Qualitative und quantitative Analyse von gemischten Kunststoffabfällen
© Lehrstuhl f√ľr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversit√§t Leoben (11/2022)
Mit dem im Jahr 2019 beschlossenen ‚ÄěGreen Deal‚Äú fordert die Europ√§ische Union von seinen Mitgliedsstaaten, dass bis zum Jahr 2030 mindestens 55 % der anfallenden Kunststoffverpackungsabf√§lle recycelt werden (Lumpe & Rossig 2021). An die Aufbereitung und Sortierung von gemischten Kunststoffabf√§llen resultieren daraus hohe Anforderungen, da nur bei einer entsprechenden Reinheit der Rezyklate ein h√∂herwertiges werkstoffliches Recycling √ľberhaupt erst m√∂glich wird. Zur Bewertung der gewonnenen Sortierprodukte ist es somit erforderlich, deren qualitative und quantitative Zusammensetzung zu bestimmen.

Potential der Sortierung von Kunststoffen aus Siedlungsabfall vor der M√ľllverbrennung
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Tomra hat Siedlungsabf√§lle in verschiedenen L√§ndern Europas analysiert und festgestellt, dass in L√§ndern mit separater Sammlung von Kunststoffen oder Kunststoffteilstr√∂men immer noch rund 10% an Kunststoffen im Siedlungsabfall sind. In L√§ndern ohne separate Sammlung ist der Kunststoffgehalt dementsprechend h√∂her. Trotz konstanter Aufkl√§rungs- und √Ėffentlichkeitsarbeit werden Fehlw√ľrfe auch weiterhin nicht ausbleiben. Die Gr√ľnde sind unterschiedlich und k√∂nnen von zu komplexen Sammelsystemen, schlecht koordinierter Abfalllogistik bis zu der Bequemlichkeit der Benutzer reichen. Um auf dieses zurzeit verlorene Potential der Kunststoffe Zugriff zu bekommen ist eine Sortierung des Siedlungsabfalls vor der Verbrennung unumg√§nglich.

Effizienzsteigerung in der sensorgest√ľtzten Sortierung
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Sensorgest√ľtzte Sortieranlagen sind sehr anf√§llig f√ľr √Ąnderungen der Eingangsmenge und -qualit√§t, wobei die Oberfl√§chenbedingungen den Sortiererfolg stark beeinflussen und Anlagen h√§ufig √ľber- oder unterfahren werden, was die Sortiereffizienz verringert (K√ľppers et al. 2021). Die Sortiereffizienz wird √ľblicherweise basierend auf Recovery, Ausbringung und Reinheit, drei massespezifischen [m%] Indikatoren, analysiert. Diese wurden zuvor von Friedrich et al. (2022) wie in den folgenden Abs√§tzen definiert.

Implementierung von Sensor-based Material flow Monitoring in einer Kunststoffsortieranlage
© Lehrstuhl f√ľr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversit√§t Leoben (11/2022)
In einer Umfrage des Umweltbundesamtes (2019) best√§tigen die Betreiber gro√üer Sortieranlagen f√ľr Leichtverpackungen (LVP) in √Ėsterreich, dass die technischen Potentiale zur Erreichung der besten Sortierergebnisse nicht ausgesch√∂pft sind und Bedarf an Nachr√ľstung besteht. Lediglich 31 Ma.-% ‚Äď 38 Ma.-% des Outputs gelten aktuell als Zielfraktionen f√ľr das Recycling. Insbesondere die Qualit√§t der PET-Sortierung ist in √Ėsterreich besonders relevant, da etwa ein Viertel aller in √Ėsterreich f√ľr das werkstoffliche Recycling √ľbernommenen Kunststoffabf√§lle Verpackungsabf√§lle aus PET sind. Auch d√ľrfen in √Ėsterreich Rezyklate f√ľr den Lebensmittelbereich bis dato ausschlie√ülich aus PET sein (UBA 2021).

Optimierte Sortierung von Leichtverpackungsabfällen durch ein intelligentes Stoffstrommanagement
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Post-Consumer Verpackungskunststoffe sind mit 29,5 Mio. Mg/a (2020) der größte Kunststoffabfallstrom Europas (Plastics Europe 2022). Durch ein werkstoffliches Recycling von Post-Consumer Verpackungskunststoffen zu Rezyklaten und deren Einsatz zur Substitution von Primärkunststoffen werden ökologische Vorteile in Form eingesparter Treibhausgasemissionen (Astrup et al. 2009) und eingesparter Energie (Perugini et al. 2005) erzielt.

Verbesserte Trennung von Mehr- und Einschichtfolien mittels Nahinfrarotspektroskopie
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Die Europ√§ische Union fordert von den Mitgliedstaaten eine Recyclingquote von 55% bis zum Jahr 2030 zu erreichen. In √Ėsterreich fallen derzeit pro Jahr in etwa 300.000 t an Kunststoffverpackungsabfall an, wovon etwa 69.000 t auf Folienverpackungen kleiner DIN A4 entfallen (van Eygen, 2015). Diese Post-Consumer Kunststofffolien werden derzeit gr√∂√ütenteils einer thermischen Verwertung zugef√ľhrt. Diese Art der Verwertung dient jedoch nicht der Erh√∂hung der Recyclingquote und verschwendet gleichzeitig wertvolle Ressourcen, die einer stofflichen Verwertung zugef√ľhrt werden k√∂nnten.

Kunststoffe und andere Materialien simultan durch Fluoreszenz-Tracer, NIR und k√ľnstliche Intelligenz detektieren und sortieren
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Kreislaufwirtschaft mit hohen Recycling- und Wiedereinsatzquoten gilt als Patentrezept gegen Rohstoffknappheit, f√ľr Klimaschutz und ist Basis f√ľr eine zukunftsf√§hige Wirtschaftsweise weltweit. De facto wird jedoch ‚Äěder Bedarf an Materialien nur zu geringen Anteilen durch eine Kreislauff√ľhrung innerhalb des Bestandes gedeckt, weil die bestehende Abfallwirtschaft hinter den Anspr√ľchen einer Kreislaufwirtschaft zur√ľckbleibt‚Äú (SRU 2020).

Post-Consumer Kunststofffolienrecycling ‚Äď Entwicklung einer feingutreduzierten Zerkleinerungstechnologie
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Die Zerkleinerungstechnik ist ein wichtiger Verfahrensschritt in der Aufbereitung von Altkunststoffen f√ľr das Recycling. Wie der Schredder aufgebaut ist (z.B. Messertype, Siebeins√§tze, Nachdr√ľcker etc.) und mit welchem Parametersetup (z.B. Drehzahl, F√ľllstand, Nachdr√ľckerintervall etc.) dieser betrieben wird, ist einerseits vom Inputmaterial selbst und andererseits von den nachfolgenden Verfahrensschritten abh√§ngig. Hauptziele der Zerkleinerung sind neben dem Aufschlie√üen von Materialverbunden und der Vergr√∂√üerung der spezifischen Kornoberfl√§che, die gezielte Reduktion der Korngr√∂√üe und Herstellung einer bestimmten Korngr√∂√üenverteilung, um Material sortierf√§hig zu machen (Kranert & Cord-Landwehr 2010).

Sortieranlage der Zukunft ‚Äď Perspektive eines Anlagenbauers
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Das deutsche Verpackungsgesetz sowie die EU-weite Richtlinie 2018/851 legen fest, dass bis 2025 55 Ma.-% der Verpackungsmaterialien sowie Siedlungsabf√§llen recycelt werden muss (Europ√§ische Union 2008, Bundesministerium der Justiz 2017). Dieses Ziel wird in Anbetracht des Fortschritts der letzten 15 Jahre f√ľr viele Mitgliedstaaten nicht erreichbar sein (Europ√§ische Union 2008). Auch in Deutschland werden die vorgegeben Quoten aktuell nicht erf√ľllt (Umweltbundesamt 2022).

Quellen, Arten und Ströme von Makro- Kunststoffverschmutzungen in und entlang der Donau
© Lehrstuhl f√ľr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversit√§t Leoben (11/2022)
Mithilfe einer Materialflussanalyse (MFA) konnten die wesentlichen Hauptquellen, Eintr√§ge, Transport- und Entsorgungswege von Kunststoffabf√§llen (KSA) der Donau und den angrenzenden Uferfl√§chen zwischen Wien und der L√§ndergrenze AT-SK dargestellt werden. Die MFA zeigt, dass j√§hrlich etwa 96.000 t durch die getrennte Kunststoffsammlung und Verwertung im Projektgebiet ordnungsgem√§√ü entsorgt werden, w√§hrend rund 1.260 t an Plastikm√ľll vor allem durch Littering in die Umwelt gelangen. Davon werden etwa 890 t KSA durch √∂ffentliche Reinigungsma√ünahmen (z.B. Stra√üenreinigung) bzw. 200 t durch freiwillige Sammelaktivit√§ten (wie Flurreinigungsaktionen, etc.) erfasst, rund 170 t verbleiben j√§hrlich in der fluvialen und terrestrischen Umgebung. Als relevante Verschmutzungsquellen konnten die Haushalte (62 Gew.- %), die Binnenschifffahrt (17 Gew.-%) und der Bausektor (12 Gew.-%) identifiziert warden.

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