagerung gefährlicher Abfälle an geeigneten und sicheren Orten umfassen.

A. Abfallvermeidung und Verwertung

Die Maßnahmen zur Verringerung oder Vermeidung der Entstehung von Abfallprodukten werden als Minimierungstechniken und Abfallverwertung bezeichnet.

Quellenreduktion (Source Reduction)

Diese Maßnahme zielt darauf ab, Abfälle durch den Einsatz von „sauberen Technologien“ in der verarbeitenden Industrie zu verringern oder zu beseitigen. Dies geschieht durch die Änderung von Prozessen, um einen Zyklus für eine rationellere Nutzung von Rohstoffen und Energie zu erreichen und diese in Produktion und Konsum zu integrieren, um so weniger Umweltbelastung zu verursachen.

Volumenreduzierung

Die Volumenreduzierung besteht aus zwei Hauptschritten:

• Erstens: Die Trennung von Abfällen an der Quelle, um deren Volumen und Entsorgungskosten zu reduzieren, da einige Abfälle zurückgewonnen und wiederverwendet werden können.
• Zweitens: Die physische Verringerung des Volumens durch verschiedene Behandlungen wie Verdichtung, Wärmetrocknung usw.

Verwertung und stoffliche Wiederverwendung (Recycling)

Die Verwertung von Abfällen ist die Verwendung dieser in Herstellungsprozessen, die von denen ihrer Entstehung abweichen. Das Recycling hingegen führt die Abfälle den gleichen Prozessen zu, in denen sie entstanden sind.

B. Abfallbehandlung (Energetische Verwertung)

Die Umwandlung der Abfallbestandteile zur Gewinnung von Energie oder Produkten mit anderen Anwendungen ist eine weitere Möglichkeit der Abfallnutzung. Ein Beispiel ist der anaerobe Abbau organischer Substanzen, der zur Produktion eines Gasgemisches führt, das als Biogas bezeichnet wird und zur Energiegewinnung genutzt werden kann.

Die Kompostierung ist der aerobe Abbau organischer Substanzen im Abfall durch die Einwirkung von Mikroorganismen (Bakterien, Pilze). Dabei entsteht eine stabile biochemische Verbindung, die als Kompost bezeichnet wird.

Phasen der Kompostierung

1. Latenz- und Wachstumsphase: Die Mikroorganismen beginnen zu wachsen. Diese Phase dauert zwei bis vier Tage.
2. Thermophile Phase: Es entwickelt sich eine hohe bakterielle Aktivität bei Temperaturen von 50 bis 70 °C. Dies dient der Beseitigung von Krankheitserregern, Larven usw. und ermöglicht die Stabilisierung der organischen Substanz.
3. Reifungsphase: Die bakterielle Aktivität nimmt ab, und die Wirkung der Pilze beginnt. Der Abbauprozess wird fortgesetzt.

Der fertige Kompost, auch bekannt als Humus, ist ein heterogenes, schwarzes oder braunes Material. Er enthält relativ wenig Stickstoff und Kohlenstoff, dafür aber andere Stoffe wie Phosphor, Kalzium, Magnesium und Eisen. Zudem besitzt er herbizide Eigenschaften.

C. Endgültige Entsorgung

Entsorgungsmethoden werden für die Behandlung jener Abfälle angewendet, die nicht wiederverwertet oder in andere Produkte umgewandelt werden können. Die wichtigsten Methoden sind die Deponierung, die Verbrennung, die Lagerung radioaktiver Abfälle und die Auslagerung infektiöser Abfälle.

Unkontrollierte Deponien (Mülldeponien)

Die Ablagerung von Abfällen ohne jegliche Kontrolle an unterschiedlichen Orten, oft nicht weit von menschlichen Siedlungen entfernt, war die erste Methode, die der Mensch zur Entsorgung von Abfällen nutzte. Sie ist einfach und billig, führt jedoch zu erheblichen Umwelt- und Gesundheitsproblemen, da keine ausreichenden Kontrollen vorhanden sind.

Kontrollierte Deponien

Die folgenden Merkmale und Faktoren müssen bei der Installation und Wartung einer Deponie berücksichtigt werden:

• Geomorphologische und geologische Bedingungen des Geländes: Das Gelände muss wasserdicht sein (natürlich oder künstlich abgedichtet), um die Kontamination des Grundwassers durch Sickerwasser zu verhindern. Der Boden sollte leicht geneigt sein, um Sickerwasser zu sammeln und zu Sammelteichen zu transportieren.
• Klimatische Bedingungen: Für den Standort sollte ein Gebiet mit geringen Niederschlägen und hoher Verdunstung gewählt werden, um die Produktion von Sickerwasser zu minimieren.
• Installation von Gasaustrittspunkten: Diese dienen zur Ableitung der Gase, die als Folge der Zersetzung entstehen.
• Abdeckung mit Bodenschichten: Wo möglich, sollte das autonome Wachstum von Vegetation gefördert werden, um die Landschaft optisch zu verbessern.
• Zugang und Umzäunung: Es muss ein Zugang für die Durchfahrt von Fahrzeugen sowie ein Zaun vorhanden sein, der die Passage von Menschen und Tieren verhindert.

Die Vorteile dieser Entsorgungsmethode sind die einfache Installation, geringere Kosten und eine geringere Umweltbelastung, sofern die Deponie ordnungsgemäß kontrolliert und verwaltet wird. Die Nachteile sind die Notwendigkeit großer Landflächen außerhalb der Stadtzentren und die Produktion von Sickerwasser, selbst nachdem die Deponie geschlossen wurde.

Verbrennung

Die Verbrennung ist ein thermischer Prozess, der eine kontrollierte Oxidation von Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H) in der organischen Abfallmaterie bewirkt. Als Rückstände entstehen Asche, CO₂ und H₂O. Wenn die Abfälle PVC-Kunststoffe enthalten, werden auch Dioxine und Furane produziert, die hochgiftige Luftschadstoffe darstellen.

In einer Verbrennungsanlage werden folgende Prozesse durchgeführt:

1. Empfang und Aufbereitung der Abfälle.
2. Verbrennung in Drehrohröfen bei Temperaturen von 900 bis 1200 °C sowie Entfernung von Asche und Schlacke.
3. Gasreinigung und Emission der gereinigten Gase in die Atmosphäre.
4. Analyse und Entsorgung von Schlacken und Aschen. Nicht brennbares und verbranntes Material wird zusammen mit der Asche, die bei der Verbrennung fester Abfälle entsteht, gesammelt und analysiert. Je nach Analyseergebnis kann es als Füllmaterial im Bauwesen verwendet oder verfestigt und auf Inertstoffdeponien gelagert werden.

Während der Verbrennung wird eine große Menge an Energie freigesetzt, die zur Stromerzeugung (energetische Verwertung) genutzt werden kann. Um die Bildung von Dioxinen und Furanen zu verhindern, ist es notwendig, die Temperatur in den Nachbrennerphasen schlagartig zu senken, was deren Synthese unterbindet.

Endlagerung radioaktiver Abfälle

Radioaktive Abfälle können nicht durch die in den vorherigen Abschnitten beschriebenen Prozesse beseitigt werden. Um ihre Freisetzung in die Umwelt zu verhindern und die damit verbundenen Gefahren (für Umwelt und Gesundheit) zu vermeiden, müssen sie an speziellen Orten gelagert werden. Diese Orte müssen die Umwelt ausreichend lange isolieren, um die enthaltene Radioaktivität abklingen zu lassen. Dies geschieht mithilfe von künstlichen und natürlichen Barrieren.

Das Unternehmen ENRESA ist für die Entsorgung von Abfällen in El Cabril (Córdoba) verantwortlich. Dort werden schwach- und mittelradioaktive Abfälle gesammelt und gelagert. Die Anlage verwendet einen Satz von drei isolierenden Barrieren:

1. Die Lagerbehälter für die Abfälle (Fässer/Drums).
2. Die Lagerstrukturen, die Netzabdeckung und die Sickerwasserkontrolle, welche verhindern, dass Wasser die Fässer erreicht.
3. Das Gelände, das eine geologische Barriere darstellt.

Jede Einrichtung unterliegt einem Überwachungs- und Kontrollprogramm, das die Analyse von Wasser- und Luftproben umfasst, um die Wirksamkeit der Barrieren festzustellen.

Hochaktive Abfälle werden in Abklingbecken von Kernkraftwerken gelagert.