Ausschleusung von Wertstoffen vor der thermischen Verwertung – Stand und Perspektiven
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2023)
Das Ausschleusen von Kunststoffen vor der thermischen Verwertung wird von EURegularien befeuert, die die Vorbehandlung von Restabfall, CO2-Abgaben für TAB, hohe Recyclingquoten sowie den Einsatz von sauberen aus Verpackungsabfällen gewonnenen Recyclaten in der Neuproduktion von Lebensmittelverpackungen implizieren. Letzteres wird gegebenenfalls nur durch Etablierung von chemischen Recyclingverfahren möglich, wodurch die Nachfrage nach Recyclaten steigen wird. Vorreiter bei dem Betrieb von Nachsortierungsanlagen sind die Niederlande und Skandinavien. In den Niederlanden ersetzt die Nachsortierung gegebenenfalls die getrennte Erfassung von Kunststoffen. Für Deutschland ist für eine Anlagenplanung der Kunststoffgehalt im Restabfall entscheidend, welcher durchschnittlich 6,7 Gew.-% und in städtischen Gebieten bis zu 11,7 Gew.-% betragen kann.
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2023)
Das Ausschleusen von Kunststoffen vor der thermischen Verwertung wird von EURegularien befeuert, die die Vorbehandlung von Restabfall, CO2-Abgaben für TAB, hohe Recyclingquoten sowie den Einsatz von sauberen aus Verpackungsabfällen gewonnenen Recyclaten in der Neuproduktion von Lebensmittelverpackungen implizieren. Letzteres wird gegebenenfalls nur durch Etablierung von chemischen Recyclingverfahren möglich, wodurch die Nachfrage nach Recyclaten steigen wird. Vorreiter bei dem Betrieb von Nachsortierungsanlagen sind die Niederlande und Skandinavien. In den Niederlanden ersetzt die Nachsortierung gegebenenfalls die getrennte Erfassung von Kunststoffen. Für Deutschland ist für eine Anlagenplanung der Kunststoffgehalt im Restabfall entscheidend, welcher durchschnittlich 6,7 Gew.-% und in städtischen Gebieten bis zu 11,7 Gew.-% betragen kann.
Stoffstrombild Kunststoffe in Deutschland 2021: Zahlen und Fakten zum Lebensweg von Kunststoffen
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2023)
Die gesamte Kunststoffproduktion in Deutschland 2021 (Kunststoffwerkstoffe basierend auf fossilen und biobasierten Rohstoffen, Sekundärrohstoffen oder Nebenprodukten sowie sonstiger Kunststoffe, z. B. für Kleber, Farben, Lacke, Fasern etc.) betrug im Jahr 2021 ca. 21,1 Mio. t. Die für Kunststoffwerkstoffe relevante Produktion lag bei 10,7 Mio. t und somit ca. 4,0 % über dem Niveau des Jahres 2019.
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2023)
Die gesamte Kunststoffproduktion in Deutschland 2021 (Kunststoffwerkstoffe basierend auf fossilen und biobasierten Rohstoffen, Sekundärrohstoffen oder Nebenprodukten sowie sonstiger Kunststoffe, z. B. für Kleber, Farben, Lacke, Fasern etc.) betrug im Jahr 2021 ca. 21,1 Mio. t. Die für Kunststoffwerkstoffe relevante Produktion lag bei 10,7 Mio. t und somit ca. 4,0 % über dem Niveau des Jahres 2019.
Siebüberlauf und Siebresteaufbereitung – Praxiserfahrungen im Kompostwerk Olpe
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (10/2021)
Im Zusammenhang mit stetig steigenden Störstoffgehalten beim Biogutinput wurde im Kompostwerk Olpe die Rottetechnik inklusive der Aufbereitungstechnik 2013 umgestellt. Die veränderte Verfahrenstechnik führte unter der Maßgabe, dass die Kompostqualitäten weiterhin den gesetzlichen Anforderungen der Gütesicherung entsprechen, zu einem deutlichen Anstieg der Siebüberlauffraktionen. Durch zusätzliche verfahrenstechnische Optimierungen soll eine weitergehende stoffliche Verwertung dieser Fraktionen erreicht werden.
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (10/2021)
Im Zusammenhang mit stetig steigenden Störstoffgehalten beim Biogutinput wurde im Kompostwerk Olpe die Rottetechnik inklusive der Aufbereitungstechnik 2013 umgestellt. Die veränderte Verfahrenstechnik führte unter der Maßgabe, dass die Kompostqualitäten weiterhin den gesetzlichen Anforderungen der Gütesicherung entsprechen, zu einem deutlichen Anstieg der Siebüberlauffraktionen. Durch zusätzliche verfahrenstechnische Optimierungen soll eine weitergehende stoffliche Verwertung dieser Fraktionen erreicht werden.
Langzeituntersuchung zur stoffstromspezifischen Kalibrierung eines nahinfrarotgestützten Echtzeitanalyse-Systems
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Auf Nahinfrarotspektroskopie basierende Echtzeitanalyse-Verfahren ermöglichen ein kontinuierliches Monitoring von Ersatzbrennstoff-Qualitäten. Für eine möglichst präzise Bestimmung der qualitätsrelevanten Parameter (z. B. Chlorgehalt, Heizwert) ist dabei eine stoffstromspezifische Kalibrierung bzw. Anpassung des Messsystems auf den zu analysierenden Stoffstrom notwendig. Im Rahmen von Langzeituntersuchungen in einer SBS®-Produktionsanlage wurden hierzu über einen Zeitraum von etwa einem Jahr sensorbasierte Echtzeitanalysedaten erhoben und mit den Laboranalysenwerten der Eigenüberwachung nach RAL-GZ 724 abgeglichen. Auf Basis der vorliegenden Vergleichswerte wurden verschiedene methodische Ansätze zur Kalibrierung entwickelt und getestet. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden aktuell u. a. bei der Erarbeitung eines Norm-Entwurfs zur Standardisierung des Verfahrens sowie für F&E-Arbeiten im strategischen EU-Projekt „ReWaste 4.0“ (Teilprojekt: Online/Ontime-Charakterisierung von gemischten Abfällen) genutzt.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Auf Nahinfrarotspektroskopie basierende Echtzeitanalyse-Verfahren ermöglichen ein kontinuierliches Monitoring von Ersatzbrennstoff-Qualitäten. Für eine möglichst präzise Bestimmung der qualitätsrelevanten Parameter (z. B. Chlorgehalt, Heizwert) ist dabei eine stoffstromspezifische Kalibrierung bzw. Anpassung des Messsystems auf den zu analysierenden Stoffstrom notwendig. Im Rahmen von Langzeituntersuchungen in einer SBS®-Produktionsanlage wurden hierzu über einen Zeitraum von etwa einem Jahr sensorbasierte Echtzeitanalysedaten erhoben und mit den Laboranalysenwerten der Eigenüberwachung nach RAL-GZ 724 abgeglichen. Auf Basis der vorliegenden Vergleichswerte wurden verschiedene methodische Ansätze zur Kalibrierung entwickelt und getestet. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden aktuell u. a. bei der Erarbeitung eines Norm-Entwurfs zur Standardisierung des Verfahrens sowie für F&E-Arbeiten im strategischen EU-Projekt „ReWaste 4.0“ (Teilprojekt: Online/Ontime-Charakterisierung von gemischten Abfällen) genutzt.
Optimierte Vorzerkleinerung gemischter Gewerbeabfälle auf Basis empirischer Modelle
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
In der mechanischen Aufbereitung gemischter Gewerbeabfälle stellen Vorzerkleinerer für gewöhnlich den ersten Verfahrensschritt dar und sorgen nicht nur für den nötigen Aufschluss, sondern wirken auch als primäres Dosierag-gregat. Entsprechend groß ist ihr Einfluss auf das Verhalten des Gesamtprozesses. Aufgrund der hohen Variabilität der Gewerbeabfälle erscheint die Gewinnung theo-retischer Modelle nicht sinnvoll, um solche Vorzerkleinerer zu optimieren, da die nö-tigen Informationen über das Material für solche Modelle in der Praxis nicht wirt-schaftlich gewonnen werden können. Zugleich erfordert die Ermittlung signifikanter empirischer Modelle den Aufwand von viel Arbeit und Geld und wurde daher bisher für die Vorzerkleinerung gemischter Gewerbeabfälle noch nicht gemacht. Diese Arbeit gibt einen Überblick sowohl über die Forschungstätigkeiten bezüglich der Datenqualität aufgrund der Probenahme bei Zerkleinerungsversuchen mit Gewerbeabfällen, als auch über Arbeiten zur Beeinflussung und potentiellen Optimierung der Zerkleinerung hinsichtlich Durchsatzverhalten, Energieverbrauch und Materialqualität mittels einstellbarer Parameter. Abschließend werden erste Überlegungen und Forschungen zur dynamischen Prozessführung der Vorzerkleinerung vorgestellt.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
In der mechanischen Aufbereitung gemischter Gewerbeabfälle stellen Vorzerkleinerer für gewöhnlich den ersten Verfahrensschritt dar und sorgen nicht nur für den nötigen Aufschluss, sondern wirken auch als primäres Dosierag-gregat. Entsprechend groß ist ihr Einfluss auf das Verhalten des Gesamtprozesses. Aufgrund der hohen Variabilität der Gewerbeabfälle erscheint die Gewinnung theo-retischer Modelle nicht sinnvoll, um solche Vorzerkleinerer zu optimieren, da die nö-tigen Informationen über das Material für solche Modelle in der Praxis nicht wirt-schaftlich gewonnen werden können. Zugleich erfordert die Ermittlung signifikanter empirischer Modelle den Aufwand von viel Arbeit und Geld und wurde daher bisher für die Vorzerkleinerung gemischter Gewerbeabfälle noch nicht gemacht. Diese Arbeit gibt einen Überblick sowohl über die Forschungstätigkeiten bezüglich der Datenqualität aufgrund der Probenahme bei Zerkleinerungsversuchen mit Gewerbeabfällen, als auch über Arbeiten zur Beeinflussung und potentiellen Optimierung der Zerkleinerung hinsichtlich Durchsatzverhalten, Energieverbrauch und Materialqualität mittels einstellbarer Parameter. Abschließend werden erste Überlegungen und Forschungen zur dynamischen Prozessführung der Vorzerkleinerung vorgestellt.
DeSort - Störstoffmanagement in biogenen Abfällen
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Kompost aus biogenen Abfällen ist ein wichtiger Nährstofflieferant für Böden in Europa. Aufgrund von Fehlwürfen in die Bioabfallsammlung wird jedoch das Ausgangsmaterial für qualitativ hochwertigen Kompost mehr oder weniger stör-stoffbehaftet. Ein großes Problem entsteht durch die Verwendung von nicht-abbaubaren aber auch biologisch abbaubaren Kunststoffsäcken, die zur Entsorgung von in Haushalten anfallenden biogenen Abfällen verwendet werden. Zusätzlich ge-langen unterschiedlichste Kunststoffteile, meist in Form von Verpackungsmateria-lien, durch den Verbraucher in die Bioabfallsammlung, Metalle und Glas rangieren weit dahinter. Im Projekt „DeSort“ werden Grundlagen für die automatische Erkennung (Detection) und die sensorgestützte Sortierung (Sorting) von Störstoffen in biogenen Abfällen erforscht. Technisch wird eine Kunststoffdetektion am Sammelfahr-zeug installiert und eine verbesserte Technologie zur Kompostreinigung entworfen. Organisatorisch werden entsprechende Maßnahmen zur Reduzierung der Kunststofffehlwürfe mit strukturellen, materiellen, ideellen und finanziellen Anreizen kombiniert.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Kompost aus biogenen Abfällen ist ein wichtiger Nährstofflieferant für Böden in Europa. Aufgrund von Fehlwürfen in die Bioabfallsammlung wird jedoch das Ausgangsmaterial für qualitativ hochwertigen Kompost mehr oder weniger stör-stoffbehaftet. Ein großes Problem entsteht durch die Verwendung von nicht-abbaubaren aber auch biologisch abbaubaren Kunststoffsäcken, die zur Entsorgung von in Haushalten anfallenden biogenen Abfällen verwendet werden. Zusätzlich ge-langen unterschiedlichste Kunststoffteile, meist in Form von Verpackungsmateria-lien, durch den Verbraucher in die Bioabfallsammlung, Metalle und Glas rangieren weit dahinter. Im Projekt „DeSort“ werden Grundlagen für die automatische Erkennung (Detection) und die sensorgestützte Sortierung (Sorting) von Störstoffen in biogenen Abfällen erforscht. Technisch wird eine Kunststoffdetektion am Sammelfahr-zeug installiert und eine verbesserte Technologie zur Kompostreinigung entworfen. Organisatorisch werden entsprechende Maßnahmen zur Reduzierung der Kunststofffehlwürfe mit strukturellen, materiellen, ideellen und finanziellen Anreizen kombiniert.
Entwicklung einer Methodik zur Wertstoffgehaltsbestimmung von feinkörnigen Abfällen
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Im Forschungs- und Entwicklungsprojekt PROBE soll eine Methode zur Metallgehaltsbestimmung feinkörniger Abfallströme mit Hilfe eines bildauswertenden Verfahrens entwickelt werden. Auf der Basis von RGB-Farbbildern sind Partikel anhand von Farbwerten und Formfaktoren in verschiedene Materialklassen zu klassifizieren und mittels in einer Datenbank hinterlegten Flächengewichten zu massenbezogenen, stofflichen Zusammensetzungen zu aggregieren. Für die Klassifizierung werden zwei verschiedene Machine Learning Ansätze getestet. Das Training der Machine Learning Modelle erfordert gelabelte Trainingsdaten, d.h. einen Datensatz aus Farbbildern der Partikel mit zugehöriger Materialklasse. Dazu werden Referenzmaterialien in mehrere Materialklassen sortiert und partikelweise erfasst (RGB-Farbbild inkl. Partikelgewicht). Erste Untersuchungen zeigen einen starken subjektiven Einfluss des Sortierenden auf das Ergebnis der Handsortierung. Durch ein mehrstufiges Sortierverfahren mit eingebauter Qualitätskontrolle sowie angepasstem Sortierkatalog kann der subjektive Einfluss bei Handsortierungen reduziert und die Erstellung von Trainingsdatensätzen in hoher Qualität ermöglicht werden.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Im Forschungs- und Entwicklungsprojekt PROBE soll eine Methode zur Metallgehaltsbestimmung feinkörniger Abfallströme mit Hilfe eines bildauswertenden Verfahrens entwickelt werden. Auf der Basis von RGB-Farbbildern sind Partikel anhand von Farbwerten und Formfaktoren in verschiedene Materialklassen zu klassifizieren und mittels in einer Datenbank hinterlegten Flächengewichten zu massenbezogenen, stofflichen Zusammensetzungen zu aggregieren. Für die Klassifizierung werden zwei verschiedene Machine Learning Ansätze getestet. Das Training der Machine Learning Modelle erfordert gelabelte Trainingsdaten, d.h. einen Datensatz aus Farbbildern der Partikel mit zugehöriger Materialklasse. Dazu werden Referenzmaterialien in mehrere Materialklassen sortiert und partikelweise erfasst (RGB-Farbbild inkl. Partikelgewicht). Erste Untersuchungen zeigen einen starken subjektiven Einfluss des Sortierenden auf das Ergebnis der Handsortierung. Durch ein mehrstufiges Sortierverfahren mit eingebauter Qualitätskontrolle sowie angepasstem Sortierkatalog kann der subjektive Einfluss bei Handsortierungen reduziert und die Erstellung von Trainingsdatensätzen in hoher Qualität ermöglicht werden.
Einheitliche Restmüllanalysen in Österreich 2018/19 – Erfahrungen und Ergebnisse
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Im Jahr 2017 wurden bundeseinheitliche Leitlinien für die Durchführung von Restmüll-Sortieranalysen erstellt. Diese wurden erstmals in den Jahren 2017 bis 2019 in allen neun Bundesländern angewandt. Die einheitliche Vorgangs-weise ermöglicht einen Vergleich von Ergebnissen, macht jedoch die Berücksichtigung spezifischer Fragestellungen schwieriger. Leitlinien verleiten zur Festlegung auf diese und lenken von spezifischen Anforderungen und der Berücksichtigung aktueller und relevanter Fragestellungen ab.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Im Jahr 2017 wurden bundeseinheitliche Leitlinien für die Durchführung von Restmüll-Sortieranalysen erstellt. Diese wurden erstmals in den Jahren 2017 bis 2019 in allen neun Bundesländern angewandt. Die einheitliche Vorgangs-weise ermöglicht einen Vergleich von Ergebnissen, macht jedoch die Berücksichtigung spezifischer Fragestellungen schwieriger. Leitlinien verleiten zur Festlegung auf diese und lenken von spezifischen Anforderungen und der Berücksichtigung aktueller und relevanter Fragestellungen ab.
Mechanische Abfallbehandlungsanlage der Zukunft
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Um die Digitalisierung in den Abfallbehandlungsanlagen vorantreiben zu können, muss zunächst ein tieferes Verständnis über das Verhalten von Abfallbehandlungsmaschinen als auch über das zu verarbeitende Material erlangt werden. Die Kenntnis wie sich Maschinen und Stoffströme gegenseitig beeinflussen, ist eine notwendige Voraussetzung zur sensorischen Überwachung dieser, und in weiterer Folge zur dynamischen Steuerung dieser Abfallbehandlungsanlagen.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Um die Digitalisierung in den Abfallbehandlungsanlagen vorantreiben zu können, muss zunächst ein tieferes Verständnis über das Verhalten von Abfallbehandlungsmaschinen als auch über das zu verarbeitende Material erlangt werden. Die Kenntnis wie sich Maschinen und Stoffströme gegenseitig beeinflussen, ist eine notwendige Voraussetzung zur sensorischen Überwachung dieser, und in weiterer Folge zur dynamischen Steuerung dieser Abfallbehandlungsanlagen.
Können Fremdstoffe bei der Biogutbehandlung wirksam entfernt werden?
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2020)
Fremdstoffe, insbesondere Fragmente von Folien und Glas, sind wesentliche Hemmnisse für die Vermarktung von Komposten aus Biogut. Deshalb ist auf den Behandlungsanlagen ein gezieltes Fremdstoffmanagement notwendig, dessen Erfolg im Wesentlichen von der technischen Ausstattung und dem praktischen Betrieb der Anlage bestimmt wird.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2020)
Fremdstoffe, insbesondere Fragmente von Folien und Glas, sind wesentliche Hemmnisse für die Vermarktung von Komposten aus Biogut. Deshalb ist auf den Behandlungsanlagen ein gezieltes Fremdstoffmanagement notwendig, dessen Erfolg im Wesentlichen von der technischen Ausstattung und dem praktischen Betrieb der Anlage bestimmt wird.
