Kompostierung

Kompostierung (auch Rotte) bezeichnet den biologischen Prozess des Nährstoffkreislaufs, bei dem leicht verwertbares organisches Material unter Einfluss von Luftsauerstoff (aerob) von Bakterien und Pilzen (heterotrophen Mikroorganismen) abgebaut wird. Dabei werden neben Kohlendioxid auch wasserlösliche Mineralstoffe freigesetzt, wie beispielsweise Nitrate, Ammoniumsalze, Phosphate, Kalium- und Magnesiumverbindungen, die als Dünger wirken. Ein Teil der bei diesem Abbau entstehenden Zwischenprodukte wird zu Humus umgewandelt.

Heute machen sich sowohl Hobbygärtner, welche im kleineren Maßstab Eigenkompostierung betreiben, als auch die Abfallwirtschaft in großtechnischen Kompostierungsverfahren den Kompostierungsprozess zu Nutze, um aus Küchen- und Gartenabfällen, Bioabfall und Grünschnitt Kompost zu erzeugen.

Kompostmaterial eignet sich zur Verbesserung der Bodeneigenschaften in der Garten- und Landwirtschaft, zur Rekultivierung von Flächen, aber auch für die Herstellung von Bodensubstraten und Erdemischungen. Je nach Nährstoffgehalt ist ausgereifter Kompost ein vollwertiger Dünger und kann so den Einsatz chemischer Düngemittel überflüssig machen.

Beim Abbauprozess entsteht auch Kohlendioxid und Energie „geht als Wärmeenergie verloren“. Wenn immer möglich sollte eine Vergärung in einer Biogas-Anlage in Betracht gezogen werden; dabei kann Energie gewonnen werden, der hygienisierte Kompost ist für Bio-Landbau zertifiziert^[1] und das Klima wird geschont. Zudem kann tierisches Restmaterial und gekochtes Material mit verwertet werden.

Geschichte

Die Behandlung tierischer Exkremente durch Kompostierung und Rückführung der organischen Stoffe ist schon seit tausenden Jahren bekannt^[2]. In Europa beschrieb Homer in der Odyssee den Stallmist als Dünger, Aristoteles verfasste 350 v. Chr. die Humustheorie (nach der sich Pflanzen vom Humus ernähren)^[3] Columella, beschrieb um 60 n.Chr die Kompostierung in seinen Büchern über die Landwirtschaft, und Plinius der Ältere beschrieb ebenfalls die Technik der Kompostierung^[4]. Auch Cato der Ältere beschrieb die Düngung seiner Weinreben mit Kompost, den er aus Lupinen, Stroh, Bohnenstroh und Laub herstellte^[5].

Mit der Entwicklung der Kanalisation ab etwa 1740 gingen die menschlichen Exkremente als natürlicher Dünger aus dem Nährstoffkreislauf verloren und die landwirtschaftlichen Böden rundum die Städte verarmten an löslichen Mineralstoffen. Um 1830-1840 ersetzte Justus von Liebig die Humustheorie durch die der Mineralstofftheorie (Pflanzen ernähren sich von Mineralstoffen, die sie dem Boden entziehen).

Kompostiermethoden zur Gewinnung organischen Düngers wurde erst dann wieder durch den Anthroposophen, Garten- und Landschaftsarchitekten Max Karl Schwarz auf seinem Gärtnerhof, dem Birkenhof in Worpswede auf dem Gebiet der Biologisch-dynamischen Landwirtschaft wiederentdeckt und weiterentwickelt und durch den einflussreichen Gartenarchitekten, Hochschullehrer und Naturschützer Alwin Seifert seit den 1930er Jahren unter anderem beim Reichsautobahnbau praktiziert. Seiferts zahlreiche Bücher, darunter das bekannte Buch „Gärtnern, Ackern ohne Gift“, wurden besonders seit den 1970er Jahren bis heute vielfach aufgelegt.

Faktoren der Kompostierung

Allgemein

Abfälle, die kompostiert werden sollen, müssen überwiegend aus organischen Bestandteilen zusammengesetzt sein und nur geringe Schadstoff- und Störstoffgehalte aufweisen. Störstoffe sind zum Beispiel Glas, Keramik, Kunststoffe, Kunststofffolien und Verbundstoffe, Gummi, Holz, Knochen oder Metalle.

Abgebaut werden können Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindungen, das heißt

• Kohlenhydrate, die in Pflanzenmaterial inklusive der Blätter, Knollen, Wurzeln und Samen vorkommen und z. B. als Zucker, Stärke, Zellulose vorliegen;
• Fette, Öle, Wachse, die besonders in Fleisch, Pflanzenmaterial, Wurzeln und Samen enthalten sind;
• Proteine, aus Fleisch, Fisch, Gemüse;
• und zu geringen Teilen Lignine, die Bestandteile von Holz, Blättern, Rinde, Gemüse und Pflanzenfasern sind ^[6]

Für den Abbau von organischem Material benötigen die Mikroorganismen der Kompostierung Sauerstoff und, da sie ihre Nahrung nur in gelöster Form aufnehmen können, auch Wasser. Ein gutes Verhältnis von Sauerstoffangebot und Wassergehalt ist die entscheidende Bedingung für den Kompostierungsprozess.

Vier Gruppen von Mikroorganismen sind die Hauptakteure der Kompostierung:

• heterotrophe Bakterien
• Aktinomyceten
• Pilze
• Protozoen

Art des Ausgangsmaterials

Organische Verbindungen bestehen aus einem organischen und einem mineralischen Anteil und Wasser. Der organische Anteil wird von den aeroben Mikroorganismen als Energielieferant genutzt. Wie gut und wie schnell ein Kompost von den Mikroorganismen verwertet werden kann, hängt davon ab, wie leicht diese Nährstoffe für die Mikroorganismen zugänglich sind.

Bei der Kompostierung liegt ein heterogenes und festes Ausgangsmaterial (Substrat) mit einem begrenzten Wassergehalt vor. Mikroorganismen können nicht direkt das feste Substrat zur Nährstoffversorgung verwerten. Es muss zuerst in kleinere, niedermolekulare Stoffe umgewandelt werden (Hydrolyse), bevor es in die Zelle zur Nährstoffversorgung gelangen kann. Daher entscheidet bei der Kompostierung die Möglichkeit, ob die Mikroorganismen das Substrat enzymatisch hydrolytisch aufspalten können (z. B. Zellulose zersetzen können) über die Verfügbarkeit des Substrates und damit die Nährstoffversorgung der Mikroorganismen. Sie ist der Faktor, der für die Abbaugeschwindigkeit und somit die Kompostiergeschwindigkeit verantwortlich ist.

In den ersten Wochen des Kompostierungsprozesses ist die Abbaurate der organischen Substanz am größten. Sie verlangsamt sich mit zunehmender Rottezeit und es treten gegen Ende vermehrt Umbauprozesse auf. Bei Bioabfall kann innerhalb eines Zeitraums von zwölf Wochen abhängig von Kompostmaterial und Prozessführung mit einer Abbaurate von 40 % bis zu 70 % gerechnet werden. Grünabfälle, die einen hohen Anteil an schwer abbaubarer Lignocellulose enthalten, erreichen im gleichen Zeitraum Abbauraten, die unter 30 % liegen können.^[7]

Belüftung

Für den Abbau des organischen Materials wird Sauerstoff benötigt. Man geht üblicherweise von zwei Gramm O₂ pro Gramm abgebauter organischer Substanz aus.^[8] Kennt man die genaue Zusammensetzung des Ausgangsmaterials, so ist es möglich, die für den aeroben Abbau erforderliche Menge an Sauerstoff stöchiometrisch zu berechnen. Dabei sollte jedoch beachtet werden, dass sich die Löslichkeit von Sauerstoff mit der Temperatur ändert.

Wassergehalt

Durch den Abbau des organischen Materials wird Wasser gebildet. Ein Teil dieses Wassers verdunstet jedoch durch die Selbsterwärmung des Kompostgutes. Die Feststoffpartikel des Kompostgutes werden von einem Wasserfilm umgeben. In diesem Wasserfilm befinden sich die Mikroorganismen und die gelösten Nährstoffe. Die Dicke dieses Wasserfilms ist entscheidend für den aeroben Abbau. Ein Wassergehalt von 40 bis 60 % im Kompostiergut ist für den Abbau optimal. Um eine gleichmäßige Verteilung des Wassers zu erreichen, sollte das Material ab und zu gut durchmischt werden. Ist der Wassergehalt zu niedrig (< 30 %), so wird die Aufnahme und der Transport von Nährstoffen erschwert und der Kompostierungsprozess gebremst. Bei Wassergehalten unter 20 % kommt der mikrobielle Abbauprozess völlig zum erliegen. Ist der Wassergehalt zu hoch (> 70 %), sind fast alle Poren mit Wasser gefüllt und den Mikroorganismen steht nur noch wenig Sauerstoff zur Verfügung. Es entstehen schnell unerwünschte anaerobe Bedingungen.

Luftporenvolumen

Das Volumen im Kompostmaterial, das von Wasser und Gas ausgefüllt ist, wird Porenvolumen, Gasraumvolumen oder auch Luftporenvolumen genannt. Für den Kompostierungsprozess ist das vorhandene Luftporenvolumen sehr bedeutend. Es bestimmt die Menge an Luft und ihre Verteilung im Kompostmaterial. Wie die Poren verteilt sind, hängt von der Beschaffenheit des Kompostmaterials ab. Gröberes Material, wie kleine Äste, Stroh oder anderes strukturbildendes Material ermöglichen eine Durchströmung mit Luft und bilden ein gutes Traggerüst. Dies kann besonders bei hochgeschichteten Komposten über 1,5 m Höhe wichtig werden, da allein durch das Eigengewicht eine Verdichtung des Materials entstehen kann, durch die das Porenvolumen und damit die Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen geringer wird. Die Art des gewählten Rottesystems (statisch oder dynamisch) bestimmt hier das Optimum. So kann das minimal erforderliche Luftporenvolumen zwischen 30 % und 50 % liegen.

Temperatur

Durch den aeroben Abbauprozess wird Energie freigesetzt. Die Mikroorganismen verwenden nur 20 % des organischen Kohlenstoffs für ihren Baustoffwechsel, während 80 % des organischen Kohlenstoffs dem Betriebsstoffwechsel und somit der Energiegewinnung dienen. Die freigesetzte Energie tritt in Form von Wärme auf und führt zur Selbsterhitzung des Kompostmaterials. Der Kompostierungsprozess kann aus Sicht der Temperatur in mehrere Phasen unterteilt werden. Dabei hängt die Temperatur direkt mit der Mikrooganismenzusammensetzung und dem Verlauf des aeroben Abbaus zusammen.

In der Anlaufphase der Kompostierung herrschen die mesophilen Organismen vor. Sie sind in Temperaturbereichen von 10 bis 45 °C und in den ersten zwölf bis 24 Stunden aktiv. Bei einer Selbsterwärmung über 45 °C werden ihre Keimzahlen wieder geringer und die Anzahl der thermophilen Organismen steigt bis zu einer Temperatur von 55 °C stark an. Oberhalb dieser Temperatur bis 75 °C sinken die Keimzahlen der thermophilen Population kontinuierlich ab. Bei den meisten Mikroorganismen tritt eine Eiweißdenaturierung bei über 75 °C ein, aber auch Temperaturen unter 5 °C verlangsamen ihre Aktivität. Temperaturen im Kompost bis zu 100 °C können nur auf rein chemische Vorgänge zurückgeführt werden. Können über mehrere Tage Temperaturen über 60 °C gehalten werden, kann von einer Hygienisierung des Kompostmaterials ausgegangen werden. In der Abkühlungsphase unter 45 °C vermehren sich Actinomyceten verstärkt. Ihre Anwesenheit stellt einen Zeiger für die Kompostreife dar.

pH-Wert

Der pH-Wert sollte in einem Bereich zwischen 7 und 9 liegen. Am Anfang des Kompostierungsprozesses sinkt der pH-Wert jedoch auf Werte bis pH 6,5, da vermehrt organische Säuren gebildet werden, Kohlendioxid (CO₂) entsteht und Stickstoff nitrifiziert wird. Der pH-Wert steigt im Verlauf des Abbauprozesses wieder an.^[9]

C/N-Verhältnis

Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N-Verhältnis) im Kompostmaterial ist für die Vermehrung der Mikroorganismen und somit für die Abbaugeschwindigkeit wichtig. Die Mikroorganismen benötigen Stickstoff für die Bildung neuer Zellsubstanz. Gibt es einen Stickstoff-Überschuss, ist das C/N-Verhältnis zu eng und es kann zu einer Bildung von Ammoniak (NH₃) kommen, wodurch sich auch der pH-Wert für den Abbau ungünstig verschiebt. Ist dies der Fall, können z. B. Stroh oder Sägespäne mit einem hohen Kohlenstoff-, aber geringen Stickstoffanteil dem Kompostmaterial beigemischt werden. Ist der Kohlenstoffgehalt zu hoch, können stickstoffreiche Materialien, wie z. B. Grasschnitt oder Klärschlamm zugeschlagen werden, um das C/N-Verhältnis zu optimieren. Ein C/N-Verhältnis von 20:1 bis 25:1 hat sich als günstig für den Kompostierungsprozess erwiesen.

Verfahren

Bei der Kompostierung ist zwischen der dezentralen privaten Eigenkompostierung und dem Verbringen kompostierbaren Materials in zentrale (groß)technisch-gewerbliche oder auch kommunale Kompostierungsanlagen zu unterscheiden. Letztere unterscheiden sich weniger über das Verfahren, als vor Allem über die Mengen, die mit dem Anlagenbetrieb verknüpften gesetzlichen Auflagen und den Technisierungsgrad von einer Kompostierung im eigenen Garten.

Eigenkompostierung

Wenn der erzeugte Kompost im eigenen Garten sinnvoll und sachgerecht verwandt werden kann, ohne eine Überdüngung herbeizuführen, ist die Eigenkompostierung eine Variante zur Verwertung von Garten- und Küchenabfällen. Ein Pluspunkt ist dabei auch, dass Transporte zu einer Verwertungsanlage mit den dabei anfallenden Energieverbräuchen sowie CO₂- und anderen Emissionen entfallen.

Zu beachten ist hier die Möglichkeit einer etwaigen Geruchsbelästigung von Nachbarn; ein gepflegter Kompost wird in der Regel jedoch nicht oder höchstens sehr kurzzeitig unangenehm riechen. Es sollte dabei darauf geachtet werden, kein tierisches Restmaterial auf den Kompost zu werfen, dies wird in der Regel nur unter Geruchsanfall verrotten und darüber hinaus ebenso wie das Lagern größerer Mengen gekochten Materials unerwünschtes lebendes Getier (Ratten, Füchse, Marder) anlocken.

Generell sollte frisch einzubringendes Material so weit wie möglich zerkleinert werden, weil dies die Oberfläche für den „Angriff“ der zersetzenden Organismen erheblich vergrößert. Es ist von Vorteil, dämpft etwaige Geruchsbildung und beschleunigt die Verrottung, ab und an eine (dünne) Lage von Muttererde oder reifen Komposts zwischenzulagern. Frischer Kompost soll nach drei bis sechs Monaten einmal umgesetzt werden, um dann noch einige Monate nachverrotten zu können. Nach etwa einem Jahr kann, je nach Ausgangsmaterial, der Kompost als reif bzw. fertig betrachtet und nach einer Siebung in den Gartenboden eingearbeitet werden.

Welches Kompostierungsverfahren für den Eigenbedarf verwendet wird, hängt von den örtlichen Gegebenheiten und den eigenen Wünschen ab. Es werden dabei grundsätzlich folgende Verfahren unterschieden:

Offene Kompostierung

Komposthaufen

Der Komposthaufen ist ein von der bäuerlichen Misthaufenanlage abgeleitetes Kompostierverfahren für Bioabfall und Grünabfall im Haushalt (Eigenkompostierung).

Ein klassischer Komposthaufen, auch Kompostmiete genannt, eignet sich für jeden privaten Garten. Die kompostierbaren Ausgangsmaterialien werden dabei möglichst zerkleinert aufgeschichtet. Dabei sollte der Haufen jedoch nicht höher als 1 bis 1,5 m werden. Der Platzbedarf ist größer als bei den unten genannten Verfahren. Vorteilhaft ist jedoch, dass bei entsprechend vorhandenem Platz der Komposthaufen unproblematisch erweitert werden kann, z. B. wenn saisonbedingt größere Mengen Gartenabfälle anfallen.

Kammersystem (Kompostwirtschaft)

Offene Kammersysteme bestehen aus zwei oder mehreren Kammern bzw. Behältern und sind meist aus Holzlatten gebaut. Diese werden so befüllt, dass im unteren Bereich lockere grobe Materialien wie Äste eingebracht werden, und erst darauf die (zerkleinerten) Garten- und Küchenabfälle geschichtet werden. Dies soll gewährleisten, dass von unten her eine Belüftung des Kompostmaterials erfolgen kann. Dem Prinzip mehrerer Kammern liegt der Ansatz zugrunde, dass der angesetzte Kompost nach einigen Monaten von der ersten in die zweite Kammer umgeschichtet werden soll. Dadurch wird er durchmischt und kann in der zweiten Kammer weiter reifen, während die erste Kammer wieder mit neuem, frischem Kompostgut gefüllt wird. Nach sechs bis zwölf Monaten kann der fertige Kompost dann im Garten eingearbeitet werden. Der Vorteil mehrerer Kammern ist, dass einerseits Platz für die Durchmischung und den reiferen Kompost vorgehalten wird und dieser andererseits nicht ständig mit frischem Material gemischt wird. So kann eine gute Kompostqualität erreicht werden.

Eine Variante dieses Verfahrens, die Kompostwirtschaft, arbeitet nach dem gleichen Prinzip, nur dass statt des Umsetzens nach mehreren Monaten jeweils eine neue Kammer in Betrieb genommen wird und so eine Durchmischung der verschiedenen Abbaustadien des Kompostgutes verhindert wird. Hält man drei Kompostkammern vor, kann man die erste jeweils mit frischem Material befüllen, der Inhalt der zweiten reift, während die dritte sukzessive für den Gebrauch des fertig gereiften Komposts geleert werden kann.

Geschlossene Kompostierung

Thermokomposter und Schnellkomposter sind geschlossene Behälter, die sich für kleine Gärten oder für Haushalte eignen, die vorwiegend Küchenabfälle kompostieren.

Schnellkomposter

Im Handel werden geschlossene Kleinkompostsilos („Schnellkomposter“) aus Metall oder Kunststoff mit abnehmbaren Deckeln angeboten. Dabei kann bei verzinkten Kompostern durch die mögliche Korrosion der Ummantelung Zink als unerwünschte metallische Verunreinigung in den Kompost gelangen.

Damit Bodenlebewesen den Kompost von unten her besiedeln können, ist die Bodenplatte mancher Schnellkomposter mit Löchern oder Schlitzen versehen. Bei geschlossenen Kompostbehältern kann der Rotteverlauf kaum beeinflusst werden. Eine gute Durchmischung von feinem und grobem Kompostiergut ist deshalb hier von Anfang an besonders wichtig.

Thermokomposter

Eine besondere Variante sind hierbei so genannte „Thermokomposter“: sie sind mit einer wärmedämmenden Schicht ausgekleidet. Diese soll gewährleisten, dass auch bei kälterer Außentemperatur innerhalb des Kompostgutes Temperaturen erreicht werden, bei denen die Rotte-Organismen gut arbeiten. Dies ist jedoch nur bei geringeren Kompostmengen interessant: Hier ist wegen des geringeren Volumens die Eigenwärmedämmung des Komposts nach außen nicht gewährleistet. Der Kompost sollte hier nicht verdichtet werden; dies würde die für eine erfolgreiche Verrottung notwendige Belüftung verringern und den Rotteprozess behindern. Beim Kauf eines geschlossenen Kompostbehälters sollte auf eine gute Entnahmemöglichkeit für den fertigen Kompost sowie gute Belüftungsmöglichkeiten geachtet werden.

Wurmkompostierung

In jedem Komposthaufen finden sich Regenwürmer. Der Rote Mistwurm, auch als Kompostwurm (Eisenia fötida) bekannt, kann täglich das Eineinhalbfache seines Eigengewichts fressen. Bei guten Bedingungen, d. h. ausreichendes Feuchte- und Nahrungsangebot, vermehrt er sich schnell. Der Regenwurm sorgt durch seine Aktivität für eine Krümelstruktur des Kompostmaterials, wodurch sich im Kompost Wasser und Sauerstoff besser verteilen können. Bei der Wurmkompostierung werden diese Würmer gezielt eingesetzt. Sie können im Handel erworben oder aus einem schon bestehenden Komposthaufen zur Animpfung des ersten Kompostmaterials genommen werden. Letzteres ist kostengünstiger. Auch bei der Wurmkompostierung haben sich Zwei- oder Mehrkammersysteme bewährt.

Technische Kompostierungsverfahren

Im Jahr 2006 waren in der Bundesrepublik Deutschland ca. 65 % aller Einwohner an die Biotonne angeschlossen.^[10] Vergleicht man die Erfassungsquoten mit anderen Getrenntsammelsystemen, wie z. B. bei der Altpapier- und Altglassammmlung, bei denen Werte um 80 % erzielt werden, wird deutlich, dass es ein hohes Entwicklungs- bzw. Optimierungspotenzial bei der Bioabfallsammlung gibt. Höhere Erfassungsquoten könnten z. B. mit Hilfe organisatorischer Maßnahmen (u. a. Satzungen) und durch zielgerichtete Öffentlichkeitsarbeit realisiert werden. Ein Beleg dafür sind Bioabfall-Erfassungsquoten zwischen 70 und 81 %, wie sie in verschiedenen Verwaltungseinheiten erzielt werden.^[11] Trotz des beschriebenen Optimierungspotenzials wurden im Jahr 2006 (ähnlich wie im Jahr 2008, s. o.) rund 8,6 Millionen Tonnen Bio- und Grünabfälle aus Haushalten erfasst und einer stofflichen und/oder energetischen Verwertung zugeführt. Das entspricht fast 20 % des gesamten bundesdeutschen Siedlungsabfallaufkommens in Höhe von über 46 Millionen Tonnen im Jahr 2006. Welche Bioabfälle und Grünabfälle für die Verwertung grundsätzlich geeignet und zugelassen sind, ist dabei in der Bioabfallverordnung (BioAbfV) aufgeführt.

2008 standen in Deutschland laut statistischem Bundesamt rund 289 Bioabfallkompostierungsanlagen mit einer Nennleistung von 5,5 Millionen Tonnen und einer eingesetzten Abfallmenge von 4,6 Millionen Tonnen zur Verfügung; außerdem 665 Grünabfall-Kompostierungsanlagen mit einer Nennleistung von 4,5 Millionen Tonnen und einer verwerteten Abfallmenge von 3,1 Millionen Tonnen. Des Weiteren existierten 969 Biogas- und Vergärungsanlagen für organische Abfälle, 100 Klärschlammkompostierungsanlagen sowie 18 Anlagen zur sonstigen biologischen Aufbereitung. Insgesamt wurden so im Jahr 2008 in Deutschland rund 13 Millionen Tonnen Abfall in 2041 biologischen Behandlungsanlagen aufbereitet. Davon waren 8,7 Millionen Tonnen getrennt erfasste organische Abfälle aus dem Hausmüll, also aus den so genannten „Biotonnen“ sowie biologisch abbaubare Garten- und Parkabfälle.^[12]

Prinzipieller Aufbau von Kompostierungsanlagen

Die Hauptarbeitsschritte der technischen Kompostierung unterscheiden sich je nach angewandtem Verfahren nur geringfügig; sie werden deshalb anschließend zusammenfassend aufgeführt:

Annahme, Wiegung, Registrierung und Zwischenspeicherung

Bioabfälle und Grünschnitt werden bei der Annahme im Kompostwerk gewogen und/oder in einem Betriebstagebuch nach Menge, Art und Herkunft dokumentiert. Die Kompostrohstoffe werden einer Kontrolle unterzogen. Sind Stoffe ungeeignet, z. B. bei hohen Gehalten an Störstoffen, werden sie zurückgewiesen. In einem so genannten Flachbunker kann das angelieferte Kompostgut zwischengelagert werden.

Aufbereitung

Die Aufbereitung der Kompostrohstoffe dient der Vorbehandlung des Materials für eine Verbesserung des Kompostierungsprozesses. Dabei wird der Gehalt an vorhandenen Stör- und Fremdstoffen reduziert. Durch eine Siebung werden die Bioabfälle in grobkörnige und feinkörnige Anteile sortiert. Je nach Verschmutzungsgrad kann eine weitere Aufbereitung durch unterschiedliche, geeignete Siebquerschnitte, Dekompaktier- (Auflockerungs-) und Zerkleinerungsaggregate erfolgen. Eisenbestandteile werden durch Magnetabscheider entfernt.

Ein Großteil der Fremdstoffe reichert sich in der grobkörnigen Fraktion an. Meist genügt es daher, die Fremdstoffe aus dieser Fraktion zu eliminieren. Um in einem Kompostkörper ein ausreichendes Luftporenvolumen zu erhalten, sollte strukturarmen Bioabfällen Strukturmaterial zugemischt werden. Als Strukturmaterial eignen sich zerkleinerter Baum- und Strauchschnitt sowie Siebüberläufe aus der Konfektionierung der Fertigprodukte.

Vor-, Haupt-, Intensivrotte

Die erste Phase der Kompostierung wird als Vorrotte, Hauptrotte oder Intensivrotte bezeichnet. Sie zeichnet sich durch hohe Temperaturen und hohe Abbauraten der leicht abbaubaren organischen Substanzen aus.

Der Kompostierungsprozess in der Intensivrotte läuft im Unterschied zur häuslichen Eigenkompostierung weitgehend kontrolliert ab. Durch die Kapselung des Rottegutes lassen sich Belüftung und Befeuchtung so steuern, dass der Prozess möglichst schnell abläuft und zum Schluss durch eine gewollte Selbsterhitzung von über 60 °C pathogene Keime (Tierseuchen) und Unkrautsamen abgetötet werden können. Durch gute technische Ausstattung und geschickte Betriebsführung lassen sich in der Intensivrotte anaerobe Fäulniszonen vermeiden. Diese sind nicht nur wegen der Verzögerung des aeroben Rotteprozesses unerwünscht, sondern auch wegen der Entstehung von Methan und Schwefelwasserstoff (Explosionsgefahr, Treibhauspotential, Geruch). Die bei der aeroben Verrottung entstehenden Geruchsstoffe, unter anderem in Form von organischen Säuren, können in nachgeschalteten Biofiltern abgebaut werden.

Nachrotte

Die anschließend folgende mehrwöchige Phase der Kompostierung wird Nachrotte genannt. In dieser Zeit geht die Temperatur im Kompostkörper zurück und die biologische Aktivität nimmt langsam ab. Produkte des vorangegangenen Abbaus werden zu Humus und humusbildenden Substanzen umgewandelt. Die Nachrotte dient der biologischen Stabilisierung des Kompostgutes. Diese Phase ist die Reifephase, in der aus Frischkompost Fertigkompost entsteht. Die Nachrotte erfolgt in offenen, überdachten oder ebenfalls geschlossenen Mieten.

Konfektionierung

Bei der Konfektionierung, auch Feinaufbereitung genannt, wird das Endprodukt durch Siebung hergestellt. Je nach beabsichtigter Körnung des Fertigproduktes werden feinkörnige Siebe (bis zwölf Millimeter Lochdurchmesser), mittelkörnige Siebe (bis 25 mm) oder grobkörnige Siebe (bis 40 mm) verwendet. Der Siebüberlauf kann erneut als Strukturmaterial bei der Kompostierung eingesetzt werden. Abschließend können zur Reduzierung von potentiell noch immer vorhandenen Verunreinigungen mit Leichtstoffen Windsichter und FE-Abscheider für Eisenmetalle oder Wirbelstromabscheider für Nichteisenmetalle eingesetzt werden.

Rottesysteme

Bei der großtechnischen Kompostierung kommen unterschiedliche Rottesysteme zum Einsatz. Sie werden danach unterteilt, ob das Kompostgut während der Rotte kontinuierlich bewegt wird (dynamische Systeme), von Zeit zu Zeit umgesetzt wird (quasi-statisch oder auch semidynamische Systeme genannt), oder statisch an einem Ort während der Dauer der Rotte liegen bleibt.

Statische, quasi-statische Systeme

Mieten

Mieten sind eine der ältesten Formen der Kompostierung. Wird die Miete nicht systematisch zwangsbelüftet, kann sie bis maximal zwei Meter hoch geschichtet werden, da sonst die Sauerstoffversorgung infolge der Auflast nicht eingehalten werden kann (s.o.). Bei belüfteten Mieten kann bis zu fünf Meter hoch geschichtet werden. Klassische Formen sind Dreiecks-, Trapez- oder Tafelmieten. Wandermieten, Tunnelmieten sind halboffene, jedoch technisch eingehauste Systeme.

Dreiecks-, Trapez- oder Tafelmieten

Bei kleineren Anlagen werden diese Mieten mit frei verfahrbaren Umsetzgeräten bewirtschaftet. In größeren Hallen, werden meist selbstfahrende Geräte eingesetzt, oder es wird mit fest installierten Umsetzgeräten gearbeitet. Die Mieten können über geschlitzte Bodenplatten mit Druck- oder Saugbelüftung betrieben werden. Bei unbelüfteten Mieten erfolgt die Belüftung allein durch Thermik oder Diffusion.

Wandermieten

Tafelmieten sind trapezförmige Mieten. Wenn sie bei der Kompostierung kontinuierlich umgesetzt werden, bezeichnet man sie als Wandermieten. Die Mieten werden abgetragen, gelockert, homogenisiert und neu aufgeschichtet. Das System der Wandermiete zählt zu den quasi-dynamischen Verfahren.

Tunnelkompostierung

Bei Tunnelmieten wird das Rottegut zwischen Stahlbetonwände geschüttet. Die Tunnel haben eine Breite von zwei bis vier Meter und einen Länge von 25 bis 50 m. Ein schienenfahrbares Umsetzgerät sorgt für die Durchmischung. Die Tunnel werden von unten belüftet. Die einzelnen Bahnen sind gekapselt bzw. nach oben hin geschlossen.

Volumenkompostierung

Rotteboxen

Rotteboxen sind geschlossene Boxen mit einem Nutzvolumen ca. 50-60 m³. Rotteboxen werden druckbelüftet. Sie kommen bei der Vorrotte zum Einsatz.

Rottecontainer

Rottecontainer haben meist ein kleineres Nutzvolumen von ca. 20 m³ und sind aus Metall. Im Gegensatz zu den Boxen sind sie nicht ortsfest und können zwischen Beladeplatz und Rotteplatz hin und her transportiert werden.

Dynamische Systeme

Rotteturm

Der Rotteturm ist ein Vertikalbehälter mit einem Nutzvolumen > 1000 m³ und wird bei der Vorrotte eingesetzt. Das Rottegut durchläuft den Behälter von oben nach unten und wird mit Förderschnecken ausgetragen. Es wird mit Druckluft im Gegenstromprinzip belüftet.

Rottetrommel

Auch die Rottetrommel wird in der Hauptrotte eingesetzt. Sie ist ein horizontales leicht geneigtes Drehrohr, das mit Druckluft belüftet wird. Das Rottegut wird ständig bewegt und durch das Rohr getrieben.

Emissionen

Beim Betrieb von Kompostierungs- oder Vergärungsanlagen entstehen Gerüche und andere Emissionen wie Lärm, Staub, Keime, flüssige Emissionen wie Sicker- und Kondenswasser. Diese werden durch bauliche und verfahrenstechnische Maßnahmen sowie eine Betriebsführung nach guter fachlicher Praxis minimiert. Anlagen mit einem Durchsatz von mehr als zehn Tonnen Abfall je Stunde sind genehmigungspflichtig.

Im Rahmen der Genehmigung von Anlagen gelten diese Rechtsbestimmungen zur Minimierung unerwünschter Emissionen und zum Arbeitsschutz:

• TA Luft
• TA Lärm
• 30. BImSchV
• Arbeitsschutzrechtliche Vorschriften

Es werden besondere Anforderungen an die Bereiche der Abfallanlieferung und Zwischenlagerung, der Abfallaufbereitung sowie der Vorrotte gestellt. Die Außenwirkung von Anlagen zur biologischen Abfallbehandlung wird hauptsächlich durch deren Emissionen bestimmt. Mit ihnen steht und fällt die Akzeptanz der Anlagen in der Öffentlichkeit. Daher sollte bei der Planung möglichen Emissionen besondere Beachtung geschenkt werden.

Kompostqualität

Es gibt verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für Kompost. Je nach Anwendungszweck müssen daher unterschiedliche Qualitätsbedingungen erfüllt werden. Qualitätskriterien wie Hygiene, Rottegrad, Pflanzenverträglichkeit und optischer Gesamteindruck sind vornehmlich von der Verfahrenstechnik abhängig. Die Inhaltsstoffe sind hingegen nur von der stofflichen Zusammensetzung des Ausgangsmaterials abhängig.

Grundsätzlich muss jeder Kompost bei der Abgabe seuchenhygienisch unbedenklich sein. Fertigkompost sollte z. B. folgenden von der Bundesgütegemeinschaft Kompost festgelegten Qualitätsanforderungen genügen:

• Rottegrad IV – V
• hohe Pflanzenverträglichkeit (im Kressetest)
• Gehalt an organischer Substanz (Glühverlust) mindestens 20 % (bezogen auf die Trockenmasse), Gehalt an Stör- bzw. Ballaststoffen <0,5 Gew.-% (bezogen auf die Trockenmasse)
• Gehalt an Schwermetallen (in mg/kg Trockensubstanz): Zn ≤ 400, Pb ≤ 150, Cr ≤ 100, Cu ≤ 100, Ni ≤ 50, Hg ≤ 1, Cd ≤ 1,5

Rottegrad

Der Rottegrad wird über den Selbsterhitzungstest bestimmt. In einem thermisch dichten 1 Liter Dewargefäß mit ausreichend Luft wird das Material 72 Stunden inkubiert. Die erreichte Maximaltemperatur bestimmt den Rottegrad.

Gütesicherung Kompost (RAL-GZ 251)

Die Bundesgütegemeinschaft Kompost gibt an, dass 2010 in Deutschland 434 Kompostierungsanlagen mit einer Anlagenkapazität von 7,4 Millionen Tonnen (74 %) der RAL-Gütesicherung Kompost unterliegen. (Bundesgütegemeinschaft Kompost e. V. Stand: März 2010). Die Gütesicherung Kompost (RAL-GZ 251) gewährleistet die regelmäßige Güteüberwachung von Frisch-, Fertig- und Substratkomposten durch die Bundesgütegemeinschaft Kompost e. V. bzw. durch zugelassene Prüflabore. Grundlagen und Anforderungen der Gütesicherung sind in den "Güte- und Prüfbestimmungen" festgelegt. Gütegesicherte Komposte sind mit einem Gütezeichen ausgewiesen. Bei der Gütesicherung wird nicht nur das Endprodukt untersucht, sondern der gesamte Produktionsbetrieb. Dabei werden die Ausgangsstoffe, die Produktionsanlagen, die Hygiene, die Prozessqualität, die Endproduktqualität, die Warendeklaration sowie die Anwendungsempfehlungen kontrolliert und zertifiziert.

Siehe auch

• Schwarzerde, Terra preta – spezielle natürliche, komposthaltige Böden
• Löss, Gebrochene Mineralstoffe, (Urgesteinsmehl), Tonminerale – Gesteinsarten und Mineralien
• Stickstofffixierung, Stickstoffkreislauf, Phosphorsäure – chemische Hintergründe
• Zur Hygiene im Garten siehe Fuchsbandwurm und andere unter Parasiten des Menschen
• Hügelbeet, Hochbeet, warmes Frühbeet, Biomeiler
• Mulchen
• Permakultur
• Komposttoilette

Literatur

• Heribert Insam, Nuntavun Riddech, Susanne Klammer (Hrsg.): Microbiology of Composting. Springer, Berlin 2002, ISBN 3-540-67568-X.
• Bundesamt für Umwelt (Hrsg.): Kompost und Gärgut in der Schweiz. Studie 1: Organische Schadstoffe in Kompost und Gärgut. Studie 2: Auswirkungen von Kompost und Gärgut auf die Umwelt, die Bodenfruchtbarkeit sowie die Pflanzengesundheit. In: Umwelt-Wissen. Nr. 43, 2007.
• Alwin Seifert: Gärtnern, Ackern – ohne Gift. Biederstein, München 1980, ISBN 3-7642-0150-9.
• Charlotte Reitsam: Reichsautobahn im Spannungsfeld von Natur und Technik. Habilitationsschrift Technische Universität München, Fakultät für Architektur

Weblinks

• Historischer Hintergrund zum Kompost auf Sansolum Kompost
• Glossar wichtiger Begriffe
• Natürliche Bodenverbesserung, Kompostierung auf Baumpfingstrosen.de
• Tipps zum selber Kompostieren (Flash erforderlich)
• Alle Referate der internationalen Tagung zur Nachhaltigkeit, Nutzen und Wirkungen von Kompost und Gärgut, Solothurn/Schweiz, Februar 2008 (englisch)
• Kompostwürmer im Garten
• Ministerium für Landwirtschaft, Naturschutz und Umwelt (Hrsg.): Thüringer Kompostfibel. (PDF, 949 kB)
• Klaus Strotmann: Vollwertkost für's Bodenleben. In: dlz-Sonderheft „Perspektive Bio“. (Interview mit Sepp Braun Bodenfrucht über Kompost im Ackerbau)
• Bundesgütegemeinschaft Kompost e. V.
• Umweltbundesamt:Abfallentsorgung
• Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit:Ökologisch sinnvolle Verwertung von Bioabfällen
• Bioabfallverordnung
• Florian Amlinger, Stefan Peyr, Urs Hildebrandt, Joachim Müsken, Carsten Cuhls, Joachim Clemens: Stand der Technik der Kompostierung (2005), Grundlagenstudie bei lebensministerium.at
• Der Innenraumkomposter ausgezeichnet mit dem James Dysonaward 2010
• Der Garten- und Landschaftsarchitekt Max Karl Schwarz der Pionier des Kompostierens

Einzelnachweise