Neues aus Technik und Wissenschaft - TU Wien1 1 0,1 10,9 Monover-brennung inkl. RGR Mischer Drehrohr...

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AWT 2008

Neues aus Technik und Wissenschaft

Helmut RechbergerTechnische Universität Wien

CONGRESS.CENTER.VILLACH 2. – 4. April 2008

Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagementund Abfallwirtschaft

Übersicht

• Forschungsergebnisse aus Deutschland • Forschungsergebnisse aus Deutschland Österreich

• Forschungsergebnisse der TU Wien

AWT 2008Helmut RechbergerFolie 2

2. – 4. April 2008CONGRESS.CENTER.VILLACH

4/4/2008

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Rückmeldungen aus Deutschland

Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte und Abfallwirtschaft, Lehrstuhls für Abfallwirtschaft und Abluft

TU Hamburg-Harburg, Institut für AbfallRessourcenWirtschaft

Fachhochschule Lippe und Höxter, Fachbereich Technischer Umweltschutz, Fachgebiet Abfallwirtschaft und Deponietechnik

BTU Cottbus, Fakultät Umweltwissenschaften und Verfahrenstechnik, Lehrstuhl Abfallwirtschaft

TU Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung

F hh h h l Mü t F hb i h B i i L b fü



Fachhochschule Münster, Fachbereich Bauingenieurwesen, Labor für Abfallwirtschaft, Siedlungswasserwirtschaft, Umweltchemie

Bauhaus-Universität Weimar, Professur Aufbereitung von Baustoffen und Wiederverwertung

Bearbeitete Themen (DE)

• Konditionierung salzkonservierter Abfälle für die Untertageverbringung • Aerobe In-Situ Stabilisierung von Altdeponien • Mikrobielle Methanoxidation in aktiv durchströmten Biofiltern und Deponieabdeckschichten • Hydrologische Anforderungen an Deponieoberflächenabdichtungssysteme • Anforderungen an Planung, Bau und Betrieb von Deponien in Entwicklungs- und

Schwellenländern Schwellenländern • Ermittlung geeigneter Parameter zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit von Abfällen• Charakterisierung von Ersatzbrennstoffen• Bestimmung des biogenen Anteils in gemischten Abfällen (selektiver Aufschluss)• Pyrolyse heizwertreicher Fraktionen• Biogasgewinnung aus bioverfügbaren Stoffen• Optimierte Bewirtschaftung von Grünabfällen• Bewertung abfallwirtschaftlicher Maßnahmen• Abfallwirtschaft in Tourismusgebieten• Integrierte Konzepte zur dezentralen Abwasser- und Abfallbehandlung • Geruchsmanagement • Transponder-Technologie im Abfallmanagement und Recycling



Transponder Technologie im Abfallmanagement und Recycling • Emissionsrechtehandel in der Abfallwirtschaft• REACH und mögliche Konsequenzen für Kreislauf- und Stoffwirtschaft• Onlinebilanzierung von Biomasse- und Müllverbrennungsanlagen• Optimierung der Biologie in MBA-Anlagen zur Erreichung der Ablagerungsparameter• E-Schrott und Einhaltung der Quoten• Abfallwirtschaftliche, baustoffliche und technologische Aspekte des Recyclings von

Bauabfällen

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Smart Labels (RFID)

Stoffidentifikation erfolgt nicht durch außen, sondern durch den Gegenstand selbst

SenderEmpfänger Austrag

Ener

gie

Cod

iert

esSig

nal

Dat

en



Innovationen bei der Bewirtschaftung von Kunststoffabfällen

• Aufbereitung von Abfällen – AVE: Pellets aus verschiedenen Fraktionen

TBS: Kunststoffe aus– TBS: Kunststoffe ausShredderleichtfraktion

• Werkstoffliche Verwertung– PET Bottle-to-Bottle Recycling für färbige Flaschen

• URRC – Technologie• VACUREMA – Technologie



• Rohstoffliche Verwertung– Hochofen: Voest Alpine Stahl

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• Hochkalorische MBA-Fraktion, • Gewerbe- und Kunststoffabfälle

Abfall-Aufbereitungs-

Anlage

Pellets (76 %)

Wasser (15%)



Schwerteile (3%)

Hartstoffe (3%)

Ne-Fe-Teile, Filterstaub (3%) Einblasen in Hochofen


Der Hochofen-prozess hält die Grenzwerte der

Emissionen aus Kunststoff-verwertung im Hochofen und österr.

MVAsSchwermetall-missionen in die Abluft ein.

Genauso wie bei Müllverbrennungs-

MVAs



anlagen werden diese zum Teil deutlich unterschritten.

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Fourier Transform Infrarot Spektroskopie

4000 cm-1

Wellen

zah

l



400 cm-1

Probe Spektrum

Quelle: Meissl et al., 2008

Ergebnis

0 2

0.2

0.3

MBA

-0.1

0.0

0.1

0.1

0.2

PC

3

Altablagerungen



-0.2

-0.1

-0.25 -0.15 -0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45

PC1

Kompost


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6

Methode

1630ab

sorb

ance

2920 2850

9 weeks

6 weeks

2 weeks



400900140019002400290034003900wavenumber (cm-1)

1560 1320Cellulose1740

0 weeks

2 weeks


Ergebnis

AT4 Vorhersagemodell75 ProbenR2 = 0.88

GS21 Vorhersagemodell41 ProbenR2 = 0.69

15

20

25

30

35

40

45

50

55

pred

icte

d [O

2/g D

M]

10

15

20

25

30

pred

icte

d [N

l/kg

DM

]

., 2

00

8



0

5

10

15

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

AT4 measured [O2/g DM]

AT 4

p

0

5

0 5 10 15 20 25 30

GS21 measured [Nl/kg DM]

GS 2

1 p

Qu

elle:

Meis

sl e

t al

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Optimale Recyclingraten

Au

fwan

d

Um

welt

sch

utz



0 % 100 %Recyclingrate 0 % 100 %Recyclingrate

Optimale Recyclingrate am Bp. Kühlgeräte

run

g

Al

Cu

Fe Gla

sPS PU

R

1,5

1 0

ssio

nen

Ein

spar

[ - ]

KEAODP

1,0

0,5

0,0

-0,5



Em

is ODPGWPAP

-1,0

-1,50 20 40 60 80 100

Recyclingquote [%]Quelle: Laner & Rechberger 2007

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Optimale Recyclingraten sind…

… abhängig von der Produkt(e)zusammensetzung (= f(t))RecyclingtechnologieRecyclingtechnologiePrimärtechnologieRohstoffverfügbarkeit



Entwicklung der Abfallwirtschaft

„Erdkruste“1,0

0.8Güter-Kupfer-E

ntr

op

ie

0.6

0.4

0.2

Güter-produktion Konsum

Kupferproduktion

ati

ve S

tati

stis

che E Entsorgung

Erz

Produkte

Abfälle beh. Abfälle

K i l f

AufwandAufwand



Lebenszyklus von Kupfer

„Kupfer pur“Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Phase 5

0,0

Rela

Quelle: Rechberger & Graedel, 2002

KupferK r e i s l a u f

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Hochentwickelte Sortierprozesse

Kupfer [t/a] n n n le

Systemgrenze „Recycling-Betrieb“

Metallhandel

85 15 80 2 20 7 125

EEA: Elektrische und elektronische Altgeräte

440 370

EEA

nsts

toffe

bel

erse

s

NF-F

rakt

ione

n

Leite

rplat

ten

Traf

o/Mo

tore

n

Misc

hfra

ktio

nMe

ssin

g

Stau

bSc

hwer

met

all

SortierungManuelle Demontage Maschinelle Auftrennung



301570

Kun

Kab

Dive

Weitere Aufarbeitung KVAQuelle: Suter et al., 2003

Entwicklung der Abfallwirtschaft

„Erdkruste“1,0

0.8Güter-Kupfer-E

ntr

op

ie

0.6

0.4

0.2

Güter-produktion Konsum

Kupferproduktion

ati

ve S

tati

stis

che E Entsorgung

Erz

Produkte

Abfälle beh. Abfälle

EEA



Lebenszyklus von Kupfer

„Kupfer pur“Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Phase 5

0,0

Rela

Kupfer

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Rückgewinnung von Wertstoffen aus Aschen

80

100

20

40

60

Anteil dermetallischen Fraktion



Quelle: Skutan et al., 2007

0

20

V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn As Ag Cd Sn Sb Pb

mineralischen Fraktionam Gesamtgehalt der Schlacke

Rückgewinnung von Wertstoffen aus Aschen

Cu – Konzentration in Schlackemg/kg TS

Schachermayer et al. 1995: 1500 M f t l 1997 2400Morf et al. 1997: 2400Zeltner 1998: 8300

Skutan et al. 2007: 11700

Aufkommen in der Schlackekg/t

Cu 2,3Messing 3,5Al 12



Quelle: Skutan et al., 2007

Al 12Fe 37VA-Stahl 3,5Zink 1,2

ca. 40 €/t

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Restmüllverbrennung: “grüner” Anteil

EnergieträgeranteileCO2 - Emissionen

100 000 Fossile Zusatzbrennstoffe(Heizöl, Erdgas)

0,8%Biomasse(Papier, ..)

46,5±2,0%Fossile

Energieträger(Kunststoffe)52,7±2,0%

81.900 ±3.900 72.700 ±3.100

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

CO

2-E

mis

sio

nen

[Ton

nen/

Jahr

]

52,9% 47,1%



0biogen fossil

Quelle: Fellner et al., 2007


60

70

ssio

nen

Bilanzenmethode (TU Wien) C14 (EMPA)

20

30

40

50

der

foss

ilen

CO

2E

mi

[%]



Quelle: Mohn et al., 2008

0

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Mittelw.

An

teil d

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12


80%

90%

100%

ntei

l Linie1

Linie2

30%

40%

50%

60%

70%

80%m

asse

bürt

iger

Hei

zwer

tan

[%]

Linie2



0%

10%

20%

12. Nov. 19. Nov. 26. Nov. 3. Dez. 10. Dez. 17. Dez.

Bio

m


200 14CO2 Vermunt14CO2 Jungfraujoch

180

160

120

140

14C

[p

MC

]

14CO2 tree rings[Stuiver and Quay, 1981]



Quelle: Levin et al., 2003

100

1950 19701960 1980 20001990Year

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Work in progress

Zusammensetzung VW Golf

Stahl und Eisen

Blei

Kupfer

Sonstige Schwermetalle (Chrom,Nickel, Zink)Aluminium

Sonstige Leichtmetalle (Titan,Magnesium)Kunststoffe

Zusammensetzung NOKIA HandyEisen (Fe)

Kupfer (Cu)

Nickel (Ni)

Aluminium (Al)

Glas

Siliziumdioxid (SiO2) ?AWT 2008Helmut Rechberger

Folie 252. – 4. April 2008

CONGRESS.CENTER.VILLACH

Kunststoffe

Kraftstoff/Öl/Fett

Gummi

Glas

Kabel, E-Technik

Dämmstoffe

Lacke

Sonstige

Polymethylmethacrylate (PMMA)

Polycarbonate (PC)

Polystyrol (PS)

Silikon

Epoxid

Flüssigkristallpolymer

Sonstige

?

Work in progress

Projekt PILASEntwicklung eines Tools zur Dokumentation der stofflichen

Zusammensetzung von Gebäuden & Infrastruktur- Anforderung: Integration in den konventionellen Anforderung: Integration in den konventionellen

Planungsprozess (min. Zusatzaufwand für BI & Architekt)- Forschung: Was, wie, wo, wann - Resultat: Datenbank, Kenntnis des Rohstoffpotenzials,

Grundlage für „Bewirtschaftung“ und Modellentwicklung

Entwicklung eines Tools zur recyclinggerechten Gestaltung von Gebäuden & Infrastruktur

Anforderung: wie 1



- Anforderung: wie 1- Forschung: Modellentwicklung für Recyclingfähigkeit,

Entwicklung von Bewertungen (ökol. und ökon.)- Resultat: Bewertungsmaß für Gebäude, Planung für Betrieb

und Entsorgung

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Work in progress

VSOEUrban Mining



ASHDECTU Wien

Work in progress

LuftAbgas mit

Schwermetallchloriden

850-1000 °C

LuftDrehrohrofen

Klärschlammasche

Schwermetallchloriden



Quelle: Adam et al., 2007

Mg-/CaCl2

Phosphorgranulate

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Work in progress

Klä hl

Reingas I Reingas II0,60 n.b.

Atmosphäre

Klärschlammtrocken KS-Asche

Granulat

Rohgranulat Rauchgas

1 0,45

0,45

0,52 0,07Monover-brennunginkl. RGR

Mischer Drehrohr

Dünge-mittel-

konfektio-nierung

Rauchgas-reinigung

Sys

tem

gren

ze



[t TS/t KS]

Mehrnährstoff-dünger

AdditiveAdditive SM-konzentration

DolomitAdditive0,6-1,3 0,15-0,9 0,070,050,070,07

HandelUntertage-

deponie

Work in progress

Klärschlamm

Reingas I Reingas II<< <<

Atmosphäre


Granulat


1 1

0,95

1 0,05Monover-brennunginkl. RGR

Mischer Drehrohr

Dünge-mittel-

konfektio-nierung

Rauchgas-reinigung

Sys

tem

gren

ze



[tP/tP in KS]


AdditiveAdditiveSM-

konzentrationDolomitAdditive0,95 << 0,05<<<<<<

Handel Untertage-deponie

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Work in progress

Klärschlamm

Reingas I Reingas II<< <<

Atmosphäre


Granulat


1 1

0,1

1 0,9Monover-brennunginkl. RGR

Mischer Drehrohr

Dünge-mittel-

konfektio-nierung

Rauchgas-reinigung

Sys

tem

gren

ze



[tCu/tCu in KS]


AdditiveAdditiveSM-

konzentrationDolomitAdditive0,1 << 0,9<<<<<<

Handel Untertage-deponie

Work in progress

Weiterentwicklung von STAN

1500 Downloads

25 Länder

65/87 EFB

Universitäten

Betriebe?



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