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Eine Hausmüll-Deponie: So ähnlich sah es bis 2004 auch auf der "Leppe" bei Lindlar aus.
Eine Hausmüll-Deponie: So ähnlich sah es bis 2004 auch auf der "Leppe" bei Lindlar aus.(Foto: picture alliance / dpa)
Sonntag, 12. März 2017

Vom Müllberg bis zum Fluss: Wie Deponiewasser aufbereitet wird

Von Andrea Schorsch, Lindlar

Längst wird Restmüll in Deutschland verbrannt und alte Deponien werden stillgelegt. Doch das Wasser, das aus ihnen austritt, bleibt über Jahrzehnte ein Problem. Ein Besuch in einem der modernsten Entsorgungszentren Europas.

Es ist braun, trübe und riecht streng: Wasser, das durch eine Müllkippe gesickert ist, steckt voller potenzieller Schadstoffe. Chemische Verbindungen aus dem Abfall haben sich darin gelöst, es enthält beträchtliche Mengen Ammonium-Ionen, die in Seen Algen blühen ließen, und auch schwer abbaubare Kohlenwasserstoffe sind möglicherweise ein Thema. Je nachdem, welchen Müll es durchläuft, kann es noch dazu schwermetallbelastet sein. Das Wasser bildet sich zum Teil auf der Deponie selbst, wenn der Abfall allmählich verrottet, gammelt, gärt und sich zersetzt. Andernteils ist es Regen, der sich einen Weg durch den Müllberg gebahnt hat – wenn der nicht abgedichtet und damit vor Niederschlägen geschützt ist. Längst wird Restmüll in Deutschland verbrannt, längst werden alte Deponien stillgelegt. Doch das Sickerwasser in ihrem Innern bleibt über Jahrzehnte ein Problem. Hier eine Umweltbelastung zu verhindern, ist eine generationenübergreifende Aufgabe.

Damit die Schadstoffe nicht ins Grundwasser gelangen, sind Deponien durch Folien, verdichtete Böden oder auch Wände von ihrer Umgebung getrennt. Brunnen und Drainagen fangen das Sickerwasser auf der Deponie auf. Bevor es schließlich in einen Fluss geleitet werden darf, hat es mehrere Phasen der Aufbereitung hinter sich.

Heute ist die Deponie Leppe großenteils das Lehr- und Forschungszentrum Metabolon und ein Ausflugsziel.
Heute ist die Deponie Leppe großenteils das Lehr- und Forschungszentrum Metabolon und ein Ausflugsziel.(Foto: BAV/Metabolon)

Begonnen wird damit üblicherweise direkt vor Ort. So auch auf der Deponie Leppe, einem innovativen Entsorgungsbetrieb im oberbergischen Lindlar, 35 Kilometer östlich von Köln. Bis 2004 wurde hier Restmüll hergebracht, inzwischen wird er im Müllheizkraftwerk Leverkusen verbrannt. Man hätte die Deponie damals einfach mit einer Plane abdecken und eine Wiese anlegen können. Doch man entschied sich für eine Neuausrichtung und hatte Erfolg: Aus der "Leppe" wurde großenteils das Lehr- und Forschungszentrum Metabolon, mithilfe von Förder-Geldern entwickelte sich die Deponie zu einer praxisnahen Lernlandschaft. Eine Forschungsstätte der TH Köln sowie Schülerlabore sind hier angesiedelt; Lehrpfade und Führungen vermitteln Wissenswertes über Ressourcen, Stoffkreisläufe, erneuerbare Energien und Abfallvermeidung; ein Energiekompetenzzentrum bietet Beratungen für Hausbesitzer an. Auch Ausflugsgäste und Sportler nutzen den begrünten Müllkegel mit seinem Mountainbike-Park, dem Crossgolf-Kurs und der 110 Meter langen Doppelrutsche, die vom Gipfel hinabführt.

Auf der anderen Seite des Geländes vom Bergischen Abfallverband geht derweil der Deponiebetrieb weiter: Aus angelieferten Bioabfällen werden Biogas und Kompost gewonnen, Rostasche wird von recycelbaren Metallen getrennt und eingelagert. Daneben gilt es unaufhörlich, Sickerwasser wieder klar zu machen. Aber wie geht das eigentlich?

Der große Auftritt der Bakterien

"Sehr häufig", sagt Christoph Steiner, Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TH Köln, "geschieht das mit einer Technik, die auch Kläranlagen einsetzen: mit einer biologischen Reinigungsstufe nämlich, also mithilfe von Bakterien." Diese Technik findet auch im Metabolon Anwendung, wo Steiner im Team von Astrid Rehorek, Professorin für Prozessanalytik und Prozessanalysentechnik, an der Behandlung von Sickerwasser forscht. "Die Bakterien", erklärt Steiner, "reinigen das Wasser, indem sie das, was darin gelöst ist, verstoffwechseln."

Unzählige verschiedene Mikroorganismen sind es, die gerne aus dem Energie ziehen, was ihnen das Deponiewasser bietet: aus Ammonium-Ionen und organischen Verbindungen. In dicken Schlammflocken haben die Bakterien zueinander gefunden, sie bilden ein eigenes Ökosystem. Kommen sie an Sickerwasser, nehmen sie die Schadstoffe auf und wandeln sie um. Am Ende ist daraus größtenteils gasförmiger Stickstoff entstanden, der in die Luft abgegeben wird.

So sehen die einzelnen Stufen aus: links das Sickerwasser, daneben der Schlamm mit den Bakterien. Sind die Mikroorganismen zum Einsatz gekommen, erhält man das Permeat. Läuft dieses über einen Aktivkohlefilter, ist das Wasser farblos und klar.
So sehen die einzelnen Stufen aus: links das Sickerwasser, daneben der Schlamm mit den Bakterien. Sind die Mikroorganismen zum Einsatz gekommen, erhält man das Permeat. Läuft dieses über einen Aktivkohlefilter, ist das Wasser farblos und klar.(Foto: TH Köln/Metabolon/Balsam)

Welche Bakterien im Einzelnen am Werk sind, ist, wie Steiner sagt, "gar nicht so einfach zu bestimmen. Aber es gibt Gattungen, von denen man sicher weiß, dass sie in den Schlammflocken, dem sogenannten Belebtschlamm, enthalten sind. Nitrosomonas und Nitrobacter gehören zum Beispiel dazu." Was diese Bakterien leisten, heißt fachsprachlich Nitrifikation. Sie verstoffwechseln Ammonium erst zu Nitrit und dann zu Nitrat – eine Methode übrigens, die Aquariumsbesitzer kennen dürften.

Der darauf folgende Schritt ist die Denitrifikation, die Umwandlung von Nitrat in Luftstickstoff. Dabei kommen unter anderem die Bakterien mit Namen Paracoccus, Pseudomonas und das Flavobacterium zum Zuge. Für sie müssen zwei Voraussetzungen erfüllt sein: Das Wasser darf jetzt keinen frei gelösten Sauerstoff mehr enthalten, und es muss reich an leicht abbaubaren Kohlenstoffen sein. "Die muss man dem Sickerwasser künstlich zufügen", sagt Steiner, "etwa in Form von Essigsäure." Das hört sich recht einfach an, ist in der Praxis aber komplex: Die bakteriellen Prozesse müssen ständig überwacht werden, um bestimmte Gleichgewichte zu halten. So dürfen sich in dem Wasser zum Beispiel keine Nebenprodukte anreichern, die die Bakterien töten würden. Entsprechende Monitoring- und Messverfahren sind ebenfalls ein Forschungsgebiet am Metabolon.

Vom Biomüll zum Kohlefilter

Das Metabolon: 360 Stufen führen auf den Gipfel. Der Weg hinauf ist ein Lehrpfad. Wer oben angekommen ist, wird mit einem Blick ins Bergische Land belohnt.
Das Metabolon: 360 Stufen führen auf den Gipfel. Der Weg hinauf ist ein Lehrpfad. Wer oben angekommen ist, wird mit einem Blick ins Bergische Land belohnt.(Foto: BAV/Metabolon)

Und dann? Was geschieht nach der Denitrifikation? Das hängt von der Deponie und dem dort gelagerten Müll ab. Sollte das Wasser nach dem Auftritt der Bakterien noch schwer abbaubare organische Verbindungen enthalten, kann jetzt Aktivkohle zum Einsatz kommen. "Das ist dann ein physikalischer Vorgang", erläutert Steiner. "Die schädlichen Moleküle bleiben beim Kontakt mit der Aktivkohle an ihrer porösen Oberfläche hängen. Irgendwann ist die dann komplett mit Molekülen besetzt. Dann kann die Kohle durch hohe Temperaturen reaktiviert werden. Sie ist also recycelbar."

Auch die industrielle Sickerwasser-Reinigungsanlage der Deponie Leppe hat einen Aktivkohlefilter. An der halbtechnischen Anlage im Forschungsbereich hingegen wird das Verfahren nicht angewendet. Möglich wäre es aber, denn eine Anlage zur Hydrothermalen Carbonisierung steht bereit. "Prinzipiell könnten wir hier aus bestimmten biologischen Stoffen, wie etwa Bioabfall, Aktivkohle herstellen und einsetzen", sagt Matthias Balsam, Chemiker an der TH Köln und Laborleiter am Metabolon. "Grundsätzlich wäre auch das eine denkbare Form der Stoffumwandlung."

Nach der Aktivkohlestufe gelangt das Sickerwasser der Leppe-Deponie schließlich in ein kommunales Klärwerk. Dort durchläuft es – zusammen mit den anderen Abwässern der Region – nochmals verschiedene Reinigungsstufen, die den bereits beschriebenen ganz ähnlich sind. Das Wasser, das schließlich eine Kläranlage verlässt, sieht klar und sauber aus, Trinkwasser-Qualität hat es aber meist nicht. Noch kann es zum Beispiel Arzneimittelrückstände und Plastikpartikel enthalten – ein wachsendes Problem, für das neue Technologien nötig sind. Die geklärten Abwässer werden in Bäche oder Flüsse eingeleitet, dann ist der Wasserkreislauf geschlossen.

Diese Aufbereitungsprozesse noch zu verbessern, sie nachhaltig umweltverträglich und effizient zu machen - daran arbeiten die Wissenschaftler am Lehr- und Forschungszentrum Metabolon. Das Sickerwasser ist dort aber nur eines von mehreren Themen. Biogas sowie die CO2-neutrale Wärmegewinnung sind weitere Schwerpunkte. Erklärtes Ziel ist es, möglichst viele Stoffkreisläufe zu schließen und Abfälle in Wertstoffe zu verwandeln.

Und so muss dann auch jeder, der das Metabolon besucht und vom Gipfel des alten Müllkegels ins Bergische Land schauen will, genau 360 Stufen hochsteigen. Die sollen auf 360 Grad verweisen. Einen vollendeten Kreis.

Quelle: n-tv.de

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