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Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen sollten zeigen, ob das Verfahren der Mikrobiellen Carbonisierung ein alternatives Behandlungsverfahren zur Anhebung der Kohlenstoff- und Nährstoffgehalte von Kompost ist und sich Emissionen einsparen lassen. Hierzu wurde das Verfahren der Mikrobiellen Carbonisierung einer offenen Kompostierung in verschiedenen Versuchsreihen gegenübergestellt, in denen neben Prozessbedingungen auch die Substrateigenschaften untersucht wurden. Die Untersuchungen zeigen, dass die Endsubstrate der Mikrobiellen Carbonisierung eine hohe Kohlenstoffeffizienz aufweisen. Die höheren Kohlenstoffgehalte der MC-Komposte im Vergleich zu konventionellen Komposten gehen mit einem höheren Wasserhaltevermögen einher, das insbesondere in niederschlagsarmen Regionen bei der Kompostanwendung vorteilhaft sein kann. In Bezug zu den übrigen Nährstoffen, konnten keine signifikant höheren Konzentrationen in den MC-Komposten im Vergleich zu den konventionell erzeugten Komposten festgestellt werden. Darüber hinaus sollte im Rahmen der Arbeit die Frage beantwortet werden, ob mikrobiell karbonisierte Komposte gütegesichert sind und einen Beitrag zur Steigerung von Erträgen leisten können. Die Untersuchungen zeigen, dass die Schwermetallgrenzwerte insbesondere bei den MC-Komposten sowohl die Bioabfallverordnung, als auch die Düngemittel-verordnung nahezu immer einhalten. Hinsichtlich der Seuchen- und Phytohygiene sind die MC-Substrate nach einer achtwöchigen Behandlung als unbedenklich anzusehen und halten die Vorgaben der Bioabfallverordnung bezüglich der Prüfkriterien und Indikatororganismen ein. Präventiv wird jedoch eine zwölfwöchige Behandlung empfohlen, da die physikalischen Hygienisierungsfaktoren der Bioabfallverordnung, im speziellen die Temperaturführung, nicht eingehalten werden. Dies ist im Wesentlichen auf die mesophilen Prozessbedingungen bei der Mikrobiellen Carbonisierung zurückzuführen. Durch eine Sondergenehmigung des Verfahrens ist jedoch eine Marktfähigkeit gegeben. Die durchgeführten Versuchsreihen zeigen überdies, dass die Emissionen bei der Mikrobiellen Carbonisierung im Vergleich zur offenen Kompostierung signifikant geringer sind. Dies kann auf den geringeren Mineralisierungsgrad der MC-Komposte zurückgeführt werden, da bei der Mikrobiellen Carbonisierung im Gegensatz zur Kompostierung keine aktive Belüftung oder mechanische Umsetzung der Substrate stattfindet. Des Weiteren ist der technische und apparative Aufwand bei der Mikrobiellen Carbonisierung geringer als bei der offenen Kompostierung. Dies führt dazu, dass die Mikrobielle Carbonisierung in ökonomischen Aspekten anderen am Markt verfügbaren Technologien überlegen ist. The investigations carried out within this manuscript should show whether the method of microbial carbonation is an alternative treatment method for increasing the carbon and nutrient content of compost by saving process emissions. For this purpose, the process of microbial carbonation was compared with the process of an open composting in various test series, in which the substrate properties were investigated in addition to process conditions. The investigations show that the final substrates of the microbial carbonation have a high carbon efficiency. The higher carbon content of the MC composts compared to conventional composts is associated with a higher water holding capacity, which can be particularly advantageous in composting applications in low-precipitation regions. Regarding to the other determined nutrients, no significantly higher concentrations could be found in the MC composts compared to conventionally produced composts. In addition, the question should be answered within the determination, whether microbial carbonated composts are quality-assured and can contribute to the increase of yields. The investigations show that the heavy metal limit values, especially in the case of the MC composts, almost always comply with the German Bio-waste Ordinance as well as the German Fertilizer Ordinance. With regard to epidemic and phyto hygiene, the MC substrates are to be viewed as harmless after an eight-week treatment and comply with the provisions of the German Bio-waste Ordinance on the test criteria and indicator organisms. Preventively, however, a 12-week treatment is recommended as the physical hygiene factors of the German Bio-waste Ordinance, in particular the temperature management, are not observed. This is mainly due to the mesophilic process conditions in microbial carbonation. However, a market authorization is given by a special authorization of the treatment process. Moreover, the series of experiments show that emissions are significantly lower in microbial carbonation compared to open composting. This can be attributed to the lower degree of mineralization of the MC composts, because in the case of microbial carbonation, in contrast to composting, no active ventilation or mechanical conversion of the substrates takes place. Furthermore, the technical and equipment costs for microbial carbonation are lower than for open composting. As a result, microbial carbonation is economically superior to other technologies available on the market treating organic waste. |
