Biologische Metallrückgewinnung aus Aschen und Schlacken nach der Müllverbrennung
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Während der Verbrennung von Haushaltsmüll entstehen größere Mengen an Reststoffen wie Aschen und Schlacken, deren Entsorgung aufgrund der hohe Schwermetallkonzentrationen aufwendig und kostenintensiv ist. Heutzutage en-den diese Reststoffe auf Deponien, was mit einem Verlust von potentiell wertvollen Metallen einhergeht. Die biologische Laugung von diesen Stoffen kann eine umwelt-freundliche und kostengünstige Alternative zur Entsorgung darstellen und bietet im Vergleich zu konventionellen Methoden der Metallrückgewinnung Vorteile wie einen geringeren Einsatz von Säuren, keine Emission von giftigen Gasen und eine niedrigere Prozesstemperatur. Acidophile Bakterien wie Acidithiobcillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans und Leptospirillum ferrooxidans können Metalle durch en-zymatische Oxidation von Eisen oder Schwefel lösen und wurden in dieser Arbeit auf ihre Effektivität untersucht. Anhand erster Ergebnisse konnte festgestellt werden, dass A. ferrooxidans bis zu 100 % an Zn, Cu und Cd, sowie rund 60 % an Mn und Ni aus den Aschen und Schlacken lösen konnte.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Während der Verbrennung von Haushaltsmüll entstehen größere Mengen an Reststoffen wie Aschen und Schlacken, deren Entsorgung aufgrund der hohe Schwermetallkonzentrationen aufwendig und kostenintensiv ist. Heutzutage en-den diese Reststoffe auf Deponien, was mit einem Verlust von potentiell wertvollen Metallen einhergeht. Die biologische Laugung von diesen Stoffen kann eine umwelt-freundliche und kostengünstige Alternative zur Entsorgung darstellen und bietet im Vergleich zu konventionellen Methoden der Metallrückgewinnung Vorteile wie einen geringeren Einsatz von Säuren, keine Emission von giftigen Gasen und eine niedrigere Prozesstemperatur. Acidophile Bakterien wie Acidithiobcillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans und Leptospirillum ferrooxidans können Metalle durch en-zymatische Oxidation von Eisen oder Schwefel lösen und wurden in dieser Arbeit auf ihre Effektivität untersucht. Anhand erster Ergebnisse konnte festgestellt werden, dass A. ferrooxidans bis zu 100 % an Zn, Cu und Cd, sowie rund 60 % an Mn und Ni aus den Aschen und Schlacken lösen konnte.
Recycling von Al-Schrotten mit hohem Organikanteil
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Beim Al-Recycling sind zwei grundlegende Verfahrensvarianten zu unterscheiden. Umschmelzwerke (Remelter) dienen der Produktion von Knetlegierungen durch Ein-satz wenig verunreinigter Schrotte. Stärker kontaminierte Materialien, zu denen auch Al-Schrotte mit hohem Organikanteil zählen, gelangen unter Verdünnung mit Reinaluminium und Zusatz von Salzen in Schmelzhütten (Refiner), wo Gusslegierungen hergestellt werden. Im Rahmen des Beitrags erfolgte die Erläuterung von industriell eingesetzten Verfahren zum Recycling von Al-Schrotten mit hohem Organikgehalt. In diesem Zusammenhang wird auch auf die Notwendigkeit von ausreichenden Industrieanlagen zum Schließen der Kreisläufe´eingegangen.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Beim Al-Recycling sind zwei grundlegende Verfahrensvarianten zu unterscheiden. Umschmelzwerke (Remelter) dienen der Produktion von Knetlegierungen durch Ein-satz wenig verunreinigter Schrotte. Stärker kontaminierte Materialien, zu denen auch Al-Schrotte mit hohem Organikanteil zählen, gelangen unter Verdünnung mit Reinaluminium und Zusatz von Salzen in Schmelzhütten (Refiner), wo Gusslegierungen hergestellt werden. Im Rahmen des Beitrags erfolgte die Erläuterung von industriell eingesetzten Verfahren zum Recycling von Al-Schrotten mit hohem Organikgehalt. In diesem Zusammenhang wird auch auf die Notwendigkeit von ausreichenden Industrieanlagen zum Schließen der Kreisläufe´eingegangen.
Untersuchungen zur mechanischen Entschichtung von Elektroden aus Lithium-Ionen-Altbatterien
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Der weltweite zunehmende Einsatz von LIB führt auch zu einer steigenden Menge von Produktions- und Konsumptionsrückständen, die unter Berücksichtigung der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit entsorgt werden müssen. Idealerweise werden die Materialien aus den Neuschrotten oder Altbatterien in die Produktion neuer Batterien zurückgeführt. LIBs enthalten werthaltige Metalle, wie Aluminium, Eisen, Kupfer, Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan. Diese Metalle, ausgenommen Eisen, bilden hauptsächlich die Stromleiterfolien und Beschichtungen der Elektroden. Aktuell werden Lithium-Ionen-Batterien industriell in Recyclingverfahren behandelt, die auf energie- und kostenintensiven pyrometallurgischen oder hydrometallurgischen Prozessen mit begrenzten Kapazitäten, niedrigen Recyclingraten und einer wirtschaftlichen Abhängigkeit von Kobalt und Nickel als Kathodenmaterialien basieren. Bei diesen Prozessen werden vornehmlich Kobalt, Nickel und Kupfer zurückgewonnen, wohingegen Lithium, Aluminium und Mangan in der Schlacke verbleiben und durch Verfüllung verwertet werden. In Zukunft wird angestrebt, die gesetzliche Recyclingeffizienz von 50 Masseprozent zu erhöhen, und speziell die Kathodenbeschichtungsmaterialien aus Produktionsrückständen direkt für neue Batterieanwendungen wiederzuverwenden (Werner et al. 2020).
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Der weltweite zunehmende Einsatz von LIB führt auch zu einer steigenden Menge von Produktions- und Konsumptionsrückständen, die unter Berücksichtigung der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit entsorgt werden müssen. Idealerweise werden die Materialien aus den Neuschrotten oder Altbatterien in die Produktion neuer Batterien zurückgeführt. LIBs enthalten werthaltige Metalle, wie Aluminium, Eisen, Kupfer, Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan. Diese Metalle, ausgenommen Eisen, bilden hauptsächlich die Stromleiterfolien und Beschichtungen der Elektroden. Aktuell werden Lithium-Ionen-Batterien industriell in Recyclingverfahren behandelt, die auf energie- und kostenintensiven pyrometallurgischen oder hydrometallurgischen Prozessen mit begrenzten Kapazitäten, niedrigen Recyclingraten und einer wirtschaftlichen Abhängigkeit von Kobalt und Nickel als Kathodenmaterialien basieren. Bei diesen Prozessen werden vornehmlich Kobalt, Nickel und Kupfer zurückgewonnen, wohingegen Lithium, Aluminium und Mangan in der Schlacke verbleiben und durch Verfüllung verwertet werden. In Zukunft wird angestrebt, die gesetzliche Recyclingeffizienz von 50 Masseprozent zu erhöhen, und speziell die Kathodenbeschichtungsmaterialien aus Produktionsrückständen direkt für neue Batterieanwendungen wiederzuverwenden (Werner et al. 2020).
Von der Stoffflussanalyse zur Handlungsempfehlung
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die Methode der Stoffflussanalyse hat sich in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt. Maßgeschneiderte Software erlaubt nunmehr einerseits die sehr detaillierte Modellierung realer Systeme und andererseits den Einsatz mathematisch-statistischer Methoden zur Behandlung der Datenunsicherheit.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die Methode der Stoffflussanalyse hat sich in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt. Maßgeschneiderte Software erlaubt nunmehr einerseits die sehr detaillierte Modellierung realer Systeme und andererseits den Einsatz mathematisch-statistischer Methoden zur Behandlung der Datenunsicherheit.
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.
Reifegradanalyse zum Einsatz von Datenanalytik in der sensorgestützten Sortierung
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Sensorgestützte Sortierung und Robotersortierung sind Schlüsseltechnologien in der erweiterten Wertschöpfungskette unserer Produkte, da der Sortierprozess einen starken Einfluss auf die Recyclingquoten in der EU-Gesetzgebung hat. Aus diesem Grund werden technologische Entwicklungen und Möglichkeiten zur Verbesserung dieser Prozesse mit einem interviewbasierten Fragebogen bewertet.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Sensorgestützte Sortierung und Robotersortierung sind Schlüsseltechnologien in der erweiterten Wertschöpfungskette unserer Produkte, da der Sortierprozess einen starken Einfluss auf die Recyclingquoten in der EU-Gesetzgebung hat. Aus diesem Grund werden technologische Entwicklungen und Möglichkeiten zur Verbesserung dieser Prozesse mit einem interviewbasierten Fragebogen bewertet.
Wertstoffscanner – So motivieren wir BürgerInnen!
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2018)
Immer noch landen viele Wertstoffe in der Restmülltonne. Zusätzlich haben Müllanalysen gezeigt, dass selbst Problemstoffe in nicht unerheblichem Ausmaß im Restmüll entsorgt werden. Seit Jahrzehnten sorgt die unermüdliche Arbeit der Abfallberater im ganzen Land dafür, dass zumindest einigermaßen gut getrennt wird. Jedoch zeigen die letzten Restmüllanalysen, zum Beispiel in der Steiermark, dass mehr als die Hälfte bis zu drei Viertel des Inhalts des Restmülls (je nach Gewichts- oder Volumsbetrachtung) eigentlich nicht in die schwarze Tonne gehört.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2018)
Immer noch landen viele Wertstoffe in der Restmülltonne. Zusätzlich haben Müllanalysen gezeigt, dass selbst Problemstoffe in nicht unerheblichem Ausmaß im Restmüll entsorgt werden. Seit Jahrzehnten sorgt die unermüdliche Arbeit der Abfallberater im ganzen Land dafür, dass zumindest einigermaßen gut getrennt wird. Jedoch zeigen die letzten Restmüllanalysen, zum Beispiel in der Steiermark, dass mehr als die Hälfte bis zu drei Viertel des Inhalts des Restmülls (je nach Gewichts- oder Volumsbetrachtung) eigentlich nicht in die schwarze Tonne gehört.
On-line analysis for the classification of metal and plastic scrap using Laser-induced breakdown spectroscopy and machine learning algorithms
© ANTS - Institut für anthropogene Stoffkreisläufe an der RWTH Aachen (3/2018)
Several approaches to machine learning algorithms for the analysis of LIBS data collected from scrap pieces on conveyor belt have been tested. The methods include decision tree, artificial neural networks, and principal component analysis based techniques.
© ANTS - Institut für anthropogene Stoffkreisläufe an der RWTH Aachen (3/2018)
Several approaches to machine learning algorithms for the analysis of LIBS data collected from scrap pieces on conveyor belt have been tested. The methods include decision tree, artificial neural networks, and principal component analysis based techniques.
Praxiserfahrungen beim Einsatz von biologisch abbaubaren Bioabfallsammelbeuteln
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (5/2017)
Die Verwendung von Biogutsammelbeuteln aus biologisch abbaubaren Werkstoffen (BAW-Beutel1) in Privathaushalten wird von vielen öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträgern (örE) und Anlagenbetreibern sehr kontrovers diskutiert. In einem Praxisversuch wurde daher das Abbauverhalten von BAW-Beuteln in der gesamten Prozesskette von vier verschiedenen Biogutvergärungsanlagen in Deutschland untersucht. Hierbei handelt es sich um je zwei diskontinuierliche Batchverfahren sowie um zwei Pfropfenstromverfahren. Bei jeder Anlage wurden die anlagenspezifische Aufbereitung sowie die spezifische Aerobisierung/Intensivrotte und Nachrotte berücksichtigt. Am Ende der Nachrotte und der anlagenüblichen Behandlungsdauer konnte bei keiner der Anlagen mehr BAW-Material in den Stichproben nachgewiesen werden, sodass das Material vollständig abgebaut war.
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (5/2017)
Die Verwendung von Biogutsammelbeuteln aus biologisch abbaubaren Werkstoffen (BAW-Beutel1) in Privathaushalten wird von vielen öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträgern (örE) und Anlagenbetreibern sehr kontrovers diskutiert. In einem Praxisversuch wurde daher das Abbauverhalten von BAW-Beuteln in der gesamten Prozesskette von vier verschiedenen Biogutvergärungsanlagen in Deutschland untersucht. Hierbei handelt es sich um je zwei diskontinuierliche Batchverfahren sowie um zwei Pfropfenstromverfahren. Bei jeder Anlage wurden die anlagenspezifische Aufbereitung sowie die spezifische Aerobisierung/Intensivrotte und Nachrotte berücksichtigt. Am Ende der Nachrotte und der anlagenüblichen Behandlungsdauer konnte bei keiner der Anlagen mehr BAW-Material in den Stichproben nachgewiesen werden, sodass das Material vollständig abgebaut war.
BiogutRADAR – Bonitierung von Biotonnen zur Prognose von Fremdstoffgehalten im Biogut
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (5/2017)
Biotonnen werden vor der regulären Abfuhr hinsichtlich enthaltener Fremdstoffe begutachtet und bewertet (bonitiert). Durch die ergänzende Sortierung der bonitierten Stichprobeneinheiten ist es möglich, für jeden bonitieren Wert auch einen realen Fremdstoffgehalt zu ermitteln. Der Fremdstoffgehalt variiert erheblich in Abhängigkeit von Siedlungs- und Bebauungsstruktur sowie der dominierenden Biogutfraktion (garten- oder küchenstämmige Bioabfälle). Durch die Korrelation von bonitierten Werten mit den Sortierergebnissen wurde ein Prognosemodell erarbeitet, das die erwarteten Fremdstoffgehalte in Erfassungsgebieten relativ genau prognostizieren kann. Das BiogutRADAR ist somit ein wirksames Instrument zur Bewertung und Prognose von Fremdstoffgehalten im Biogut.
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (5/2017)
Biotonnen werden vor der regulären Abfuhr hinsichtlich enthaltener Fremdstoffe begutachtet und bewertet (bonitiert). Durch die ergänzende Sortierung der bonitierten Stichprobeneinheiten ist es möglich, für jeden bonitieren Wert auch einen realen Fremdstoffgehalt zu ermitteln. Der Fremdstoffgehalt variiert erheblich in Abhängigkeit von Siedlungs- und Bebauungsstruktur sowie der dominierenden Biogutfraktion (garten- oder küchenstämmige Bioabfälle). Durch die Korrelation von bonitierten Werten mit den Sortierergebnissen wurde ein Prognosemodell erarbeitet, das die erwarteten Fremdstoffgehalte in Erfassungsgebieten relativ genau prognostizieren kann. Das BiogutRADAR ist somit ein wirksames Instrument zur Bewertung und Prognose von Fremdstoffgehalten im Biogut.
