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1)Einfhrung1.1 Der Abfallbegriff

Abfall = bewegliche Sache, - subjektiver Abfallbegriff - Der Besitzer will sich der Sache entledigen- objektiver Abfallbegriff - Um ffentliche Interessen nicht zu beeintrchtigen

1.2 Definitionen:1) Ressourcen

* Humankapital * Naturakapital* Sachkapital

2) Natrliche RessourcenNaturkapital zur stofflichen / energetischen Nutzungman unterscheidet:

* regenerierbare* nicht regenerierbare

3) RohstoffeRessourcen, die direkt aus der Natur entnommen werden (Material, Energie, Wasser,

Luft, NICHT ABER LAND)man unterscheidet:

* primre* sekundre (aus Abfllen)

1.3 Geschichte* zunchst hoher organischer Anteil, Kreislaufwirtschaft* Immer mehr Materialien und komplexe Produkte* Industrielle Revolution: Massenproduktion, hoher Ressourcenverbrauch, Umweltprobleme* erstmals um 1900 Sekundrrohstoffe aus dem Hausabfall aussortiert* ab Mitte des 20. Jhd. Fokus auf Behandlung und Nachsorge* 70er & 80er Jahre Wandel zur Abfallwirtschaft* mehrere EU - Umweltaktionsprogramme mit Ziel Kreislaufwirtschaft durch Vermeidung und

Nutzung von Abfllen* globale Sichtweise, konomische Vorteile bringen auch kologische* 2005: Abfall als potentiell verwertbares Produkt

1.4 Abfallrahmenrichtline 20085 stufige Abfallhierarchie

* Vermeidung* Vorbereitung zur Wiederverwendung* stoffliche Verwertung* sonstige Verwertung* Beseitigung

NebenprodukteStoffe, die bei einem Herstellungsverfahren nebenbei entstehen

Ende der Abfalleigenschaftwenn Verwertungsverfahren durchlaufen und:* der Stoff einen bestimmten Zweck erfllt* Nachfrage danach besteht* rechtliche Vorschriften und technische Anforderungen erfllt werden* keine negativen Umweltauswirkungen

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1.5 Ressourcenentnahme

Starke Zunahme seit dem Zweiten Weltkrieg, heute eine Vielfalt an Elementen in der Produktion

--> Herausforderung: gerechte Allokation

Politische Probleme durch:*politische Stabilitt (Rohl)*Rohstoffprotektionismus (seltene Erden)*strategische berlegungen (Russland)

Technische Probleme:* Rohstoffe lassen sich nicht erzeugen oder verbrauchen* sind aber durch Vielfalt an Produkten feinst verteilt* daher verloren, weil nicht mehr extrahierbar

marktwirtschaftliche Probleme:* steigende Nachfrage in Schwellenlndern --> steigende Marktpreise* Rohstoffe beschrnkt vorhanden, Kupfer 2005 kaum zu bekommen, da einige Lnder groe Mengen aufgekauft haben

1.6 Sekundrrohstoffe* Einsparungspotential fr Industrie* wirtschaftliche Chancen fr Entsorgungswirtschaft* mitel- bis langfristig sehr bedeutend, da mit Rohstoffpreissteigerungen zu rechnen ist

--> * hhere Material- und Energieeffizienz* alternative Rohstoffe* Sekundrrohstoffe* Zustzliche Wertschpfung im Inland durch Importverringerung* durch Nutzung spart Industrie in D 8 Mrd. an Kosten* groe Energie und CO2 Einsparungen gegenber der Primrproduktion* ABER: groe Probleme whrend der Krise, Umsatzeinbuen bei Absatz von

Sekundrrohstoffen um 25 %

Unterscheide:1) Monostoffstrme (Metall, Papier, Glas, etc.)2) Mischstoffstrme (Restabfal, Sperrmll, Bauabflle, etc.)

A) Primrmrkte B) Zweitmrkte

Ressourceneffizienz (Ressourcenproduktivitt) = monetrer Output / Ressourceninput

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1.7 Urban Mining= Nutzung anthropogener Lagersttten stofflicher Ressourcen

anthropogene Lagersttten:* post-production:

whrend Produktion anfallen, sortenrein, keine Verschmutzung, zentral, kontinuierlich

* post-industrial:Abflle aus Distribution und Vermarktung von Produkten oder Erstellung von Gebuden, sortenrein, keine Verschmutzung, regional

* post-consumer:End-of-Life Produkte, unbekannte Zusammensetzung, starke Verschmutzung

* Deponien:unbekannte Zusammensetzung, sehr starke Verschmutzung

Strategie* Rckgewinnung von Baustoffen, Metallen, Kunstoffen, Phosphor* nicht alles wirtschaftlich nutzbar, oftmals aber hhere Konzentrationen als in natrlichen

Lagersttten* groes Potential, z.B. ca 200 kg Cu / EW in sterreich* Gewinnungskosten werden langfristig sinken* Informationssysteme und Forcierung der Verwertung

1.8 Landfill Mining= Nutzung der Deponie als Rohstoffquelle (Teilbereich von Urban Mining)

bisher kaum durchgefhrt, eher rein aus UmweltschutzgrndenProbleme:

* Deponiegase entweichen* hoher Verschmutzungsgrad* aufwendige Trennung* Vorabschtzung schwierig* Preisschwankungen durch Konjunktur

Vorteile:* Erlse aus Sekundrrohstoffverkauf* Kosteineinsparung bei Stillegung + Nachsorge* Erlse durch Flchenrecycling* Reduktion Umweltbelastung

1.9 Bsp.: REAP in Ressourceneffizienz Aktionsplan vom Lebensministerium mit Stakeholdern erstellt Ziel: * Ressourcenverbrauch senken* Ressourceneffizienz steigern * Urban/Landfill Mining, Qualittskriterien, Feststellung Abfallende; verbesserte

Altholzverwertung; Erhhung Verwertung kritischer Materialien

1.10 Sekundrrohstoff Altmetall sehr gute Qualitt erreichbar, Preisanstieg -> wirtschaftl. interessant, Stahlschrott wichtiger Sek.Rohst. fr Elektrostahlherstellung

1.11 Sekundrrohstoff Altpapier * frher aus Lumpen hergestellt, spter Holzfasern wieder verwendet

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* ~20% der Papierprodukte knnen nicht verwertet werden * hohe CO2-Einsparung gegenber Primrprozess * bis 2015 sollen 70% des Papierverbrauchs verwertet werden * Preise unterliegen starken Schwankungen; hoher Export

1.12 Sekundrrohstoff Altglas * Verwertung ohne Verlust der Qualitt mglich * in : 2/3 einer Glasverpackung aus Altglas * hohe CO2-Einsparung gegenber Primrprozess * kaum Export; Einsparung von Quarzsand, Kalk&Dolomit, Soda, elektr. Energie, Erdgas

1.13 Sekundrrohstoff Altkunststoffe * Qualitt abhngig von Sortenreinheit * durch getrennte Sammlung mglich* moderne Sortieranlagen ermglichen Auftrennung

1.14 Zuknftige Entwicklungen * Schlieung von Ressourcenkreislufen* Ressourceneffiziente Stoffstromwirtschaft* Internationalisierung des Sekundrrohstoffmarktes* externe Umweltkosten bercksichtigen* fehlende Technologien* Wirtschaftlicher Zwang zu NAWAROs und Sekundrressourcen

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2) Biogene AbflleBiogen von/durch Leben entstanden Herkunft: Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen

2.1 Was sind biogene Abflle?* aus natrlichen Prozessen (Bestandesabfall)* aus anthropogener Aktivitt im ursprnglichen Zustand (Gartenabflle,

Lebensmittelzubereitung)* nach chemischer Vernderung (Speisemittel)* aus industriellen Prozessen (Klrschlamm)

2.2 Holz als biogener Abfall:* unbearbeitet aus nat. oder techn. Prozessen* bearbeitet (lackiert, imprgniert)* modifiziert (physikalisch, chemisch)* im Verbund mit anderen Materialien* Holzasche

2.3 Nebenprodukte Aus industriellen Prozessen:

* pflanzlich & mikrob. Biomasse (Lignin, Stngel, Klrschlamm) * Tierische Herkunft (Tierhute, Fell, Federn, Borsten)

=> Abfall oder Nebenprodukt?

2.4 Abfallwirtschaftsgesetz AWG:

*Eine geordnete Sammlung, Lagerung, Befrderung und Behandlung ist nicht im ffentlichen Interesse erforderlich, solange 1.Eine Sache neu ist

oder 2. sie in bestimmungsgemen

Verwendung steht.

* Die Sammlung, Lagerung, Befrderung und Behandlung von Mist, Jauche, Glle und organisch kompostierbarem Material als Abfall ist dann nicht [] erforderlich, wenn diese im Rahmen eines land- und forstwirtschaftlichen Betriebs anfallen und dort im unmittelbaren Bereich einer zulssigen Verwendung zugefhrt werden.

2.5 Materialien aus biogenen Ausgangsstoffen - Papier, Zellstoff, Biokunststoff (biologisch abbaubarer Kunststoff)

2.6 Wann wird biogenes Material zum Abfall?frher: Cradle to grave Stoffe im ganzen Lebenszyklus (Primrressource bis Ende)

werden als Abfall betrachtet heute: Cradle to cradle (cradle=Wiege)

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2.7 Gibbs und Helmholtz

Alles in unserer Welt strebt in Richtung abnehmbarer Enthalpie und zunehmender Entropie. (Prinzip des Energieminimums und der maximalen Unordnung)

G = H -T * S

G = freie Enthalpie H = Enthalpie S = EntropieT = Temperatur (K)

Die Entropie strebt gegen unendlich. Systeme finden grundstzlich nie von selbst in eine grere Ordnung zurck (=geringere Entropie). Dafr wre Energieaufwand notwendig, z.B. um Stoffe zu trennen und in ihre Reinstoffe zurckzufhren. Beispielsweise wrden sich zwei Gase mit unterschiedlichen Drcken von alleine vermischen, sie wrden sich aber nicht ohne weiteres wieder von alleine trennen. Somit ist 100 & Recycling nicht mglich ohne enormen Energieinput.Wenn G < 0 ist, luft die Reaktion freiwillig ab.

Das heit also, je grer die Temperatur T bzw. die Entropie S, umso grer die Wahrscheinlichkeit, dass die Reaktion freiwillig abluft.

2.8 Mikrobiologische ProzesseEnergiequelle: phototroph (Licht) chemotroph (Redoxreaktion) radiotroph (Ionisierende Strahlung) Elektronendonator: lithotroph (Anorganischer Stoff) organotroph (Organischer Stoff) hydrotroph (Wasser) Kohlenstoffquelle: autotroph (Anorganischer Stoff) heterotroph (Organischer Stoff)

2.9 Der Nutzungsgrad biogener Ressourcen hngt von konomischen, kologischen und technischen Bedinungen ab. Nutzungsgrad z.B. bei Holz hoch: Holz, Zellulose, Lignin (Lignin => Polymer, Vanillin) Nutzbare Teile Das ganze Material oder Teile davon:

Fasern Schalen Stngel Pressrckstand Borsten Federn

Stoffwechselprodukte und Inhaltsstoffe: Stoffwechselprodukte, die durch den Abbau entstehen (z.B. Biogas) Gewinnung von Inhaltsstoffen (z.B. Extrakt, anorg. Stoffe) Gewinnung von Chemikalien (z.B. org. Suren durch Fermentation)

Federn Keratin Biokunststoffe Chitinpanzer Chitosan Biokunststoffe Knochenmehl Gelatine Knochenleim

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Nhrstoffe in Klrschlamm: Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calcium, Magnesium

2.10 Wiederverwertung Verwendung * Eine Wiederverwendung kommt nur bei den biogenen Materialien in Frage, die keinem

raschen Abbau unterliegen (z.B. Holz) * Werden das gesamte Material oder Teile davon verwertet, ist ebenfalls eine

Abbauresistenz von Bedeutung (z.B. Verwertung von Fasern fr Dmmstoffe) * Bei biologischen Verfahren ist gerade die Abbaubarkeit der biogenen Abflle ein

wesentliches Kriterium (z.B. Kompostierung, Biogaserzeugung)

2.11 Gesetzliche Regelungen

* national: Abfallwirtschaftsgesetz 2002

* EU-Ebene: Abfallrahmenrichtlinie

* weitere:

Abfallrahmenrichtlinie Abfallwirtschaftsgesetz (AWG) Verordnung ber tierische Nebenprodukte (Hygienevorschriften) Bundesabfallwirtschaftsplan Kompostverordnung Verordnung ber die Sammlung biogener Abflle Abfallverzeichnisverordnung

Abfallrahmenrichtline:* Stoff wird fr bestimmte Zwecke verwendet * Markt/Nachfrage besteht * Technische Anforderungen, bestehende Rechtsvorschriften werden erfllt

(Qualittskriterien) * keine schdlichen Umwelt- und Gesundheitsfolgen durch Verwendung

Abfallende-Regelungen auf EU-Ebene werden erstellt fr: Krniges Gesteinsmaterial, Papier, Glas, Metall, Reifen, Textilien

Auf nationaler Ebene werden Abfallende-Regelungen dann angewandt, wenn es keine entsprechende Bestimmung auf EU-Ebene gibt.

AWG 2002Das Abfallende kann durch den Bundesminister festgelegt werden. Zu beachten: bereinstimmung mit Zielen und Grundstzen des AWG Wahrung ffentlicher Interessen Vorgaben des Bundesabfallwirtschaftsplans

andere gesetzliche Grundlagen

* ChemikalienverordnungRegistration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals (REACH) mehr Eigenverantwortung fr Produzenten

* Verordnung ber Recycling von AltholzZiele: Qualittsstandards fr Altholz festlegen; Regelung des Abfallendes von hochwertigem Recyclingholz

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* Abfallverzeichnisverordnung -> Kategorisierung (01, 02, ) von verschiedenen Abfallarten

* Bundesabfallwirtschaftsplan (BAWP) Bestandsaufnahme (Aufkommen, Verwertung, Beseitigung ausgewhlter Abfall- und

Stoffstrme) [Abfallstrme: z.B. Spermll aus Haushalten, Tierische Nebenprodukte, Holzabflle, -> Aufkommen in t ]

Kapazitt Abfallvermeidungsprogramm 2011-2017 Vorgaben und Manahmen des Bundes Leitlinien zur Abfallverbringung und Behandlungsgrundstze Altlastensanierung

Behandlungsgrundstze nach BAWP (Altspeisele, Kompost, Grrckstnde, Klrschlamm, )

2.12 Chemische Verbindungen in Biogenen Abfllen: Kohlenhydrate, Proteine, Fette, Lignin, Chitin,

2.13 Biogene Ressource: Material selbst oder Inhaltsstoff Celluloseflocken aus Altpapier zur Wrmedmmung; Textilfasern fr Spezialpapiere; Thujenl (Extrakt aus Baumschnitt)

Umwandlung zu einem Stoffwechselprodukt (durch biochemischen Umwandlungsprozess)

2.14 Kohlenhydrate: = Gesamtheit der Zucker, einfache Zucker wie Glucose und Polymere (Polysaccharide) wie Cellulose und Strke;

* Speicherstoffe der Pflanzen (z.B. Strke); * Gerstsubstanzen (Zellwand der Pflanzen, Cellulose)

2.15 CelluloseCellulose: 8000 - 12000 Glucose EinheitenHemicellulose: Polysaccharide, die hauptschlich Xylose, Arabinose und manchmal

Galactose enthalten

Cellulose als Dmmstoff* Celluloseflocken aus Altpapier durch mechanische Zerkleinerung* Zugabe von 12 - 20 % Borsalz (Brandschutz, Schutz vor Schimmel)

Celluloseflocken* lose Schttung* volumenbestndig, sicher vor Ungeziefer und Schimmel* nicht druckbelastbar* Einblas- oder Sprhverfahren

Positiv: Negativ:*Recyclingrohstoff * Feinstaub bei Verarbeitung* wenig Energie * nicht kompostierbar* wiederverwendbar* Deponiefhig

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2.16 Agar, Pektine, MureineAgar: aus Zellwnden von Algen, gelbildendPektine: pflanzl. Polysaccharide; Geliermittel, Verdickungsmittel (Marmeladen,Gummibren) Mureine: Bakterienzellwnde

2.17 Chitin: * Polysaccharid, Essigsureamid; Gerst hnlich der Cellulose, nach Cellulose die hufigste

organische Substanz; * Abfall aus Krabbenfischerei + mikrobiologischen Prozessen * Chitosan wird technisch aus Chitin gewonnen (durch Deacetylierung) und ist leichter zu

verarbeiten; lslich in verdnnten starken Suren + organischen Suren * Nutzung von Chitosan: Fasern, Schaumstoffe, Membranen, Folien, Medizin

2.18 Abbau von Strke: - enzymatisch - durch Mikroorganismen (Clostridien)

2.19 Proteine: Polymere Stoffe mit hohem Molekulargewicht, die sehr unterschiedlich aus 20 Aminosuren aufgebaut sind; enthalten C, O, H, immer N, manche auch S; kommen in allen Lebewesen vor

Proteinabbau (Proteolyse): Protein -> Oligopeptide -> Aminosuren ; durch Proteolytische Enzyme, extrazellulr; Peptide = kleine Proteine

Oligopeptide + Aminosuren werden durch spezifische Transportsysteme in die Zelle aufgenommen und durch intrazellulre Proteasen (= Enzyme, die Proteine und Peptide spalten knnen) zu den Aminosuren abgebaut Bei der Proteolyse frei werdende Peptide und Aminosuren knnen zur Energiegewinnung verwendet werden

2.20 Fette, Lipide: * unlslich in Wasser; flssig, halbfest oder fest* Fette kommen in Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen vor * Neutralfette sind Triglyceride der Fettsuren * Abbau: zu Acetat (durch Glycerinabbau)

2.21 Methanogenese (Methanbildung)

Bei anaerobem Abbau (Energiestoff-wechsel) der organischen Substanz wird Methan gebildet; Die Produkte primrer und sekundrer Destruenten werden von den methanbildenden (methanogenen) Bakterien genutzt. Methanogene Bakterien: Letzter Teil der anaeroben Nahrungskette; entfernen den W a s s e r s t o f f a u s d e m S y s t e m (mutualistische Symbiose) CO2 als Kohlenstoffquelle

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2.22 Behandlungsgrundstze (BAWP) Prozesse: * physikalisch (Celluloseflocken->Dmmstoff) * chemisch (Seifenherstellung) * Biotechnologisch (Biogas, Kompost) * Bioraffinerie (Raffinerie = Verfeinerung) (biologisch + chem.-physik.; z.B. Biogas-Raffineriekonzept)

2.23 Altspeisefette, -le und Fettabscheiderinhalte * Schmiermittelerzeugung * Biodieselproduktion mit Glyceringewinn * Verseifung mit Glyceringewinnung * Biogasgewinnung

2.24 Biodiesel: Glycerin wird durch chemische Verfahren durch niedermolekulare Alkohole ersetzt. Glycerin fllt als Abfallprodukt an und kann in der Biogasanlage als Substrat gentzt werden.

2.25 Erden: * Ausschlielich aus Bodenaushubmaterial; * hergestellt unter Verwendung bodenfremder Bestandteile;

-> Zugelassene Materialien: Holzasche, Schlamm, Gips, Blumenerden, Heilerde,

2.26 Phosphorgewinnung aus Klrschlamm: 1. Elektrokinetische Phosphor-Rckgewinnung aus Klrschlammasche:

durch elektrokinetischen Transport in einem Gleichstromfeld -> Phosphatanionen wandern entgegen der Bewegungsrichtung der meisten Schwermetalle zur Anode und knnen somit selektiv aus der Asche gelst werden.

2. Phosphor-Rckgewinnung als Magnesium-Ammonium-Phosphat--> Phosphatdnger

2.27 Abfall als Ressource: Grenzen Energieaufwand, Verfgbarkeit, Gesetzliche Restriktionen

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3) Mineralische BaustoffeAnorganisch: Lehm, Ziegel, Kalksandstein, Leichtmauersteine, Beton, Estrich, Mrtel, Putze, Bauplatten (Gipskarton, Gipsfaserplatten)

Aufkommen2009: ~7 Mio t mineralische Abflle aus Bauwesen (vgl. Haushaltsabflle = ~4 Mio. t)

* Bauschutt (Ziegel, Keramik, Steine, Fliesen, ..), * Straenaufbruch, * Betonabbruch, * Gleisschotter, * Baustellenabflle (Dmmstoffe, Kunststoffrohre, ..

-> mineralischer Anteil bei Baustellenabfllen = 40-90%)

3.1 Strategie: Urban Mining * Nutzung von anthropogenen Lagern (Stdte) zur Gewinnung von Sekundrrohstoffen; * Rckgewinnung von Baustoffen, Metallen, Kunststoffen, Phosphor, etc* Groe Mengen an mineralischen Baustoffen pro sterreicher

sterreichischer Rohstoffplan: * Versorgungsengpsse (nur regional handelsfhig) * Zugnglichkeit zu Rohstoffvorkommen immer schwieriger(Raumplanung, regionales

Problem) * Festlegung von Rohstofflchen * Nutzung von Sekundrressourcen (Recyclingbaustoffe)

3.2 Lagererkundung: * Kenntnis der Gebude notwendig fr optimale stoffliche Verwertung* Gebude sind sehr heterogen und individuell (je nach Bauperiode unterschiedliche Zusammensetzung)--> derzeit aufzubereitende Baustoffe aus 40 bis 80 Jahre alten Bauwerken (--> wenige

Materialien, leicht zu trennen)--> zuknftig komplex Baustoffstrme (z.B. Wrmedmmverbund)Deutschland: 88% stoffliche Verwertung bei Bau- und Abbruchabfllen Lsungsmglichkeiten:

* Gebudepsse bei Neubauten; * Rohstoffkataster der bestehenden Gebudesubstanz; * selektiver Rckbau um die Qualitt der Sekundrrohstoffe zu erhhen; * Nutzungsverlngerung von Gebuden

3.3 Gesetzliches: - Verordnung ber die Trennung von bei Bauttigkeiten anfallenden Materialien

* getrennte Sammlung und Verwertung von verwertbaren Baurestmassen; * Verpflichtung fr Bauherrn zu trennen und zu verwerten; * Trennung ab einer festgelegten Menge pro Stoffgruppe; * Verpflichtung geht meist bei Bauvertrag auf Bauunternehmer ber

- Deponieverordnung Baurestmassendeponie (hchstens 10% Volumen Fremdanteile) Vermischungsverbot

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3.4 Recycling:

Verwertungswege* Bauschutt --> Zuschlagstoff fr Mauerwerksteine und Beton, Schttungen, etc.* Straenaufbruch --> Zuschlagstoff fr Asphalt, Straenbau, landwirtschaftliche Wege* Betonabbruch --> Zuschlagstoff fr Betonprod., Straenbau, Leitungsbau* Gleisschotter --> Wiedereinbau nach Reinigung

ca. 400 Aufbereitungsanlagen fr mineralische Baustoffe in sterreich

Aufbereitung:1) Trockene Bauschuttaufbereitung (vorsortieren, sieben) 2) Nasse Bauschuttaufbereitung (Sink-Schwimm-Verfahren)

erfolgt nach definierten Eigenschaften (Richtlinie fr Recycling-Baustoffe des sterreichischen Baustoff-Recycling Verbandes (BRV)) * Krnchengre, * Stoffzusammensetzung, * physikal. Eigenschaften, * Umweltvertrglichkeit (Eluatgrenzwerte enthlt z.B. pH-Wert, Elektr. Leitfhigkeit,

Elemente) -> Qualittsklassen A+, A, B, C

Durch Recycling werden: Deponien entlastet primre Rohstoffe eingespart

Auswirkungen* Entlastung der Deponien* Primre Rohstoffe (Kies, Sand, Schotter) werden eingespart* Reduktion der kologischen Auswirkungen ist gering* Rckbauqualitt ist entscheidend* Baustoff-Recycling = Downcycling

3.5 ZementGroteil der mineralischen Baustoffe sind zementgebunden (Beton, Mrtel, Betonsteine, Mauerwerksteine, Estrich) => Verringerung der kol. Auswirkungen nur bei Produktion mglich (durch Reduktion des Energieaufwandes, Einsatz von sekundren Rohstoffen)

Zementindustrie -> Einsatz von Sekundrressourcen * Zement als Basis fr die Herstellung von Beton, Mrtel, Betonmauersteinen* hoher Energieaufwand bei Klinkerproduktion --> kologische Auswirkungen

Mglichkeit der Nutzung von Abfllen: - Ersatzbrennstoffe (Reifen, Kunststoffe) - Schlacken aus der Stahlindustrie (Httensande, Hochofenschlacke)

Zement: * anorganischer, nichtmetallischer, feingemahlener Stoff; * erstarrt nach Anrhren mit Wasser (chem. Reaktion: Hydratation) * Hydraulisches Bindemittel; * Herstellung aus Kalkstein, Ton und Mergel * Groerzeuger & Verbraucher: China (45 % der Weltproduktion)

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Beton* frhgeschichtliches Bindemittel, bereits vor 14.000 Jahren in Verwendung* Mischung aus Kalk, Ziegelmehl, Puzzolanerde* Rmischer Beton --> Monumentalbauten* im Mittelalter vergessen, seit 1700 Weiterentwicklung

Zementindustrie in sterreich* ausreichend eigene Rohstoffvorkommen* gleichmige Verteilung der Standorte* 9 Zementwerke mit Klinkerproduktion

Zementklinker (Hauptbestandteil)* Gemahlenes Rohstoffgemisch, im Drehrohrofen bei 1450 C zu Sinter erhitzt* es entstehen Klinkerphasen (Calciumsilicate, Calciumaluminate)* Tricalciumsilicat fr Zementeigenschaften verantwortlich (entsteht bei > 1250 C aus Calciumoxid und Siliciumdioxid)

Zusatzstoffe* Httensand* Puzzolane* Flugasche* Gebrannter Schiefer* Kalkstein

Zusatzstoffe aus Abfall* Httensand

beim Schmelzprozess im Hochofen, Nebenprodukt der Schlacke Kontakt mit Wasser --> glasig erstarrt, latent hydraulisch2/3 Calciumoxid, Magnesiumoxid, Siliciumoxid; Rest ist Aluminiumoxid

* Flugaschekieselsurehaltige oder kalkreiche Staubpartikelaus der Rauchgasabscheidung von KohlefeuerungenKEINE MVA-Flugasche

* Silicatstaubentsteht bei Reduktion von Quarz mit Kohle im Lichtbogenofensehr feine, kugelige Partikel mit hohem Gehalt an SiliciumdioxidFilterstaub bei der Herstellung von Silicium, Ausgangsstoff Quarz

Zementherstellung: * Rohmaterialaufbereitung

(Mischung, Trocknung, Aufmahlung, Korrekturmaterialien, Lagerung) * Brennvorgang

(Entsuerung, Sinterprozess (Ablagerung), Brennstoffe, Ersatzbrennstoffe) -> unvermeidbarer CO2-Ausstoss! Entsuerung im Vrwrmer, Sintvorgang im Drehrohofen (hohe Brenntemperaturen)

* Zementmahlung Zementklinker mit Httensand, Flugasche oder Kalkstein und Gips in Kugelmhlen gemahlen Mahlfeinheit ausschalggebend fr spez. Oberflche und Geschwindigkeit der Hydratation

Hrtung * bei Reaktion mit Wasser

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* Hydratationswrme ca. 420 kJ / kg* Aushrtung beginnt unmittelbar beim Kontakt mit Wasser

Mitverbrennung von AbfllenGesetzliche Grundlage: Abfallverbrennungsverordnung 2002 Ersatzbrennstoffe sind Brennstoffe aus sortenreinen oder gemischten Abfllen, die direkt, ohne nennenswerte Aufbereitung, in industr. Mitverbrennungsanlagen eingesetzt werden

Altreifen, Kunststoffabflle, Altle, Lsungsmittel, Papierfaserreststoffe, Tiermehl,

Koventionelle Brennstoffe machen 54 % aus (vor allem Kohle)Ersatzbrennstoffe 46 % (vor allem Kunststoff, Altreifen, Altl)

* etwa die Hlfte des jhrlichen Altreifenaufkommens in verbrannt* blicherweise Direkteinbringung stckweise, zum Teil vorgeschaltete Shredder* bis zu 25 % Primrenergieeinsparung* Stoffe + Spurenelemente der EBS reichern sich im Klinker an

=> Genaue Qualittskontrolle + Prozessfhrung!

Bsp.: zu viel Zink -> Zunahme des Wasseranspruches zu viel Blei (in Altlen) -> Verringerung der Erstarrungszeit, Vernderung der Festigkeitsentw. zu viel Cadmium (Altkunststoffe)-> Verringerung der Schmelzphasentemp., Einfluss auf

Hydratation zu viel Chlor -> Salzbildung zu viel Nickel -> rasche erhhte Frhfestigkeit andere: Mangan, Titan, Phosphor

EmissionsgrenzwerteLaut AVV (2010) gelten in den Anlagen zur Abfallverbrennung (MVA) strengere Grenzwerte als in Anlagen zur Zementerzeugung, die Abflle mitverbrennen.

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4) Schlacke4.1 Aufbereitung von Rostasche aus der Abfallverbrennung, Asche aus Biomasse

Metallabscheidung* MVA Anlagen seit 30 Jahren oder mehr in Betrieb* nur in Spittelau bereits frh Metallabscheidung durchgefhrt * in Sdeuropa, bersee keine Metallrckgewinnung* Primrgewinnung verbraucht ein Vielfaches an Energie

z.B.: Alu primr: 183 GJ / t; sekundr aus Schrott: 7 GJ / tgroe CO2 Reduktionen mglich (Alu > Fe > Edelstahl > Cu > Zn

Prinzip der Aufbereitung

Rckgewinnbare Metallmengen (% der MV-Rostasche)* NE-Metalle in MV-Rostasche: 0,1-0,5% * Fe-Metalle in MV-Rostasche: 5,7-10% * Metalle in MV-Rostasche: 7,2-11,8%

4.2 Magnetabscheider

Empfehlung:

* mglichst trockenes Sortiergut * Kornvereinzelung vor der Abscheidung * Magnetabscheidung im freien Fall* Entscheidung ber Zerkleinerung im Einzelfall

(erhhte Metallausbeute vs. Energiebedarf)

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4.3 Wirbelstromabscheider* die zur Abscheidung bestimmten Stoffe werden einem magnetischem Wechselfeld

ausgesetzt => es entstehen Wirbelstrme in Metallen senkrecht zum magnetischen Feld* diese Wirbelstrme bauen Magnetfelder auf, die dem induzierenden Magnetfeld entgegen

gerichtet sind. * abstoende Kraftwirkung (+ & -), Ablenkung bewegter Stoffe

Voraussetzungen* Kornvereinzelung des Abfallstromes (keine berlastung)* keine langgestrecken Teile (Drhte)* nicht zu weites Korngrenintervall* mglichst hoher Faktor el. Leitfhigkeit / Dichte

4.4 Trockene Aufbereitung und Nasse Aufbereitung:

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4.5 Rostasche-Aufbereitung in Wien* Herstellung von Schlackebeton fr den Randwall der Deponie Rautenweg * Metall-Recycling

4.6 Alternative Trenntechnik: a) Sensorsortierung von Metallen:

* Farbsortiersystem (Abtrennung von Kupfer aus Weiblech) * Induktionssortiersysteme (Magnetisierbarkeit von Metallen wird erkannt, Druckluft)* Electromagnetic Camera (Tomographie) * Rntgensortiersysteme (weitere Trennung von NE-Metallen) * Hochleistungsprozessor-Sortierung

b) Bsp. kinetische Hydrosetzmaschine: * Trennung nach Sinkgeschwindigkeit im Wasser * Aber: Wirbelstromabscheidung nur ab ca. 4 mm mglich

c) mittels Dichtesortierung trennbare Korngren: Schwerkraftscheider, Zentrifugalkraftscheider, ..

4.7 Natrliche Alterung* an Oberflche (bis 10 cm tief) Karbonatisierung* in tieferen Schichten nur geringfgiger pH-Rckgang (--> verringerte Pb-Auslaugbarkeit)* besserer und dauerhafter Rckgang der Auslaugbarkeit durch aktive Alterung (mit CO2)* Korrosion von Metallen fhrt zu Verlusten und Bildung von Aggregaten (Anbackungen)

Verwertung von MV-Rostasche: Straenbau, Deponiebau, Ablagerung, ..

4.8 sterreichischer Behandlungsgrundsatz Rckstnde aus Abfallverbrennungsanlagen

-> unverbindliche Richtlinie fr die Verwertung aufbereiteter Reststoffe im StrassenbauAnforderungen:* Gesamgehalte & TOC (zB Grenzwert Pb: 900 mg / kg TM)* Eluatwerte (pH, Cl, Sulfat, Pb, Cu...)* Restmetallgehalte Fe und NE

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nur Einbau in Tragschichten unterhalb von gering durchlssiger Deckschicht ist zulssig

4.9 Aschen aus Biomasse: Unterschiedliche Aschetypen* Wirbelschichtfeuerung: Bettasche, Zyklonasche, Filterstaub * Rostfeuerung: Rostasche, Zyklonasche, Filterstaub (=Feinstflugasche) * Unterschiede Hackschnitzel / Rinde / sonstiges

Aschen aus Holzfeuerung* je heller, desto besserer Ausbrand * pH-Wert bis 13 * rckzufhrende Nhrstoffe Ca, K, Mg, P* je nach Standort und Pflanze unterschiedlicher Gehalt an Schwermetallen, As, und F* Feinstflugasche: hoher Gehalt an Cd, Pb, und Cs* Schlechter Ausbrand: PAK-Gehalt mglich * Zyklonaschen: trocken (=> Staubemissionen) * Rostaschen: feucht * Nutzbare Nhrstoffe in Mischung aus Grobasche und Zyklonasche (v.a. CaO) * Nhrstoffe fr Rinden- und Holz-Hackgutfeuerung: Ca, Mg, K, P, Na

Regelung: . Richtlinie Ausbringung von Pflanzenaschen * Feinstflugaschen drfen nicht in Wald und Feld ausgebracht werden* nur Qualittsklassen A und B drfen aufgebracht werden* Zulassige Ausbringungsmengen

Ackerland 1,0 t / ha * aGrnland 0,5 t / ha * aWald 2 t / ha * a

4.10 BABIU = Bottom Ash For Biogas Upgrading Verwendet werden 1) Altdeponie oder Anaerobanlage Gase und 2) Reaktive, alkalische Schlacke aus der MVA. Gaseinspeisung unter die Rostasche. Das vorher nicht verwertbare (Deponie-)Gas verlsst das BABIU-Verfahren als verwertbares mit hherem CH4-Gehalt -> Einspeisung ins Gasnetz (Kriterien und Brennwert beachten). Die Schlacke nach dem BABIU-Verf ist verwittert und pH-neutral und kann als Baustoff oder Ablagerung verwendet werden.

Innovative Prozesse zur Aufbereitung von Biogas: BABIU Prozess Absorptions-Regeneration (KOH-Lsung absorbiert CO2)

BABIU: Gaseinspeisung unter die Rostasche; Karbonatisierungstank (Rostasche wird aufbereitet) -> karbonisierte Rostasche; danach Einspeisung ins Gasnetz -> Kriterien fr CH4 und Brennwert mssen erfllt sein. CO2 wird als Calcit (CACO3) gebunden, H2S wird eliminiert, Auslaugbarkeit verringert (Al,), pH-Werte verringert

Potentielle industrielle Anwenudng von BABIU:* Aufbereitung von Schwachgas* Schutz der Gasmotoren durch Eliminierung von H2S* Aufbereitung von Biogas mit geringerem Gehalt an N2 zu H-Gas Qualitt* Aufbereitung von Biogas zu L-Gas Qualitt* Downgrading von H-Gas zu L-Gas * Stabilsierung bzw. Krabonatisierung von MV-Rostasche

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5) Kritische Rohstoffe5.1 Mineralische Ressourcen

* Lagersttte: Natrliche Konzentration eines Minerals/Elementes in der Erdkruste * Reserven: Teil der geologisch nachgewiesen, wirtschaftl. nutzbar und legal abbaubar

ist * Reservebasis: Reserven + Teil, der realistisches Potential fr wirtschaftl. Nutzung

hat (ggf. neue Abbautechniken) * Seltene Metalle: Osmium, Platin, Gold, Uran,

5.2 Was sind Kritische Rohstoffe?Kriterien:

* Reservemenge: geringe golbale Reserven* Metalle mit geringer statischer Reichweite = Reserve / jhrliche Produktion (t/a)* Geopolitische Knappheit: Metalle mit hohere geopraphischer Konzentration d.

Produtktion und / oder Reserven:- Selten Erden: China 96 %, USA 2 %- Niob: Brasilien 90 %, Kanada 9 %- Antimon: China 87 %, Bolivien 3 %- usw....

* weiters: Trend d. Nachfrage, geringe Prod.-mengen, Feinverteilung von Metallen

Seltene Erden: China hat 97% der Primrprod. steigende Nachfrage; China drosselt Prod. und besteuert SE zustzlich (=> Klagen von WTO) -> Entspannung der kritischen Lage dann mglich, falls Mine in Grnland 2015/2016 in Betrieb geht.

5.3 Nationale Definition und Mazahlen

BMVIT/BMWA-Definition: Mineralischer Rohstoff ist aus nationaler Sicht dann kritisch, wenn zufolge der Importabhngigkeit die Versorgungskette fr einen fr sterreichische Wirtschaft bedeutenden Rohstoff empfindlich gestrt/unterbrochen wird.

Versorgungsrisiko-Index SRi (BMVIT, EU-WG):

SRi = i*(1-i)*HHI

SRi = Versorgungsrisiko-Index fr Rohstoff i iSubstitutionskoeffizient (Substitution = Ersetzen) 0,0 = leicht substituierbar; 1,0 = nicht subst. iRecyclingkoeffizient (= Verhltnis recycelte Masse aus Altstoffen / Europischer Verbrauch)

Herfindahl-Hirschmann Index HHI: Mazahl zur Erkennung von Versorgungsrisiken durch Unternehmenskonzentrationen und politische Risiken.

HHI = (S)2 * WGI

S Anteil eines Landes an der Weltproduktion. Summiert wird ber alle Lnder der Welt. WGI.... World Governance Index = Ma der Weltbank fr die polit. Stabilitt eines Landes

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HHI = 0 -> min./kein Versorgungsrisiko HHI = 10 -> max. Versorgungsrisiko

5.4 Coltan-Konflikt (Cobalt-Tantal-Erz) im Kongo: Konflikt um illegalen/manuellen Coltanabbau begann ~1999 => Intensivierung & Verlngerung des Stammeskrieges = > Armut, Tode Mgl. Lsung: fairer Handel, Kontrolle durch EU oder internat. Organisation

5.5 Seltene Erden-Primrfrderungen * Risiken: Eintrge ins Grundwasser, Dammversagen, Luftemmission, Abwasser, Staub

5.5 Frderstrategie in (BMVIT) fr kritische Rohstoffe: 1) Primrrohstoffe: neue Explorations-, Frder- und Aufbereitungstechnik2) Recycling/Re-Use: z.B. neue Logistik f. Re-Use, verbesserte Trenn und

Aufbereitungstechnik 3) Substitution: Die Frderstrategie stimuliert 100%-ige Substitution einzelner kritischer

Rohstoffe im jeweiligen Produkt bei gleichbleibender Funktionalitt des Produktes

5.6 Ausgewhlte kritische Rohstoffe: Platin: in KFZ-Katalysatoren (Verluste durch KFZ-Wracks-Export), Chemicalien,

Zahntechnik, Elektro(nik)gerte, Schmuck Niob: Stahllegierungen hohe Festigkeit auch bei hohen Temperaturen,

Konzentration in den Stahllegierungen gering (< 0,1 % Nd) => Recycling deshalb noch unbedeutend

Neodym: Permanentmagneten (Legierung mit Fe und Bor) Batterien fr Elektrofahrzeug, Windkraftanlagen (getriebelose WKA mit Nd-Fe-B-Magnet), Datenspeicher, Lautsprecher, .. als Oxid: Leuchtstoff in LCD-Bildschirmen, Energiesparleuchten Feuerzeuge (im Feuerstein), Glserfrbung, Schweierbrillenglser, Sonnenbrillen

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6) Kunststoffabflle6.1 Herstellung & Recycling:

Grundbausteine: Makromolekle (organische Monomere, die zu Polymeren verbunden sind)

bestehen aus makromolekularen Stoffen: Kautschuk, Zellulose, Proteine oder aus niedermolekularen organischen Stoffen: Ethylen, Benzol, Formaldehyde, .., die durch Synthese verbunden sind (Polymerisation, -kondensation, -addition)

Polymerisation: * Ausgangsstoffe sind Monomere mit Doppelbindungen zw. C-Atomen * Doppelbindungen werden durch Initiator aufgelst * Monomer verbindet sich mit anderen Monomeren zu Makromoleklen (z.B.

Polystyrol, Polyvinylchlorid)

Polykondensation: * funktionelle Gruppen zweier Molekle schlieen sich unter Abspaltung eines

kleineren Molekls (z.B. werden ein paar O und H weggelassen) zu hherer Einheit zusammen (z.B. Polyamide, Polyester)

Polyaddition: * Endgruppen von Monomeren werden umgelagert * keine Abspaltung kleinerer Einheiten

Thermoplaste: * lineare oder verzweigte Polymerketten * Ketten frei gegeneinander verschiebbar* durch Wrmeeinwirkung verformbar => Verwertung durch Umschmelzen mglich * z.B. Polyethylen, Polypropylen; (Puppen, )

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Duroplaste: * eng vernetzte Makromolekle, hrten unter Wrmeeinwirkung aus* nicht schmelz-/schweibar * z.B. Polyesterharze; (Schutzhelme, Topfgriffe)

Elastomere: * weitmaschig vernetzte Polymere * weich gummielastisch* thermisch nicht umformbar * z.B. Kautschuk; (Gummibnder) Autoreifen

Spritzgievorgang geschmolzener Kunststoff wird ber eine Schnecke zur Dse transportiert, dann in den Werkzeughohlraum gespritzt. Durch Wegziehen der beweglichen Werkzeughlfte fllt dann das fertige Spritzteil heraus.

Extruder:Frdergerte, die nach dem Funktionsprinzip des Schneckenfrderers feste bis dickflssige Massen unter hohem Druck und hoher Temperatur gleichmig aus einer formgebenden ffnung herauspressen. Dieses Verfahren wird als Extrusion bezeichnet.

6.2 Kunststoffanwendungen in Europa: 39% Verpackung (hauptschlich PE) 27% andere 21% Bauen & Konstruktion (hauptschlich PVC) 7% Automobil 6% Elektro & Elektronik

6.3 Sekundrrohstoffmrkte Kunststoff: * man unterscheidet

1) Primrmrkte* groer Teil erzeugter Kunststoffgranulate aufgrund der Qualitten

wettbewerbsfhig zu Primrkunststoffen* Herstellung: Mischungen aus Primr- & Sekundrkunstst. mglich* hochwertige Endprodukte mglich * als Produkte gelten bereits Rezyklate (Mahlgter, Regranulate), da sie

Primrkunstst. ersetzen

2) Zweitmrkte* Mischkunststoffe zu Produkten (Bnke, Bodenplatten, Paletten, Rinnen) * ersetzen Holz, Beton, Primrkunststoffe

* 4 Teilstrme bei Kunststoffverwertung1) Produktionsabflle (beste Qualitten durch getrennte Sammlung)2) post-industrial Materialien (Verpackungen, Fllgter in hohem Ma getrennt erfasst)3) post-consumer Abflle4) Kunststoffe aus gemischten Gewerbeabfllen und Bauschutt (Kunststoffe

aussortiert, weil z.B. PVC nicht verbrannt werden darf)* Technologie

- Boom bei halbautomatischen und automatischen Sortieranlagen- gezielte Ausschleusung bestimmter Stoffe (PVC)- Abtrennung verwertbarer Fraktionen und Ersatzbrennstoffen- Voraussetzung: getrennte Erfassung von Restmll

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6.4 Verwertungsstrategien bei Kunststoffabfllen* stoffliche (durch Umschmelzverfahren); ~22,5 Masse-% ist stofflich zu verwerten * rohstoffliche Verwertung durch Zerlegung in ursprngliche chemische Bestandteile * thermische Verwertung durch Nutzung Energieinhalt

--> CO2-Einsparungen bei PET und PE gegenber Primrproduktion

6.5 Stoffliche Verwertung: - einfache Aufbereitung fr spezifische Anwendungen (z.B. nur Zerkleinerung fr

innerbetriebliches Recycling - fr Thermoplaste mittels Umschmelzverfahren - fr Elastomere durch teilweise Aufhebung der Vernetzung - Voraussetzung: Sortenreinheit! -> Qualitt der Folgeprodukte - Verfahren sind Stand der Technik

Umschmelzverfahren* Vorsortierung* Zerkleinerung (fr gleichmige Kornverteilung)* Waschen (verbessert Trenngenauigkeit und Materialdichte)* Trennen (nach Dichte, Leitfhigkeit, etc)* Regranulieren / Vermahlen (ber Extruder oder Vermahlung zu Pulver)

stoffl. Verwertung von Elastomeren, Bsp. Altreifen* Zerkleinern von Reifen* Nutzung von Gummigranulat (Sportplatzbelge, Schuhsohlen, Dmmplatten)* Federstahl fr Stahlproduktion* Textilfasern fr Asphaltherstellung* Sekundrmaterial mit guter Qualitt: zurck in Reifenproduktion

Runderneuerung von Reifen (variert im Einsatzbereich etc.) -> Vorteile: Abfalleinsparung + Energieeinsparung gegenber Neuproduktion

stoffliche Verwertung von PET-Flaschen: * aus hygienischen Grnden: Sekundrmaterial darf nicht mit Lebensmittel in Kontakt

kommen -> mehrschichtige Herstellung von Flaschen notwendig

=> Einsatz als Baumaterial * berall in ausreichendem Ma vorhanden* mit Lehm oder Sand gefllt, wirken sie in der Wand stabilisierend* fr rmere Bevlkerung erschwinglich* Bsp. Polli Brick (hohle Ziegeln in Wabenform) -> Einsparung von ca. 70%

stabil, dauerhaft, lichtdurchlssig, isolierend, feuerfest

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* Crea-Solv-Prozess fr Elektroaltgerte, Altautos, Verpackungen durch Auflsen des Zielpolymers, Abtrennung von Strstoffen und Flammenschutzmittel -> Rckgewinnung des Lsemittels => Gewinnung von hochwertigen PET, ABS, EPS, HIPS, PP

*Zukunft: Pilze zerlegen PET -Pilze (Thermobifida) und von ihnen produzierte Enzyme (=Katalysatoren)-dadurch knnen erstmals synthetische Kunststoffe in Ausgangsstoffe zerlegt werden

6.6 Rohstoffliche Verwertung* Kunstoffe werden in ihre chemischen Ausgangsstoffe zerlegt (Prozesse: Vergasung,

Hydrierung, Hydrolyse, etc.)* Verschmutzungsgrad unwesentlich, auch Mischkunststoffe verwertbar* strend: halogenhaltige Kunststoffe und schwermetallhaltige Additive (PVC)

Hochofenprozess* v.a. fr Mischkunststoffe* Kunststoffe im Hochofen zu Synthesegas * als Reduktionsmittel fr Eisenerz eingesetzt --> ersetzt fossile Brennstoffe

HydrolyseSpaltung von Polymeren durch Temperatur und Druck mit Wasser in niedermolekulare Ausgangsstoffe* groer verfahrenstechn. Aufwand (hohe T und p)* fr PET, PC, etc.

Hydrierung* Spaltung von Polymeren bei 500 C und 300 bar* Wasserstoff lagert sich an Bruchstcken an --> liges Spaltprodukt* Mischkunststoffe

Pyrolyse* Zerlegung bei 300 und 900 C unter Luftabschluss* vermischte, verschmutzte, sortenreine Kunststoffe* Produkte: Pyrolysel bzw. -gas, Pyrolysekoks

--> Verflssigung von Kunststoffen (Pyrolyse)* Herstellung von l aus Kunststoffabfllen schon um 1970* immense Kosten durch Sortierung und Vorbehandlung * 70 - 80 % l, 10 - 20 % Gas* schon geringe PVC Anteile --> zu hohe Chlorwerte (kann nicht als Treibstoff

verwendet werden)* Lsung Hydrierung derzeit nicht wirtschaftlich

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6.7 Chemische VerwertungGlykolyse* Kunststoffmolekle durch Glykole dort gespalten, wo bei Polykondensation verknpft* Sekundrprodukte knnen direkt als Rohstoff eingesetzt werden* Verwertung von Schaumabfllen aus Fahrzeugindustrie

6.8 Kunststoffabflle als Ersatzbrennstoffe* unterschiedlicher Brennwert, Polyolefine entspricht Heizl* Ausschleusung schadstoffhaltiger Kunststoffe (PVC)* ersetzen fossile Primrenergietrger in industriellen Anwendungen

6.9 Biokunststoffe* Rohstoffe* Kreislauf: Sonne, Pflanzenwachstum, Verarbeitung zu Produkten (Verpackungen),

Kompost, Vergrung bzw. natrliche Zersetzung* gemeinsame Erfassung mit Biotonne fr zertifizierte Biokunststoffe* biologischer Abbau innerhalb von 6-10 Wochen* keine Vernderung der Kompostqualitt bzw. Pflanzenertrag* idealer Kreislauf oft nicht mglich (getrennte Erfassung nicht mglich, verunreinigt)

--> Miterfassung im Restmll

- Kompostierbare Pflanzentpfe* Biokunststoff auf Strkebasis, Fasertpfe aus Altpapier, Mischung aus beidem* kompostierbar, mit Pflanze einsetzbar

- Kompostierbare Gehuse (Walkman, Handy)- kompostierbare Verpackungen- Autobestandteile

* seit den 70ern verwendet, wieder neu entdeckt* Tendenz steigend* Verkleidung, Verstrkung fr Gehuse* Reduzierung der Masse, Reduktion des Energieverbrauchs bei Produktion,

geringer Kosten

6.10 Situation in sterreich* kontinuierliche Steigerung der Kunststoffabflle (2004: 120 kg / EW)* stoffliche Verwertung hat sich verdreifacht seit 1994* thermische Verwertung verachtfacht* nur noch halb so viel wird direkt deponiert

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7) Gipsplatten / Dmmstoffe*Kenntnis der Gebude notwendig*diese sind sehr heterogen und individuell

7.1 Zementindustrie * hoher Energieverbrauch bei Klinkerproduktion

--> Ersatzbrennstoffe und Schlacken aus der Stahlindustrie

Schlacke statt Klinker* Hochofenschlacke bzw. Httensand Nebenprodukt des Hochofenprozesses* pro Tonne Roheisen fallen bis zu 300 kg Hochofenschlacke an* pro Jahr ca. 1 Mio. Tonnen Httensand* KEIN KLINKER NOTWENDIG* Einsparung von 80 % Treibhausgasemissonen

7.2 Gipskartonplatten* Gipskartonabflle bei Rckbau und als Schnittreste beim Neubau* stren die stoffliche Verwertung von Bauschutt* Deponieverhalten: hohe Wasserlslichkeit von Calciumsulfat --> Sickerwasserbehandlung* Schwefelwasserstoffbildung unter anaeroben Bedingungen in Massenabfalldeponien* Ablagerung verbraucht Deponievolumen* zuknftig ca. 200.000 Tonnen pro Jahr* Naturgips = Calciumsulfat mit Kritstallwasser

REA-Gips: * Gips, der aus den Abgasen von Rauchgasentschwefelungsanlagen gewonnen wird (aus

Kohlekraftwerken)* in Zementindustrie eingesetzt* weniger Einschrnkung in der Anwendung als bei Naturgips * Einsparung von 50 % Primrenergie

Stoffliche Verwertung* Aufbereitungsverfahren (Vorsortierung, Zerkleinerung, Metallabscheidung, Absiebung,

Dichtesortierung, Walzenbrecher, Endabsiebung => Trennung Papier und Gips) * festigkeitsbildender Prozess ist reversibel* durch thermische Behandlung wird Reaktionsfhigkeit mit Wasser wiederhergestellt* Probleme mit verunreinigten Abfllen* Gipsfaserplatten knnen aber nahezu zu 100% aus Abfllen bestehen (REA, Altpapier)* getrennte Sammlung ist notwendig (in aber noch nicht vorhanden)

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7.3 Wandaufbauten* Wrmedmmverbundsysteme auenseitig angebracht (Kleber, Dmmstoff, Unterputz, Oberputz)* Probleme:

- Mauerstrken abnehmend, Strke der Dmmung zunehmend- Dmmstoffe im Verbund eingesetzt- Verklebung einfach und kostengnstig, sorteinreiner Rckbau erschwert

Rckbau* nur durch entsprechende Planung vor Bau mglich - Design for Deconstruction* Abbruchverfahren

- Demolierung: keine Trennung der Stoffe- Demontage: Auseinandernehmen von Konstruktionsteilen- Rckbau: stoffliche Trennung

* Verdbelung wre leicht rckbaubar, eventuelle Wrmebrcken* Schienenbefestigung ist aufwendig, Dmmplatten knnten aber sogar wiederverwendet

werden

Mineralische Dmmstoffe* Steinwolle, Glaswolle (1 m3 Rohstoff gibt 150 m3 Dmmstoff)

Glaswolle* 30 - 80 % Altglas* Rohstoffgemenge bei 1400 C geschmolzen* Spinnmaschinen erzeugen durch Schleudern Glasfden* Bindemittel wird aufgebracht* Aushrtung* hoher Energieverbrauch beim Schmelzen (Verringerung durch Altglas)* schwierig in Entsorgung, weil alte Fasern brchig werden (Sortenreinheit)* nicht thermisch nutzbar* Rezyklierung von Baustellenabfllen kaum mglich

Steinwolle* bis zu 50 % rezyklierte Formsteine* Schmelzen bei 1500 Grad mit Koks* Schmelze fliet auf rotierende Scheiben, wird zerfasert und khlt ab* Bindemittel und Imprgnierl* hoher Energieverbrauch beim Schmelzen (Verringerung durch rezyklierte Formsteine

oder Altglas)* Limiterung auf unter 50 % Recyclinganteil* schwierige Entsorgung, schwer sortenrein abzubauen* thermisch nicht nutzbar* Rezyklierung von Baustellenabfllen kaum mglich* Wiedereinschmelzen nur mit ausreichender Sauberkeit mglich

Organische Dmmstoffe* Expandiertes Polystyrol* Granulat wird in Vorschumgerten mit Wasserdampf bei 100 Grad auf das 20 - 50 fache

expandiert und zu Platten geschumt, mit Flammschutzmittel ausgerstet

Stoffliche Verwertung von EPS* Werkstoffliche Verwertung mglich* EPS in Lsungsmittel aufgelst, Polystyrol ausgefllt, wiederaufschumbar* Verarbeitung zu Granulat --> Bodenauflockerung, Dmmschttung, Mrtel und Beton* sortenreine und saubere Sammlung

Thermische Verwertung in Mllverbrennungsanlagen28

8) Altkraftfahrzeuge als Ressource* Fahrzeugproduktion: strkster Zuwachs in Schwellenlndern (BRICS) * Zusammensetzung Alt-Kfz: Metallanteil ca. 2/3 3/4 der Masse; viel Cu! * Recycling:

- Pt (Platin), Pd (Palladium), Cu; - seltene Erden werden noch nicht recycelt, aber planmig in 10-20 Jahren

* Problem: Verkauf lterer Modelle in rmere Lnder ist gngig, aber dort fehlen Shredderanlagen

8.1 Vier Ebenen der Verwertung von Alt-Kfz: 1) Ausbau und Wiederverwertung von Teilen 2) Trockenlegung und Schadstoffentfrachtung 3) Zerkleinerung (Shredder) und Abtrennung verwertbarer Metalle

-> stoffliche Verwertung; Windsichter, Magnet, Siebe, NE-Metallabscheider 4) a) Post-Shredder Aufbereitung der Metalle, thermische Verwertung

oder b) Metallrckgewinnung und Behandlung der Shredderleichtfraktion

8.2 Schreddern* : 9 Shredder * Post-Shredder-Technologie: Aufbereitung von Shredderabfllen

(Shredderleichtfraktion) -> enthlt: Elastomere, Organik, PVC, Glas, und entstammt von Kunststoffen, Reifen, Holz, Lack, Keramik, Metall

* Shredderleichtfraktion - Auflockerung - Siebung - stoffliche/thermische Verwertung - Sortierung (=> Leichtgutfraktionen + metallhltiges Schwergut)

=> Rckgewinnung von Metallfraktionen

8.3 sterreichische Altfahrzeugverordnung * Hersteller & Importeure mssen Alt-FZ zurcknehmen (eigene Marken, Marken aus

Ausland)* Pflichten fr Sammel- und Verwertungssysteme * Verbot von Pb, Cr-Vl, Cd und Hg in Bauteilen fr FZ * Verwertungsquoten: 95% gesamt, 85% stofflich (ab 2015) * Lagerung auf abgedichteter Flche* Behandlung zur Beseitigung von Schadstoffen (Abtrennung v. Flssigk., Batterie

ausbauen,.) * Verbesserung der stofflichen Verwertung (Reifen, Glas, Cu, .. abtrennen;

Shredderleichtfr.)

8.4 Starterbatterien auf Blei-Basis -> Aufbereitung durch Abtrennung der Kunststoffe (stofflich oder thermisch verwertet). Mischung aus Gittermaterial und Paste wird neutralisiert. Trennung Gittermaterial, Paste, Na2SO4. Lsung kristalisiert. Paste mit Koks zu Pb reduziert.

8.5 KFZ mit neueren Antriebssystemen (Hochleistungsbatterien, Elektromotor, Elektronik; kritische Ressourcen; Zukunft auch Brennstoffzellen-Antrieb); NiMH-Batterie, weitere Metallhydrid-Batteriesysteme: Bsp. Li-Batterie in Kfz (Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Kathoden NMC und Lithium-Eisen-Phosphat-Kathoden LFP)

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8.6 Kritischer Rohstoff: Platin -> KFZ-Katalysatoren (Verluste durch Export, obwohl Rezyklierung bereits etabliert), weiters enthalten in: Zahntechnik, Gerte,

8.7 Altreifen: * Deponierung verboten* 53.000 t Altreifen in pro Jahr* ca. 2/5 stoffliche Verwertung

--> Gummimehl und Gummigranulat als Rohstoff fr Kunstoffbeschichtungen, Flachdach-Schutzmatten, Dmmmaterial, Bodenbelag, Schuhsohlen

* ca. 3/5 thermische Verwertung (Brennstoff in Zementwerken, ); --> Brennstoffzusatz in Zement- und Kohlekraftwerken

* ca. 3.000 t Runderneuerung; * Zusammensetzung: Naturkautschuk, Synthesekautschuk, Ru, Stahldrhte, Textilgewebe

Gummimehle und Gimmigranulate

8.8 Kuper in KFZ* in Hybrid- und Elektrofahrzeugen: deutlich mehr Kupfer; * Kupferanteil von Elektromotoren betrgt 50 - 60 %* Beryllium in Kupferteilen * Erzeugung von Kupfer fhrt zu hohen Umweltbelastungen

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9) Stahl / Aluminium9.1 Marktsituation * Nachfrage global steigend (am meisten in China) * Stahlpreis hngt von Marktsituation und Nachfrage ab* Preise fr Stahlschrott hngen mit Preisen fr Stahl zusammen * sinkende Nachfrage in Baubranche und Flugzeugbau drckt Preis

9.2 Stahl * Rohstoff = Eisen (vierthufigstes chem. Element der Erdkruste) * Eisenmineralien fr Gewinnung: Hmatit, Magnetit, Siderit, Pyrit * weitere Rohstoffe fr Eisengewinnung: Kohle, Erdgas, -l, Kalk, Dolomit, Quarzsand, ... * Eisenproduktion: Reduktion oxidischer Erze mit C zu Roheisen, anschliessend

Weiterverarbeitung zu Stahl

Stahlproduktion: Verdopplung seit 1995 Kokerei Sinteranlage Roheisenerzeugung (Hochofen)

Sauerstoffstahlerzeugung oder Elektrostahlerzeugung

* Hochofen- und Elektroofenprozess: Einsatz von bis zu 30 % Stahlschrott * bei Elektroofenprozess bis zu 100% Stahlschrott

Schrotteinsatz => Einsparung CO2 Kokerei: Austreiben der flchtigen Bestandteile der Kohle durch Erhitzung =>

Koks Sinterverfahren: Sintermischung wird in Zndofen erhitzt; schmelzen, erstarren,

Rekristallisierung Hochofenprozess: Gegenstromreaktor wird gefllt (Koks, Sinter, Pellets, )

-> einblasen heier Luft unten -> Koksschicht verbrennt zu CO -> CO steigt auf, bildet sich zu CO2 -> reduziert zum Metall

Sauerstoffkonverter: Reaktionsgef, worin Roheisen, Schrott und Kalk mit Sauerstoff gemischt werden. -> C lst sich (und andere Stoffe) meist verwendetes Verfahren: LD-Verfahren (Linz-Donawitz-Verfahren: ein Sauerstoffblasverfahren zum Frischen, also zur Stahlerzeugung durch Umwandlung von kohlenstoffreichem Roheisen in kohlenstoffarmen Stahl) 30% Schrott zur Khlung

Elektrostahlwerk: Einsatz von bis zu 100% Stahlschrott. Verbrauch elektr. Energie. Bildung von Schaumschlacke

Abflle aus der Stahlproduktion * Zusammensetzung: HO-Schlacke 50 %, BOF-Schlacke 20 % (LD-Verfahren - Basic

Oxygen Furnace; Furnace = Hochofen), Zunder, Stube, Schlmme * Hochofenschlacke: mengenmig bedeutsamstes Nebenprodukt: bis zu 300 kg / t

Roheisen* Stahlwerksschlacke (mehr Fe-Anteil): bis zu 150 kg / t Rohstahl* Elektroofenschlacke geringerr Anteil an freiem, chemisch ungebundenem Kalk: bis zu

150 kg / t Rohstahl

Stoffliche Verwertung: * Httensand zur Herstellung von Zement (durch Abschrecken der flssigen Schlacke

gewonnen), Bestandteile sind Kalk, Kieselsure, Alu- und Magnesiumoxid

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* Hochofenschlacke als Dngemittel (Vermahlen, Granulieren, Anreichern mit Rohphosphat)

* Stahlwerksschlacke im Straenbau (flssige Schlacke in Beete gegossen - Erstarrung. Eisenpartikel abgetrennt, verbleibende Schlacke gebrochen und im Straenbau eingesetzt)

Abflle, die eine Behandlung bentigen: * Filterstube (hohe Zn-Konz.)* Schlmme* lhaltiger Walzzunder

9.3 Aluminium * Herkunft von Gusslegierungsschrott und Knetlegierungsschrott: hauptschlich Transport,

Gebude* Rohstoff: Bauxit (Australien, Brasilien, Guinea)* 2-stufige Gewinnung:

- Erzgewinnung aus Tonerde-Abfall = Rotschlamm- Erzeugung des Metalls durch Schmelzflusselektrolyse der Tonerde

Aluminium-Herstellung: * Rohstoffe: Tonerde, Kryolith, Anodenkohle, Strom * Tonerde (Schmelzpunkt: 20.000 C) wird in geschmolzenem Kryolith bei 1000 C gelst.* Unter elektrischem Gleichstrom wird diese Lsung zu Aluminium und Sauerstoff zerlegt:

flssiges Aluminium bleibt an Beckenboden (Kathode) wenn Anoden eingetaucht werden

Aluminiumlegierungen2 Gruppen: - Knetlegierungen (Walzprodukte, Pressprodukte (Bleche, Folien)) - Gusslegierungen (Felgen, Motorblcke)

Aluminiumschrott2 Gruppen: - Fabrikationsschrott (Neuschrott) -> hhere Qualitt, z.B. fr Knetlegierungen notwendig - Altschrott (post-consumer) -> Baugewerbe, Fahrzeuge, Maschinen Einsparung von bis zu 95 % CO2

Stoffliche Verwertung v. Aluminiumschrott: * Aufbereitung- Trennung vom Fremdmaterial (Magnetabscheider, Wirbelstromabscheider)- Beschichtung entfernen- Trennen nach Legierungstyp * Umschmelzung (reine Umschmelzverfahren oder kombinierte) * Drehtrommelofen, Herdfen, Induktionsfen

Abflle bei Sekundraluminiumproduktion und Verwertung: * Filterstaub, Ofenausbruch, Krtze* Salzschlacke (nach Verwertung fr Aluminiumgranulat, Ammoniumsulfat aus Nassreinigung

fr Dngemittelproduktion

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