4. Wissenschaftskongress M√§rz 2014 - M√ľnster


Konzeptionelles Stoffstrommanagement am Beispiel einer Bioraffinerie der zweiten Generation
M. Sc. Jörg Bittner
Angesichts der bereits etablierten Konversionstechniken f√ľr nachwachsende Rohstoffe, die sich stetig verbreitende Verwendung und der damit einhergehenden Marktlage, kommt der Nutzung von bisher nicht verwendeten oder ineffizient eingesetzten biogenen, insbesondere lignocellulosehaltigen Rest- und Abfallstoffen gr√∂√üer werdende Bedeutung zu. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass der Einsatz neuer Technologien zur Biomasseaufbereitung (thermische Desintergration) und Konversion (Hydrothermale Carbonisierung) das Rohstoffpotential bestehender Anlagen betr√§chtlich erweitert. Durch konzeptionelle Erweiterung eines Demonstrationsbetriebs (landwirtschaftlicher Biogas- und Bioethanolanlage) mit innovativen Konversionsverfahren konnten nach Darstellung verschiedener Verfahrenskombinationen in unterschiedlichen Szenarien die technologischen und √∂konomischen M√∂glichkeiten und Grenzen er√∂rtert werden. Es zeigte sich, dass unter bestimmten Rahmenbedingungen eine ausreichende betriebswirtschaftliche und rechtliche Planungssicherheit f√ľr entsprechende Investitionen zur Erweiterung bestehender Anlagentechnik vorhanden ist.
Herstellung repräsentativer Analysenproben aus heterogenen Wertstoffströmen
M. Eng. Christian Borowski, Prof. Dr.-Ing. Sylvia Schade-Dannewitz, Dr. rer. nat. J√ľrgen Poerschke
Das Verfahren der Pressbohrmethode wurde zwischen 2007 und 2010 von Frau Prof. Dr.-Ing. Sylvia Schade-Dannewitz und Herrn Dr. rer. nat. J√ľrgen Poerschke entwickelt und patentiert. Speziell bei Probenahmen im Sekund√§rbrennstoffbereich sto√üen die konventionellen Verfahren aus dem Bergbau an ihre Grenzen. Etablierte Probenahmeverfahren, wie z. B. √ľber das sogenannte Teilungskreuz und dem Riffelteiler, f√ľhren zu hohen Abweichungen bei nachfolgenden Analysen. So liegen im Bergbau meist homogene, rieself√§hige Sch√ľttg√ľter vor. Stellt man jedoch einen Ersatzbrennstoff aus einem Gewerbe- oder Restabfall her, so kann eine Vielzahl verschiedener Abf√§lle enthalten sein. Des Weiteren liegen vorsortierte Wertstoffe meist in Form von Gebinden vor, da dies die Transportf√§higkeit verbessert. Zur Beprobung dieser Gebinde steht noch kein effizientes Verfahren zur Verf√ľgung, welches eine echtzeitnahe Beprobung zul√§sst.
Sensorgest√ľtzte Inventarisierung von Abfallstr√∂men
Dipl. Ing. Marcel Bosling
Die Wirtschaftlichkeit in der Ressourcenwirtschaft spielt allgemein eine sehr gro√üe Rolle bei der Bewertung und Auswahl von verfahrenstechnischen Prozessen zur Behandlung von Stoffstr√∂men. In der Abfall- und Recyclingwirtschaft ist die Wirtschaftlichkeit stark vom behandelten Inputstrom abh√§ngig. Dies ist damit zu begr√ľnden, dass die Heterogenit√§t des Abfalls, als anthropogenes Vielstoffgemisch, sehr stark ausgepr√§gt ist und zus√§tzlich √ľber die Zeit stark variieren kann. Dies f√ľhrt zu dem Problem, dass die einzelnen Prozessschritte in Form von Sortier- und Trennaggregaten durch die fixe Einstellung von Prozessparametern nicht effizient arbeiten k√∂nnen. Gel√§nge es, die Prozessparameter optimal an die Gegebenheiten des Inputstoffstroms variabel anzupassen, kann mit einer m√∂glichst hohen Effizienz gearbeitet werden. Dazu ist die Kenntnis √ľber die Zusammensetzung des Inputstoffstroms, bis auf die Einzelkornebene hinab, erforderlich. Die Inventarisierung eines Stoffstroms kann mittels Sensortechnik realisiert werden. Es ist zweckm√§√üig, in m√∂glichst vielen Dimensionen den Stoffstrom zu inventarisieren, da einzelne Sensoren Vor- und Nachteile in der Erfassung haben. Somit empfiehlt sich ein multisensorisches System zur Inventarisierung des Stoffstroms.
Novellierte Bioabfallverordnung aus einer postmodernen Gesellschaftsperspektive
Anna Maria Currin
Unter der Fragestellung ‚ÄěIst die Bioabfallnovelle postmodern?‚Äú wurde die novellierte Verordnung im Rahmen einer Inhaltsanalyse genauer betrachtet und Aspekte einer modernen und postmodernen Gesellschaft herausgearbeitet und interpretiert. Es wurde gezeigt, dass das Ziel der Verordnung als postmoderne bezeichnet werden kann. Die rechtliche Umsetzung unterliegt jedoch sehr deutlich modernen Rechtsbedingungen.
Agglomeration feiner Konverterstäube
Dipl.-Ing. Anne Dittmar, Dipl.-Ing. Sven Schulze, Dr. rer. nat. Torsten Zeller
Bei der Stahlherstellung fallen verschiedene Reststoffe an, von denen die meisten schon erfolgreich recycelt werden k√∂nnen. Feine Filterst√§ube aus der Trockenentstaubung werden zu gro√üen Teilen noch deponiert, da Handling und Schwermetallgehalte die R√ľckf√ľhrung in verschiedenen Teileschritten der Stahlherstellung erschweren. Thema der Untersuchung ist die Brikettierung und R√ľckf√ľhrung dieser hocheisenhaltigen Filterst√§ube aus der Stahlherstellung als Erz- oder K√ľhlschrottersatz in den Konverterprozess.
Flachbildschirme: Mengenprognose und Aufbereitung
M.Sc. Katharina Eckstein, Dipl.-Ing. Gotthard Walter
Mittelfristig sind drastisch steigende Mengen an ausgedienten Flachbildschirmen zu erwarten, welche mit den aktuellen Aufbereitungskapazit√§ten nicht behandelt werden k√∂nnen. Im Rahmen eines Forschungsprojektes f√ľr das Wissenschaftsministerium des Landes NRW (FKZ: 005-1008-0014) wurde an der FH M√ľnster zum Thema Flachbildschirmaufbereitung ein dynamisches Berechnungsmodell zur Absch√§tzung der zuk√ľnftig in Deutschland zu erwartenden Abfallmenge aufgestellt. Verschiedene Methoden zur Aufbereitung wurden beleuchtet und anschlie√üend hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Flexibilit√§t und √∂kologischem Nutzen bewertet.
Effect of various pretreatment methods on anaerobic mixed microflora to enhance MCFAs production
Tarek Elzamel, Prof. Dr. Liselotte Schebek, Prof. Dr. rer. nat. Johannes Jager
The objective of this investigation was to study the effect of several pretreatment methods on anaerobic mixed culture in order to convert volatile faty acids (VFAs) into medium chain fatty acids (MCFAs) using ethanol. The expected results will reveal the efficiency of MCFAs evolution and substrate removal efficiency among different pretreatment methods as acid preatreatment, chemical pretreatment (2-bromoethane sulphonic acid sodium salt 10g/l for 24 h, heat shock pretreatment at both 100 ¬įC for 1 h and under autoclaving conditions. The results will be compared to control experiment and different mixed conditions. In addition the effect of ethnol concentration on chain elongation process will be studied.
Nicht-Eisen-Metallgehalte in Abfallverbrennungsschlacken
Verena Enzner, Prof. Dr.-Ing. Kerstin Kuchta
Von den 24,5 Mio. Mg j√§hrlich thermisch behandelten Abf√§llen fallen in Deutschland 5,5 Mio. Mg Schlacke bzw. Asche aus der Hausm√ľllverbrennung (HMVS) und zus√§tzlich 300.000 Mg Kl√§rschlammasche an. Darin sind ca. 7 - 10 % Metalle enthalten. Bei Eisen werden bereits gute R√ľckgewinnungsraten realisiert. Die derzeitige NE-Metallaufbereitung zeigt sich weniger effizient. Neben den als Hauptbestandteile vorhandenen Basismetallen Kupfer, Aluminium und Zink gilt das Interesse jetzt auch den Edelmetallen und seltenen Erden. Auf der Basis von Literaturrecherchen und eigenen Analysen kann abgeleitet werden, dass auch f√ľr die Metalle Silber, Gold, Platin, Neodym, Tantal, Hafnium, Rhenium, Dysprosium, Praseodym und Yttrium ein relevantes R√ľckgewinnungspotenzial besteht. Dar√ľber hinaus muss das Metallpotenzial von Kl√§rschlammaschen untersucht werden.
Pyrolyse ausgewählter Metallmischabfälle - Ein wertstofforientierter Ansatz
Michael Gaggl, Dr.-Ing. Wolfgang M√ľller, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Anke Bockreis
Es gibt trotz st√§ndiger technischer Weiterentwicklungen immer noch eine Vielzahl von Abf√§llen, f√ľr die es kein wirtschaftliches Aufbereitungsverfahren gibt. Dies gilt unter anderem f√ľr Metallmischabf√§lle, bei denen herk√∂mmliche mechanische Trennverfahren an ihre Grenzen sto√üen und betrifft auch Aufbereitungsreste aus einer konventionellen, mechanischen Aufbereitung, wie z.B. metallhaltige St√§ube. Mengenm√§√üig besonders bedeutsam sind Elektro- und Elektronik-Altger√§te, die neben den Massenmetallen eine Reihe von wertvollen Edelmetallen und sogar seltenen Erden beinhalten. Bei dem Recycling dieser Abf√§lle fallen St√§ube an, die derzeit meist thermisch verwertet respektive verbrannt werden. Ein L√∂sungsansatz f√ľr diese spezifischen Abf√§lle stellt die Niedrig- bzw. Mitteltemperaturpyrolyse dar, bei der die Abf√§lle unter Sauerstoffabschluss auf 200 bis 450 ¬įC erhitzt werden. Dadurch kommt es zum Ausdampfen der organischen Bestandteile und einer Konzentrationserh√∂hung der Metalle. Als Herausforderung gilt es, den Prozess soweit zu optimieren, dass die Qualit√§tsanforderungen f√ľr eine weitere Aufbereitung in einer Scheideanstalt bzw. die umweltschutztechnischen Auflagen zu wirtschaftlichen Bedingungen erf√ľllt werden k√∂nnen.
Die biologische Methanoxidation: Simulation und Validierung eines thermodynamisch konsistenten Modells
Tobias Gehrke, PD Dr. rer. nat. Dr.-Ing. habil. Martin Denecke, Andrea Sindern
Die M√∂glichkeiten den Prozess der biologischen Methanoxidation f√ľr eine passive Behandlung von Deponiegas in Deponieabdeckschichten zu nutzen, ist zwingend an die Zuverl√§ssigkeit und Prognostizierbarkeit dieser Methode gekoppelt. Das im Rahmen eines DFG-Projektes gemeinsam mit der TU Dortmund und der Universit√§t Duisburg-Essen entwickelte Modell ‚ÄěMethasim‚Äú soll eine Prognose des biologischen Abbaugrades erm√∂glichen. Zur Modellentwicklung, sowie zur Validierung wurde die Methode der thermografischen Untersuchung von Bodenschnittk√∂rpern entwickelt. Diese Methode stellt eine Erweiterung des Lysimeterversuches dar und erm√∂glicht eine zweidimensionale in situ Betrachtung der Aktivit√§t methanotropher Bakterien in einem Bodenk√∂rper. Die gewonnen Daten k√∂nnen sowohl zur Validierung des Modells als auch zur Datenerhebung √ľber das Verhalten methanotropher Schichten genutzt werden.
R√ľckgewinnung kritischer Metalle aus Elektro- und Elektronikaltger√§ten im mechanischen Aufbereitungsprozess ‚Äď Status-Quo-Ermittlung durch Anlagenbilanzierung / Stoffflussanalysen
Dipl.-Ing. Julia Geiping, Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme
Elektro- und Elektronikaltger√§te (EAG) werden aufgrund ihres hohen Gehaltes an hochfunktionalen - in vielen F√§llen kritischen ‚Äď Metallen als wichtige Sekund√§rrohstoffquelle erkannt. Unterschiedliche Aspekte erschweren jedoch die R√ľckgewinnung. Dazu z√§hlen fehlende Informationen √ľber Materialzusammensetzungen, teilweise komplexe Erfassungssysteme sowie die hohen legalen aber auch illegalen Exporte von Altprodukten. Neben den genannten Punkten sehen Chancerel et al., insbesondere in der mechanischen Aufbereitung, hier speziell in der Erstbehandlung, ein hohes Optimierungspotenzial. Um Prozesse dieser Art zu optimieren bedarf es in einem ersten Schritt einer Status-Quo-Ermittlung. In Form von Bilanzierungen bzw. Stoffflussanalysen lassen sich so optimierungsbed√ľrftige Prozessschritte und Fraktionen identifizieren und R√ľckgewinnungsquoten ermitteln.
Hochwertige Festbrennstoffe aus Reststoffen der Landwirtschaft, von Kommunalbetrieben und aus der Futter- und Lebensmittelindustrie
Harald Gerhards, Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker, Johannes Neumann
Der Brennstoffbedarf f√ľr kleine und mittlere Feuerungsanlagen steigt stetig. Dadurch ist die Nutzung von alternativen Festbrennstoffen aus biogenen Reststofffraktionen √∂kologisch und √∂konomisch sinnvoll. Zur Erschlie√üung der Reststofffraktionen ist die Entwicklung angepasster Aufbereitungsstrategien notwendig. Der Artikel stellt exemplarisch die Aufbereitung von kommunalem Gr√ľnschnitt und die Verbrennung des daraus konfektionierten Brennstoffs in einer 100 kW-Rostfeuerung dar. Es wird gezeigt, dass die Laugung des Brennstoffs zur Reduktion des Chlorgehalts f√ľhrt und eine Additivierung mit Kalkhydrat Versinterungen in der Feuerung verhindert. Die Emissionen werden mit den Grenzwerten der TA Luft und der 1. BImSchV verglichen.
Erkennung und Erfassung der Metall- und Kunststoffstoffstr√∂me bei R√ľck- und Umbauma√ünahmen
Tobias Heine
Ziel ist zu erfassen, welche M√∂glichkeiten bereits heute bestehen, den mengen- und zeitpunktm√§√üigen Anfall von Metallen und Kunststoffen w√§hrend R√ľck- und Umbauma√ünahmen zu bestimmen und darauf aufbauend Ma√ünahmen zu entwickeln, den k√ľnftigen R√ľck- und Umbau heute zu bauender Bauwerke dahingehend zu verbessern, dass eine Erfassung/Erkennung der im Bauwerk enthaltenen Rohstoffe m√∂glich wird. Dabei wird auch untersucht, welche Auswirkungen die zunehmende Anwendung von Nachhaltigkeitszertifikaten (DGNB, LEED, BREEAM etc.) auf die Verwendung von Metallen und Kunststoffen sowie die entsprechende Dokumentation hat.
Innovatives Monitoringtool zur Emissionsbewertung von biologischen Abfallbehandlungsanlagen und Deponien
Marlies Hrad, Dipl.-Ing. Dr. Marion Huber-Humer, Martin Piringer
Anhand von drei verschiedenen Fallstudien wurde das Potential von einer mikrometeorologischen Methode in Verbindung mit einem open-path Messger√§t zur Emissionsbewertung dargestellt. Mithilfe dieser Methode k√∂nnen gro√üe Fl√§chen schnell optisch abgescannt werden ohne die Gasfl√ľsse an der Oberfl√§che bzw. Austrittsstelle zu beeinflussen. Mit den Ergebnissen dieser Studien und der Dissertation soll ein Quantifizierungstool zur Verf√ľgung stehen, welches sich zuk√ľnftig als eine m√∂gliche Standardmethode f√ľr Emissionsmessungen von Treibhausgasen in unterschiedlichen Einsatzbereichen in der Abfallwirtschaft etablieren k√∂nnte.
Untersuchungen zur Industrieabwasserbehandlung mit dem anaeroben Membran-Bio-Reaktor Verfahren
Jan Iden
Der Einsatz von intelligenten Verfahren f√ľr die Abwasserreinigung ist gerade im Bereich der Industrieabw√§sser ein wichtiges Thema. Hier fallen zum Teil enorme Abwassermengen an, welche nicht selten starke Verunreinigungen aufweisen, diese gilt es zum Schutz der Oberfl√§chengew√§sser und des Grundwassers zu behandeln, bevor sie eingeleitet werden. Auf Grund zunehmender Ressourcenverknappung nimmt die Bedeutung des Themas Recycling auch bei fl√ľssigen Abf√§llen (= Abwasser) zu. Durch eine Wiederverwendung des aufgereinigten Abwassers im Produktionsprozess k√∂nnen so noch weitere Wassereinsparungen erzielt werden, wodurch sich Ressourcen sowie Kosten einsparen lassen.
Erzeugung fl√ľssiger Bioabfallsubstrate als Ausgangsprodukt f√ľr Biokraftstoffe
Jan Kannengießer, Prof. Dr. rer. nat. Johannes Jager, Prof. Dr. Liselotte Schebek
Das Kompostwerk in Darmstadt-Kranichstein verwertet j√§hrlich etwa 13.000 Tonnen Bioabfall. Daraus k√∂nnen 6.000 bis 6.500 Tonnen Qualit√§tskompost hergestellt werden. Die am Kompostwerk angelieferten biologischen Abf√§lle sollen durch eine Anlagenerweiterung einer optimierten Verwertung unterzogen werden. Der dabei zus√§tzlich integrierte Verfahrensschritt dient zur Trennung der festen Bioabfallanteile von der vorhandenen oder gebildeten fl√ľssigen Phase w√§hrend der Bioabfallbehandlung oder ‚ÄďSammlung. Diese fl√ľssige Phase soll unter fakultativ anaeroben Bedingungen mit niedermolekularen Fetts√§uren (Essig- bis Capryls√§ure) angereichert werden. Die angereicherten Fetts√§uren werden in einem anschlie√üenden Verfahrensschritt aus der fl√ľssigen Phase extrahiert und zu Biokraftstoffen raffiniert. Die folgenden Abschnitte sollen den Verfahrensablauf, der zur Generierung der Biokraftstoffe notwendig ist beschreiben und erste Versuchsergebnisse beschreiben.
Einflussuntersuchung von Prozessparametern auf die Trennung von Stoffgemischen
M.Sc. Sebastian Kaufeld, Dr. Alexander Feil, Prof. Dr.-Ing. Thomas Pretz
Die erfolgreiche Abtrennung eines Partikels √ľber sein zur Trennung genutztes Merkmal ist ein zeitlicher Vorgang und setzt folglich eine Mindestverweilzeit in einem Trennaggregat voraus. Trennprozesse werden durch Prozessparameter seitens des Trennaggregats und des aufzubereitenden Stoffgemischs beeinflusst. Materialseitig hat bei Abfall insbesondere die Heterogenit√§t im Hinblick auf Zusammensetzung, Korngr√∂√üe und Kornform ma√ügeblichen Einfluss auf das Ergebnis einer Trennung. Die Kenntnis der am Trennprozess beteiligten Prozessparameter, deren Einfluss auf die Verh√§ltnisse im Stoffgemisch als auch deren Auswirkungen auf das zeitliche Ausbringen ist hinsichtlich einer erfolgreichen und zielgerichteten Trennung von gro√üer Bedeutung. Zielsetzung des vorliegenden Beitrags ist der Aufbau eines Versuchsstands, mit dem das Verweilzeitverhalten definierter Einzelkornfraktionen im Kollektiv beim Siebklassiervorgang kontinuierlich erfasst werden kann. Hierzu werden Transponder an Pr√ľfk√∂rpern definierter geometrischer Abmessung fixiert und deren Austragszeit mittels RFID (Radio Frequency Identification) erfasst.
Evaluierung der Materialzusammensetzung von Gebäuden und Infrastruktureinrichtungen anhand unterschiedlicher Methoden
Fritz Kleemann, Ing. Philipp Aschenbrenner, Jakob Lederer, Dipl.-Ing. Dr. Johann Fellner, Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger
Das Recycling von Abf√§llen aus dem Baubereich birgt ein gro√ües Potential, Prim√§rressourcen zu schonen und die Menge an deponiertem Material zu reduzieren. Um effizientes Recycling zu erm√∂glichen ist es wichtig, Informationen √ľber die Materialzusammensetzung unterschiedlicher Geb√§ude zu generieren. Hierzu wurden zwei Methoden getestet, einerseits basierend auf der Analyse vorhandener Unterlagen, andererseits basierend auf Begehung und selektiver Beprobung der Abbruchgeb√§ude. Es zeigte sich, dass Methode A eher daf√ľr geeignet ist, Matrix-Materialien in Geb√§uden zu quantifizieren, w√§hrend Methode B die Erhebung von Materialien geringerer Konzentration erlaubt. Eine Kombination beider Methoden erm√∂glicht daher eine umfassende Charakterisierung. Ein Vergleich der erhobenen Daten mit jenen der Abbruchunternehmen zeigt signifikante Unterschiede bei einigen Fraktionen auf, w√§hrend f√ľr andere Fraktionen keine Aufzeichnungen erstellt wurden.
Stand und Perspektiven f√ľr die Biogasverwertung auf die Deponien in der Baikal-Region (Russland)
Nataliia Kopteva, Olga Ulanova
Der Artikel enth√§lt eine Berechnung der Prognose von Bildung des Biogases auf vier Deponien, die auf dem Territorien der Irkutsker Agglomeration gelegen sind. Dargestellt die Deponie ist, die als Quelle der Elektroenergie verwendet werden k√∂nnen. Die Ergebnisse der durchgef√ľhrten Forschungen k√∂nnen f√ľr die Realisierung von Projekte der Verwertung des Biogases auf der Deponie verwendet sein.
Leistungsf√§higkeit einer LVP-Sortieranlage nach Einf√ľhrung der Wertstofftonne
Jasmin Kornau-Pitzer
Am 01. Juni 2012 ist das neue Kreislaufwirtschaftsgesetz in Kraft getreten, welches den Grundstein f√ľr die Einf√ľhrung einer einheitlichen Wertstofftonne legt. In der Tonne sollen neben linzensierten Leichtverpackungen auch Stoffgleiche Nichtverpackungen (StNVP) und gegebenenfalls Nichtstoffgleiche Nichtverpackungen (NStNVP) entsorgt werden. Dadurch k√∂nnen Wertstoffe aus dem Hausm√ľll erheblich einfacher, in gr√∂√üerer Menge und in besserer Qualit√§t erfasst und somit einer hochwertigen stofflichen Verwertung zugef√ľhrt werden. Im Zuge der Einf√ľhrung erwarten viele Entsorgungsunternehmen eine neue Zusammensetzung und Menge des zu behandelnden Abfalls sowie Ver√§nderungen im Betriebsablauf. Dies war Anlass f√ľr eine gemeinsame Machbarkeitsstudie der Firma Nehlsen GmbH & Co. KG in Bremen und der Hochschule Bremen, die u.A. in Heibeck et al. ausf√ľhrlicher beschrieben wird.
Nahinfrarotgest√ľtzte Echtzeit-Analytik f√ľr Ersatzbrennstoffe - Hintergr√ľnde, Grundlagen und Definitionen
Dr.-Ing. Peter Krämer, Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme
Mit Inkrafttreten der Verpackungsverordnung im Jahr 1991 wurden Systeme f√ľr die automatische Sortierung von Kunststoffen ben√∂tigt. Auf diese Nachfrage wurde Mitte der 1990er Jahre mit der Einf√ľhrung nahinfrarotgest√ľtzter Sortiersysteme reagiert. Insbesondere die permanent wachsenden Potenziale der Datenverarbeitung haben die Anwendungsfelder und ‚Äďbreite dieser Technologie seitdem st√§ndig erweitert. Relativ neu ist der Einsatz der NIR-Technik in den Bereichen der Qualit√§tssicherung und -steuerung bei der Aufbereitung und Verwertung von Abf√§llen. So hat die TOMRA Sorting GmbH (vormals TiTech), basierend auf der nahinfrarotgest√ľtzten Abfallsortierung, ein System zur Echtzeitanalytik von Ersatzbrennstoffen entwickelt. In Kooperation mit der TOMRA Sorting GmbH entwickelt das LASU Labor f√ľr Abfallwirtschaft, Siedlungswasserwirtschaft, Umweltchemie an der Fachhochschule M√ľnster seit 2010 Ans√§tze zur weitergehenden Optimierung des Systems.
Stoffkreisl√§ufe im Mauerwerksbau ‚Äď Herausforderungen f√ľr die Verfahrenstechnik zur R√ľckgewinnung sortenreiner Materialfraktionen
Mirko Landmann, Annette M√ľller, Dr.-Ing. Ulrich Palzer, Dr.-Ing. Barbara Leydolph
Zuk√ľnftig ist mit einem vermehrten Aufkommen komplexer Materialverb√ľnde und gro√üer Materialdiversit√§ten in mineralischen Bau- und Abbruchabf√§llen zu rechnen, die aus dem modernen Mauerwerksbau resultieren. Um die R√ľckf√ľhrung rezyklierter Gesteinsk√∂rnungen in die Produktion zu erm√∂glichen, m√ľssen derartige Verb√ľnde zun√§chst aufgetrennt und anschlie√üend in sortenreine Materialfraktionen √ľberf√ľhrt werden. Haftverb√ľnde, die normalerweise m√∂glichst lange √§u√üeren mechanischen Einfl√ľssen standhalten sollen, sind vorzeitig aufzuheben. Hierbei ist die Aufschlusszerkleinerung, neben einer effizienten Sortierung und Ausschleusung von Fremd- und St√∂rstoffen aus den Wertstofffraktionen, eine der Hauptvoraussetzungen f√ľr die R√ľckgewinnung sortenreiner Materialfraktionen. Der vorliegende Beitrag zeigt die Anwendungsgrenzen herk√∂mmlicher Aufbereitungsverfahren und reflektiert technisch vorstellbare M√∂glichkeiten, geschlossene Stoffkreisl√§ufe in der mineralischen Baustoffindustrie auch praxisgerecht umzusetzen.
Freisetzung von Nanopartikeln bei der thermischen Abfallentsorgung - Stabilität von Nanopartikeln in Flammen
Inge-Maria Liesen
Nanopartikel (NP) sind in vielen allt√§glichen Produkten zu finden, in Sonnenschutzcremes, Farblacken, Fahrradrahmen oder Funktionskleidung, um nur einige Beispiele f√ľr die Vielzahl von Anwendungsgebieten zu nennen. Doch was passiert mit den Nanopartikeln, wenn sie thermisch entsorgt werden? Bisher liegen noch kaum Erkenntnisse √ľber das Verhalten von NP in Abfallverbrennungsanlagen und deren Freisetzung in die Umwelt vor. Der Schwerpunkt der Grundlagenuntersuchungen ist den Einfluss einer Flamme auf die Stabilit√§t von Nanopartikel-Agglomeraten zu untersuchen. Die Erkenntnisse daraus flie√üen bei Freisetzungsuntersuchungen an einer Pilot-Verbrennungsanlage ein.
Sammlung von Materialdaten entlang der Produktionskette am Beispiel Rotorblatt
Dipl.-Ing. Elisa Seiler
Zum effektiven Recycling von End-of-Life Produkten, ist eine genaue Kenntnis der verwendeten Materialien notwendig. In einigen Industriezweigen wird der Materialeinsatz offen gelegt, anders in der Windindustrie. F√ľr eine nachhaltige Verwertung von Windkraftanlagen ist es jedoch wichtig die anfallenden Materialfraktionen und deren Recyclingf√§higkeit zu kennen. Am Bauteilbeispiel Rotorblatt wurden im Rahmen des DGAW Stipendiums Informationen √ľber die Zusammensetzung und Verteilung der Materialien im Rotorblatt entlang der Produktionskette recherchiert und durch Firmenbefragungen erg√§nzt.
Zeit- und ortsaufgel√∂ste Spurenstoffanalyse in Feuerungsanlagen f√ľr biogene Reststoffe mittels Laser-Massenspektrometrie
Andreas Seidler
Die im Brennraum von Feuerungsanlagen f√ľr biogene Festbrennstoffe vorherrschenden Bedingungen k√∂nnen die Bildung von umweltrelevanten Spurenschadstoffen beg√ľnstigen. Bei hohen Temperaturen verkn√ľpfen sich die vielf√§ltigen Spaltprodukte des Lignins u. a. durch Ringschluss, Kondensation und Dehydrierung in komplexen Nebenreaktionen zu aromatischen Ringsystemen.
Landfill gas generation at municipal solid waste landfills of Ukraine
Alexandra Pukhnyuk, Mag. Peter Mostbauer, Dipl.-Ing. Dr. Marion Huber-Humer
Decisions on the technical measures for decreasing the gas emissions from the existing MSW landfills should be based on the evaluation of the current and future long-term emissions. Six Ukrainian landfills were investigated using laboratory tests (thermal and spectral methods, gas generation tests and others).
Biogasspeicher f√ľr eine bedarfsorientierte Biogasproduktion und -nutzung
Dr.-Ing. Olga Panic-Savanovic, Dr.-Ing. Dipl.-Chem. Klaus Fischer
Im Rahmen des BioenergieFLEX BW Projekts wird am Lehrstuhl f√ľr Abfallwirtschaft und Abluft der Universit√§t Stuttgart eine technisch-√∂konomische Analyse konventioneller und innovativer Biogasspeicher f√ľr eine flexible Stromversorgung aus Biogas durchgef√ľhrt. Zudem werden experimentelle Untersuchungen zur Regelbarkeit der Biogasproduktion durch F√ľtterungsmanagement gemacht und Auswirkungen auf die Speicherkapazit√§t bei bedarforientierter Biogaserzeugung untersucht.
√Ėkobilanzielle Bewertung von Holzascheausbringung im Alpinen Raum
Maria Ortner, Dr.-Ing. Wolfgang M√ľller, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Anke Bockreis
Das starke Wachstum bei der Errichtung von Biomasseheizwerken in den letzten Jahren, hat zeitgleich zu einem rasch steigenden Anfall an Pflanzenasche gef√ľhrt. Aufgrund der bodenverbessernden Wirkung und N√§hrstoffgehalte von Pflanzenaschen, stellt die R√ľckf√ľhrung in den Wald eine m√∂gliche sinnvolle Verwertung dar.
Ermittlung der R√ľckgewinnungspotentiale von metallischen Rohstoffen aus dem Nichtwohngeb√§udebestand
Dipl.-Ing. Britta Miekley, Prof. Dr. Liselotte Schebek
Non-residential buildings are often very complex and contain a lot of metals. Copper, steel, iron, aluminium and lead come with construction but also installation of machinery and equipment. Current deconstruction methods record metals separately, if metals occur purely. If metals are only a minor part of a composite material, they may be dumped with the main material and lost. Information as to the degree of separate collection of the metal inventories of buildings is lacking up to now.
A regional and source-oriented approach of organic waste management - A feasibility study for composting on Bonaire, C/N
M.Sc. Paul Mählitz
This study investigated the feasibility of turning organic waste from food ‚ÄėFW‚Äô, vegetation ‚ÄėVW‚Äô, and sludge ‚ÄėSS‚Äô into compost suitable for soil improvement purposes under the prevailing conditions on Bonaire. The research consisted of waste flow inventories, organic substrate characterizations, composting experiments, soil investigations, and the assessment of consequential environmental and financial impacts.
Rohstoffbedarf der Energiewende
Prof. Dr. Mario Mocker, M.Eng. Jonathan Aigner
Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien wird mittlerweile nicht nur in Deutschland stark vorangetrieben. Auch wirtschaftlich aufstrebende Nationen wie China und Indien setzen vermehrt auf Wind- und Sonnenenergie. Dabei gilt es zu beachten, dass f√ľr einen globalen Ausbau dieser Technologien in den n√§chsten Jahrzehnten viele Tonnen Rohstoffe ben√∂tigt werden.
Entwicklung von praxisorientierten Qualit√§tspr√ľfungen f√ľr die haushaltsnahe Abfallsammlung im Holsystem
Dipl.-Ing. (FH) Nico Schulte, Prof. Dr.-Ing. Klaus Gellenbeck, Prof. Dr. Michael Nelles
Vor dem Hintergrund der Diskussion √ľber die Normung von Dienstleistungen der Abfallwirtschaft unter Angabe konkreter Service Levels gewinnt die Qualit√§tsbetrachtung in diesem T√§tigkeitsbereich zunehmend an Bedeutung. Aktuelle Forschungen verfolgen das Ziel, f√ľr die Sammlung als eine Dienstleistung innerhalb der Abfallwirtschaft praxisrelevante Qualit√§tsmerkmale abzuleiten, eine Methodik zu deren Messung sowie qualit√§tsbezogene Kennzahlen zu entwickeln.
Information: A Crucial Resource for Resource Management
Dipl.-Ing. David Laner, Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger
Material Flow Analysis (MFA) is a central tool of resources management. Although data can be considered a crucial resource for resource management, there is no common understanding on what MFA data is, how it contributes to MFA results, and how it can be discussed and communicated. This study contributes to this issue by proposing a terminology for information in Material Flow Analysis, and indicating further research steps towards consistent data base analysis and data quality assessment. The approaches of this study are illustrated by examples of two nation-wide MFA case studies on metals and phosphorus. The findings can, among others, contribute to increased MFA system understanding, database communication and data quality assessment.
Mikrowellen-assistierte katalytische Vorbehandlung lignocellulosehaltiger Reststoffe zur Steigerung der Fermentierbarkeit
Gunter Weißbach
Zur Verbesserung der Fermentierbarkeit wurde Weizenstroh unter definierten Bedingungen in w√§ssriger Calziumhydroxidl√∂sung in einer Sauerstoff Atmosph√§re mit einem Mikrowellen Laborsystem behandelt. In der Folge kam es zu einer verst√§rkten L√∂sung der Biomasse, vor allem von Hemicellulosen. Der Lignin-Gehalt √§nderte sich hingegen kaum. Die biologische Verf√ľgbarkeit der festen R√ľckst√§nde charakterisiert durch den ELOS-Wert, stieg trotzdem sp√ľrbar an. Der signifikante Parameter f√ľr diesen Aufschluss ist dabei die Temperatur.
Reduzierung von Staubemissionen in der Abfallwirtschaft mit dem zu entwickelnden Rotationsentstauber
Dipl.-Ing. Michael Rutz, Prof. Dr.-Ing. Sylvia Schade-Dannewitz, Dr. rer. nat. J√ľrgen Poerschke, Dirk Barnstedt
Die Fachhochschule Nordhausen arbeitet gemeinsam mit dem Unternehmen Schulz & Berger Luft- und Verfahrenstechnik GmbH an der Entwicklung eines neuen Typs von Gewebefilter, genannt Rotationsentstauber. Dieser Filter wird entsprechend den Anforderungen der Abfallwirtschaft hinsichtlich kompakter Bauweise und hoher Filterflächenbelastung entwickelt.
Ans√§tze f√ľr eine gro√ütechnische Umsetzung eines biologischen Laugungsverfahrens zur R√ľckgewinnung von Schwermetallen aus Elektro- und Elektronikschrott
Dipl.-Ing. Jan Möller, Tobias Gehrke, PD Dr. rer. nat. Dr.-Ing. habil. Martin Denecke
Die biologische Laugung stellt eine potentielle M√∂glichkeit zur effizienten R√ľckgewinnung von Metallen aus Abfallstr√∂men dar. Am Lehrstuhl Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft der Universit√§t Duisburg-Essen wurde eine kontinuierliche zweistufige Versuchsanlage konzipiert und gebaut. Die f√ľr die Laugung notwendigen Bakterienst√§mme k√∂nnen in einem Fermenter sicher kultiviert werden. Durch die Untersuchungen an der Versuchsanlage sollen eine √∂konomisch und √∂kologisch optimale Prozessfahrweise und die entsprechenden Prozessparameter ermittelt werden.
Removing nitrogen during the anaerobic digestion of poultry wastes using physical methods
Violeta Bravo Sep√ļlveda, Prof. Dr.-Ing. habil. Günter Busch
We need to improve how Anaerobic Sequencing Batch Reactor (ASBR) operates to make it economically viable. One big problem with the degradation of chicken manure has been ammonia accumulations. We solve this problem by an integrated system that removed ammonia at short periods of time from the effluent of an ASBR.
St√∂rstoffgehalt im Biom√ľll - M√∂glichkeiten und L√∂sungen zur Reduktion
M. Sc. Frances Vaak, Dr. Jörg Nispel
Vor dem Hintergrund einer effizienten Verwertung von biogenem Material wurden im Zollernalbkreis Bioabf√§lle von Privathaushalten nach ihrem St√∂rstoffanteil untersucht. Die Analyse zeigt, dass der Fremdstoffanteil in der Biotonne bei durchschnitttlich 9,9 Gew.-% liegt. Ein wesentlicher Anteil der St√∂rstoffe besteht aus Kunststoffen, die den Prozess der optimalen Verwertung erheblich st√∂ren. Folglich m√ľssen Ma√ünahmen umgesetzt werden, die eine Minimierung des Kunststoffanteils, aber auch anderer St√∂rstofffraktionen herbeif√ľhren.
Marktpotenziale und Stoffkreislaufschließung durch Sekundärschwefel aus der Biogasaufbereitung
Daniel Tewes
Bis in die 1970‚Äôer Jahre wurde Schwefel haupts√§chlich in Schwefelminen gef√∂rdert, wobei heutzutage der gr√∂√üte Teil des Schwefels durch Regenerierung wiedergewonnen wird. Dieser Anteil ist insbesondere in den letzten Jahrzehnten gestiegen, da die Grenzwerte f√ľr Schwefeloxidemissionen gesunken sind und daher mehr Schwefel aus dem Abgasstrom abgeschieden wird.
Challenges in material flow accounting ‚Äď Case study iron production process
Verena Trinkel, Dipl.-Ing. Oliver Cencic, Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger, Dipl.-Ing. Thomas-Heinz B√ľrgler, Dipl.-Ing. Dr. Johann Fellner
In this study the material flows of an iron production site are investigated. The plant utilizes waste plastics in addition to coke as reducing agent. Advantages and challenges for the application of material flow accounting on a company level are described, particularly with respect to data uncertainties from substance concentration measurements and error propagation.
L√∂sung einer Herausforderung: Sammlung und Verwertung von Elektroaltger√§ten mit geringem Materialwert in China ‚Äď am Beispiel Leuchtstofflampen
Mag.a Gudrun Zecha
Die Sammlung von Elektroaltger√§ten (EAG) wird in China haupts√§chlich von informellen Abfallsammlern bewerkstelligt. Der Fokus liegt dabei auf wertstoffreichen Ger√§ten. Da mit den aus Leuchtstofflampen wiedergewinnbaren Materialien derzeit keine hohen Erl√∂se erzielbar sind und sie dar√ľber hinaus gef√§hrliches Quecksilber beinhalten, werden Lampen von informellen Sammlern nicht gesammelt. Ziel der Arbeit ist es, m√∂gliche Wege aufzuzeigen, um die Sammlung von ausgedienten Leuchtstofflampen unter chinesischen Gegebenheiten zu f√∂rdern.
Möglichkeiten der Wertstoffgewinnung aus Siedlungsabfällen
Dipl.-Ing. Battogtokh Zayat-Vogel, Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker
Die umweltgerechte Verwertung von Abf√§llen tr√§gt zur Ressourcenschonung bei. Wertstoffe, wie Metalle und mineralische Stoffe aus den Siedlungsabf√§llen, werden durch heutige technische Ans√§tze nicht ausreichend abgetrennt und in den Kreislauf zur√ľckgef√ľhrt. Bereits durchgef√ľhrte Untersuchungen zeigen ein hohes Potential f√ľr die R√ľckgewinnung von Metallen aus Siedlungsabf√§llen. Um die Metalle m√∂glichst rein zur√ľckzugewinnen, ist ein vollst√§ndiger Aufschluss von Verbundstoffen erforderlich. Dabei sollen Metallkonzentrate generiert werden, welche weitgehend von St√∂rstoffen befreit sind.
St√∂rstoffquantifizierung in fl√ľssigen Substraten zur Co-Verg√§rung und Monitoring der physikalischen Auswirkungen von St√∂rstoffen auf Anlagenkomponenten
Dil.-Ing. Anna W√∂rle, Dr.-Ing. Wolfgang M√ľller, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Anke Bockreis
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Datengrundlage zur Störstoffbelastung in aufbereiteten Substraten, die in die Vergärung mit Faulschlamm aus der Abwasserreinigung (Co-Vergärung) gehen, geschaffen. Erste Untersuchungen ergaben eine Belastung von 0,7- 4,7 g Störstörstoffe > 2 mm / L aufbereitetem Bioabfall. Im Rahmen weiterer Untersuchungen werden Auswirkungen von Störstoffen auf Komponenten der Co-Vergärungsanlage (Verschleißwirkung auf Pumpenteile, Verringerung des Faulraumvolumens durch Störstoffablagerungen, etc.) untersucht.
Old landfills: Anthropogenic resources or reserves?
Andrea Winterstetter, Dipl.-Ing. David Laner, Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger, Dipl.-Ing. Dr. Johann Fellner
The overall objective of this study is to apply a primary resource classification framework to a landfill mining project in order to identify the whole landfill and its contained materials either as anthropogenic resources or reserves.
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