Bestimmung vonGeruchsemissionen

Dipl.-Ing. R. Beijk

In einem nordrhein-westfälischen Chemiebetrieb entstehen in der Produktion Wasserstoff, Stickstoff und aminhaltige Abgase, die bei gleichzeitiger Erzeugung von Prozeßwärme oxidiert werden sollen. Als Wärmeträger für den Prozeß findet Thermoöl Einsatz. Die entstehenden NOx-Emissionen müssen die gesetzlichen Grenzwerte unterschreiten. Ganz nach dem Motto des produktionsintegrierten Umweltschutzes werden hier in einem einzigen Prozeßschritt stickoxidhaltige Abgase entsorgt und das Thermoöl auf die erforderliche Prozeßtemperatur erwärmt. Tabelle 1 stellt die gemessenen und genehmigten Emissionswerte für diese Anlage dar. Die Meßwerte weisen im Hinblick auf die Betriebsbedingungen, den Produktionsablauf, die Art und Funktion der Abluftbehandlung und die meßtechnischen Abläufe keine Unstimmigkeiten auf.

In der Praxis wird die Beurteilung von Geruchsbelästigungen oft unterschiedlich gehandhabt. Dies läßt sich insbesondere darauf zurückführen, daß die TA-Luft keine Vorgaben darüber enthält, wie zu prüfen ist, ob von einer Anlage erhebliche Geruchsbelästigungen hervorgerufen werden. Deshalb wurde in Nordrhein-Westfalen erstmals 1992 und erneut am 12.1.1995 der Entwurf einer „Geruchsimmissions-Richtlinie (GIR)“ vorgelegt. Andere Bundesländer schlossen sich mit eigenen ähnlich lautenden Entwürfen an. In der Praxis finden die darin getroffenen Regelungen verbreitete Anwendung, da sie die Beurteilung der Geruchsimmissionen im Vergleich zur TA-Luft und NW-Richtlinie vereinfachen und objektivieren.

Ziel der GIR-Richtlinie ist es, bis zum Erlaß bundeseinheitlicher Verwaltungsvorschriften Regelungen zu bieten, die einheitliche Maßstäbe und Beurteilungsverfahren sicherstellen. Diesbezüglich soll die GIR in erster Linie – ähnlich der TA-Luft – für stoffliche Emissionsbegrenzungen bei genehmigungspflichtigen Anlagen gelten.

Gemäß der Nebenbestimmungen der GIR-Richtlinie ist die Immission des Geruchsstoffstromes zu bestimmen und anhand einer Ausbreitungsrechnung nachzuweisen, daß die Kerngröße der durch die Geruchsimmissionen hervorgerufenen Zusatzbelastung auf keiner Beurteilungsfläche den Wert 0,02 überschreitet. Beide Messungen werden bei dem beschriebenen Chemieunternehmen mit den Meßinstituten „Institut für Umweltschutz und Agrikulturchemie (IUA)“ und „Peter Quast GmbH“ durchgeführt.

Die sensorischen Geruchsmeßverfahren (Olfaktometrie) basieren auf den subjektiven Geruchsempfindungen eines Menschen. Folgende Parameter werden olfaktometrisch ermittelt:

• Geruchsstoffkonzentration,

• Geruchsart (es riecht nach …),

• Intensität des Geruchs (stark, deutlich, schwach),

• hedonische Geruchswirkung (angenehm, neutral, unangenehm),

• Dauer der Geruchseinwirkung,

• Häufigkeit der Geruchseinwirkung,

• Geruchsbelästigung.

Ziel der olfaktometrischen Meßverfahren ist es, die subjektive Komponente einer jeden Messung zu objektivieren. In Abhängigkeit von der Fragestellung wählt man Emissions- oder Immissionsmessungen.

Das olfaktometrische Verfahren zur Bestimmung der Geruchsimmisionen wurde nach VDI-Richtlinie 3881 Blatt 1 und 2: „Olfaktometrie Geruchsschwellenwertbestimmung Grundlagen“ und Blatt 4 E: „Anwendungsvorschriften und Verfahrenskenngrößen“ durchgeführt. Die Auswertung der Proben erfolgte innerhalb von 24 Stunden nach der Probenahme im Labor. Es sind drei Meßreihen je Probe bei einer Darbietungsdauer von 2,2 s und einer Pausenzeit zwischen den Meßreihen von 60 s notwendig.

Die Messergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Zur Prognose der Geruchsimmissionen auf der Basis der Emissionsparameter sind modellhafte Berechnungen der Ausbreitung in der Atmosphäre notwendig. Hierzu stehen verschiedene Berechnungsverfahren zur Verfügung, die in ähnlicher Art und Weise die Diffusions-, Stofftransport- und Mischungsvorgänge in der Atmosphäre beschrieben. Es finden überwiegend zwei Modelle Anwendung. Zum einen ist dies das Faktor-10-Modell nach TA-Luft, zum anderen das modifizierte TA-Luft-Verfahren nach dem Entwurf VDI-Richtlinie 3782 Blatt 4 „Ausbreitung von Geruchsstoffen in der Atmosphäre“.

In beiden oben beschriebenen Berechnungsverfahren fließen meteorologische Daten des Deutschen Wetterdienstes als Rechenparameter ein. Um sicherzustellen, daß das Auftreten der Immissionen von einer Geruchseinheit auch während der entsprechenden Zahl von Jahresstunden mit der ungünstigsten meteorologischen Ausbreitungssituation volle Berücksichtigung findet, erfolgt die Berechnung der Immissionen unter der hypothetischen Annahme, daß die betreffende Anlage während des ganzen Jahres durchgehend betrieben würde (entsprechend 8760 Betriebsstunden pro Jahr ).

Die Basis für die Beurteilung von Geruchs-immisssionen bildet die GIRL des Landes Nordrhein-Westfalen, die im Jahre 1992 allen Bundesländern vom Länderausschuß Immissionsschutz zur Beachtung empfohlen wurde. Die GIRL wurde als Anlage zum Erlaß des MURL vom 12.1.1995 veröffentlicht.

Als entscheidendes Kriterium begrenzt die Richtlinie die relative Häufigkeit des Auftretens einer Geruchskonzentration von 1 GE/m3 im Beurteilungsgebiet. Diese Begrenzung gilt für die gesamte Geruchsbelästigung, also für die Summe aus Vorbelastung und Zusatzbelastung. Gemäß des Genehmigungsbescheides ist nachzuweisen, daß die Kenngröße der durch Geruchsimmissionen hervorgerufenen Zusatzbelastung auf keiner Beurteilungsfläche den Wert 0,02 überschreitet. Entsprechend dieser Festlegung darf die von der Anlage ausgehende Zusatzbelastung im Beurteilungsgebiet während 2% der Jahresstunden eine Geruchskonzentration von 1 GE/m3 nicht überschreiten.

Die Berechnung nach den Modellen VDI Richtlinie 3782 Blatt 4 und der TA-Luft hat nur für das VDI-Modell Ergebnisse für die Wahrnehmungshäufigkeit im Umfeld der Anlage geliefert. Das Berechnungsverfahren nach TA-Luft ergab für alle Ausbreitungssituationen keine Überschreitung der Geruchsschwelle. Daher ließ sich bei diesem Ausbreitungsmodell keine Wahrnehmungshäufigkeit ermitteln. Die Zusatzbelastung aus dem Betrieb der Anlage unterschreitet die in dem Genehmigungsbescheid festgesetzte Begrenzung der Wahrnehmungshäufigkeit für alle im Anlagenumfeld angrenzenden Beurteilungsflächen.

Um die in dem Genehmigungsbescheid festgesetzte Begrenzung der Immissionen und Geruchsimmissionen zu erreichen, wurde bei dem Chemieunternehmen eine Sonderausführung von Kessel und Brenner mit zweizügiger Rauchgasführung gewählt. Die nachgeschaltete Entstickungsanlage (Abb. 1) in Form eines Katalysators konnte die Emissionen auf Werte deutlich unterhalb der gesetzlichen Bestimmungen senken. Die gesamte Abgasreinigungsanlage ist vollautomatisch ausgelegt und komplett in das Prozeßleitsystem eingegliedert, so daß sie von der Meßwarte aus überwacht und gesteuert werden kann. Aus sicherheitstechnischer Sicht wurde außerdem eine lokale Überwachungstafel installiert (Abb. 2).

Bei maximaler Auslastung der Anlage läßt sich eine Wärmeleistung durch Verbrennung der Abgase von 2300 kW erreichen. Die automatischen NO-Regelung hat sich mit einem Wirkungsgrad des Denox-Katalysators von 80 bis 92% gut bewährt.

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