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4. Wissenschaftskongress März 2014 - Münster


Konzeptionelles Stoffstrommanagement am Beispiel einer Bioraffinerie der zweiten Generation
M. Sc. Jörg Bittner
Angesichts der bereits etablierten Konversionstechniken für nachwachsende Rohstoffe, die sich stetig verbreitende Verwendung und der damit einhergehenden Marktlage, kommt der Nutzung von bisher nicht verwendeten oder ineffizient eingesetzten biogenen, insbesondere lignocellulosehaltigen Rest- und Abfallstoffen größer werdende Bedeutung zu. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass der Einsatz neuer Technologien zur Biomasseaufbereitung (thermische Desintergration) und Konversion (Hydrothermale Carbonisierung) das Rohstoffpotential bestehender Anlagen beträchtlich erweitert. Durch konzeptionelle Erweiterung eines Demonstrationsbetriebs (landwirtschaftlicher Biogas- und Bioethanolanlage) mit innovativen Konversionsverfahren konnten nach Darstellung verschiedener Verfahrenskombinationen in unterschiedlichen Szenarien die technologischen und ökonomischen Möglichkeiten und Grenzen erörtert werden. Es zeigte sich, dass unter bestimmten Rahmenbedingungen eine ausreichende betriebswirtschaftliche und rechtliche Planungssicherheit für entsprechende Investitionen zur Erweiterung bestehender Anlagentechnik vorhanden ist.
Herstellung repräsentativer Analysenproben aus heterogenen Wertstoffströmen
M. Eng. Christian Borowski, Prof. Dr.-Ing. Sylvia Schade-Dannewitz, Dr. rer. nat. Jürgen Poerschke
Das Verfahren der Pressbohrmethode wurde zwischen 2007 und 2010 von Frau Prof. Dr.-Ing. Sylvia Schade-Dannewitz und Herrn Dr. rer. nat. Jürgen Poerschke entwickelt und patentiert. Speziell bei Probenahmen im Sekundärbrennstoffbereich stoßen die konventionellen Verfahren aus dem Bergbau an ihre Grenzen. Etablierte Probenahmeverfahren, wie z. B. über das sogenannte Teilungskreuz und dem Riffelteiler, führen zu hohen Abweichungen bei nachfolgenden Analysen. So liegen im Bergbau meist homogene, rieselfähige Schüttgüter vor. Stellt man jedoch einen Ersatzbrennstoff aus einem Gewerbe- oder Restabfall her, so kann eine Vielzahl verschiedener Abfälle enthalten sein. Des Weiteren liegen vorsortierte Wertstoffe meist in Form von Gebinden vor, da dies die Transportfähigkeit verbessert. Zur Beprobung dieser Gebinde steht noch kein effizientes Verfahren zur Verfügung, welches eine echtzeitnahe Beprobung zulässt.
Sensorgestützte Inventarisierung von Abfallströmen
Dipl. Ing. Marcel Bosling
Die Wirtschaftlichkeit in der Ressourcenwirtschaft spielt allgemein eine sehr große Rolle bei der Bewertung und Auswahl von verfahrenstechnischen Prozessen zur Behandlung von Stoffströmen. In der Abfall- und Recyclingwirtschaft ist die Wirtschaftlichkeit stark vom behandelten Inputstrom abhängig. Dies ist damit zu begründen, dass die Heterogenität des Abfalls, als anthropogenes Vielstoffgemisch, sehr stark ausgeprägt ist und zusätzlich über die Zeit stark variieren kann. Dies führt zu dem Problem, dass die einzelnen Prozessschritte in Form von Sortier- und Trennaggregaten durch die fixe Einstellung von Prozessparametern nicht effizient arbeiten können. Gelänge es, die Prozessparameter optimal an die Gegebenheiten des Inputstoffstroms variabel anzupassen, kann mit einer möglichst hohen Effizienz gearbeitet werden. Dazu ist die Kenntnis über die Zusammensetzung des Inputstoffstroms, bis auf die Einzelkornebene hinab, erforderlich. Die Inventarisierung eines Stoffstroms kann mittels Sensortechnik realisiert werden. Es ist zweckmäßig, in möglichst vielen Dimensionen den Stoffstrom zu inventarisieren, da einzelne Sensoren Vor- und Nachteile in der Erfassung haben. Somit empfiehlt sich ein multisensorisches System zur Inventarisierung des Stoffstroms.
Novellierte Bioabfallverordnung aus einer postmodernen Gesellschaftsperspektive
Anna Maria Currin
Unter der Fragestellung „Ist die Bioabfallnovelle postmodern?“ wurde die novellierte Verordnung im Rahmen einer Inhaltsanalyse genauer betrachtet und Aspekte einer modernen und postmodernen Gesellschaft herausgearbeitet und interpretiert. Es wurde gezeigt, dass das Ziel der Verordnung als postmoderne bezeichnet werden kann. Die rechtliche Umsetzung unterliegt jedoch sehr deutlich modernen Rechtsbedingungen.
Agglomeration feiner Konverterstäube
Dipl.-Ing. Anne Dittmar, Dipl.-Ing. Sven Schulze, Dr. rer. nat. Torsten Zeller
Bei der Stahlherstellung fallen verschiedene Reststoffe an, von denen die meisten schon erfolgreich recycelt werden können. Feine Filterstäube aus der Trockenentstaubung werden zu großen Teilen noch deponiert, da Handling und Schwermetallgehalte die Rückführung in verschiedenen Teileschritten der Stahlherstellung erschweren. Thema der Untersuchung ist die Brikettierung und Rückführung dieser hocheisenhaltigen Filterstäube aus der Stahlherstellung als Erz- oder Kühlschrottersatz in den Konverterprozess.
Flachbildschirme: Mengenprognose und Aufbereitung
M.Sc. Katharina Eckstein, Dipl.-Ing. Gotthard Walter
Mittelfristig sind drastisch steigende Mengen an ausgedienten Flachbildschirmen zu erwarten, welche mit den aktuellen Aufbereitungskapazitäten nicht behandelt werden können. Im Rahmen eines Forschungsprojektes für das Wissenschaftsministerium des Landes NRW (FKZ: 005-1008-0014) wurde an der FH Münster zum Thema Flachbildschirmaufbereitung ein dynamisches Berechnungsmodell zur Abschätzung der zukünftig in Deutschland zu erwartenden Abfallmenge aufgestellt. Verschiedene Methoden zur Aufbereitung wurden beleuchtet und anschließend hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und ökologischem Nutzen bewertet.
Effect of various pretreatment methods on anaerobic mixed microflora to enhance MCFAs production
Tarek Elzamel, Prof. Dr. Liselotte Schebek, Prof. Dr. rer. nat. Johannes Jager
The objective of this investigation was to study the effect of several pretreatment methods on anaerobic mixed culture in order to convert volatile faty acids (VFAs) into medium chain fatty acids (MCFAs) using ethanol. The expected results will reveal the efficiency of MCFAs evolution and substrate removal efficiency among different pretreatment methods as acid preatreatment, chemical pretreatment (2-bromoethane sulphonic acid sodium salt 10g/l for 24 h, heat shock pretreatment at both 100 °C for 1 h and under autoclaving conditions. The results will be compared to control experiment and different mixed conditions. In addition the effect of ethnol concentration on chain elongation process will be studied.
Nicht-Eisen-Metallgehalte in Abfallverbrennungsschlacken
Verena Enzner, Prof. Dr.-Ing. Kerstin Kuchta
Von den 24,5 Mio. Mg jährlich thermisch behandelten Abfällen fallen in Deutschland 5,5 Mio. Mg Schlacke bzw. Asche aus der Hausmüllverbrennung (HMVS) und zusätzlich 300.000 Mg Klärschlammasche an. Darin sind ca. 7 - 10 % Metalle enthalten. Bei Eisen werden bereits gute Rückgewinnungsraten realisiert. Die derzeitige NE-Metallaufbereitung zeigt sich weniger effizient. Neben den als Hauptbestandteile vorhandenen Basismetallen Kupfer, Aluminium und Zink gilt das Interesse jetzt auch den Edelmetallen und seltenen Erden. Auf der Basis von Literaturrecherchen und eigenen Analysen kann abgeleitet werden, dass auch für die Metalle Silber, Gold, Platin, Neodym, Tantal, Hafnium, Rhenium, Dysprosium, Praseodym und Yttrium ein relevantes Rückgewinnungspotenzial besteht. Darüber hinaus muss das Metallpotenzial von Klärschlammaschen untersucht werden.
Pyrolyse ausgewählter Metallmischabfälle - Ein wertstofforientierter Ansatz
Michael Gaggl, Dr.-Ing. Wolfgang Müller, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Anke Bockreis
Es gibt trotz ständiger technischer Weiterentwicklungen immer noch eine Vielzahl von Abfällen, für die es kein wirtschaftliches Aufbereitungsverfahren gibt. Dies gilt unter anderem für Metallmischabfälle, bei denen herkömmliche mechanische Trennverfahren an ihre Grenzen stoßen und betrifft auch Aufbereitungsreste aus einer konventionellen, mechanischen Aufbereitung, wie z.B. metallhaltige Stäube. Mengenmäßig besonders bedeutsam sind Elektro- und Elektronik-Altgeräte, die neben den Massenmetallen eine Reihe von wertvollen Edelmetallen und sogar seltenen Erden beinhalten. Bei dem Recycling dieser Abfälle fallen Stäube an, die derzeit meist thermisch verwertet respektive verbrannt werden. Ein Lösungsansatz für diese spezifischen Abfälle stellt die Niedrig- bzw. Mitteltemperaturpyrolyse dar, bei der die Abfälle unter Sauerstoffabschluss auf 200 bis 450 °C erhitzt werden. Dadurch kommt es zum Ausdampfen der organischen Bestandteile und einer Konzentrationserhöhung der Metalle. Als Herausforderung gilt es, den Prozess soweit zu optimieren, dass die Qualitätsanforderungen für eine weitere Aufbereitung in einer Scheideanstalt bzw. die umweltschutztechnischen Auflagen zu wirtschaftlichen Bedingungen erfüllt werden können.
Die biologische Methanoxidation: Simulation und Validierung eines thermodynamisch konsistenten Modells
Tobias Gehrke, PD Dr. rer. nat. Dr.-Ing. habil. Martin Denecke, Andrea Sindern
Die Möglichkeiten den Prozess der biologischen Methanoxidation für eine passive Behandlung von Deponiegas in Deponieabdeckschichten zu nutzen, ist zwingend an die Zuverlässigkeit und Prognostizierbarkeit dieser Methode gekoppelt. Das im Rahmen eines DFG-Projektes gemeinsam mit der TU Dortmund und der Universität Duisburg-Essen entwickelte Modell „Methasim“ soll eine Prognose des biologischen Abbaugrades ermöglichen. Zur Modellentwicklung, sowie zur Validierung wurde die Methode der thermografischen Untersuchung von Bodenschnittkörpern entwickelt. Diese Methode stellt eine Erweiterung des Lysimeterversuches dar und ermöglicht eine zweidimensionale in situ Betrachtung der Aktivität methanotropher Bakterien in einem Bodenkörper. Die gewonnen Daten können sowohl zur Validierung des Modells als auch zur Datenerhebung über das Verhalten methanotropher Schichten genutzt werden.
Rückgewinnung kritischer Metalle aus Elektro- und Elektronikaltgeräten im mechanischen Aufbereitungsprozess – Status-Quo-Ermittlung durch Anlagenbilanzierung / Stoffflussanalysen
Dipl.-Ing. Julia Geiping, Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme
Elektro- und Elektronikaltgeräte (EAG) werden aufgrund ihres hohen Gehaltes an hochfunktionalen - in vielen Fällen kritischen – Metallen als wichtige Sekundärrohstoffquelle erkannt. Unterschiedliche Aspekte erschweren jedoch die Rückgewinnung. Dazu zählen fehlende Informationen über Materialzusammensetzungen, teilweise komplexe Erfassungssysteme sowie die hohen legalen aber auch illegalen Exporte von Altprodukten. Neben den genannten Punkten sehen Chancerel et al., insbesondere in der mechanischen Aufbereitung, hier speziell in der Erstbehandlung, ein hohes Optimierungspotenzial. Um Prozesse dieser Art zu optimieren bedarf es in einem ersten Schritt einer Status-Quo-Ermittlung. In Form von Bilanzierungen bzw. Stoffflussanalysen lassen sich so optimierungsbedürftige Prozessschritte und Fraktionen identifizieren und Rückgewinnungsquoten ermitteln.
Hochwertige Festbrennstoffe aus Reststoffen der Landwirtschaft, von Kommunalbetrieben und aus der Futter- und Lebensmittelindustrie
Harald Gerhards, Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker, Johannes Neumann
Der Brennstoffbedarf für kleine und mittlere Feuerungsanlagen steigt stetig. Dadurch ist die Nutzung von alternativen Festbrennstoffen aus biogenen Reststofffraktionen ökologisch und ökonomisch sinnvoll. Zur Erschließung der Reststofffraktionen ist die Entwicklung angepasster Aufbereitungsstrategien notwendig. Der Artikel stellt exemplarisch die Aufbereitung von kommunalem Grünschnitt und die Verbrennung des daraus konfektionierten Brennstoffs in einer 100 kW-Rostfeuerung dar. Es wird gezeigt, dass die Laugung des Brennstoffs zur Reduktion des Chlorgehalts führt und eine Additivierung mit Kalkhydrat Versinterungen in der Feuerung verhindert. Die Emissionen werden mit den Grenzwerten der TA Luft und der 1. BImSchV verglichen.
Erkennung und Erfassung der Metall- und Kunststoffstoffströme bei Rück- und Umbaumaßnahmen
Tobias Heine
Ziel ist zu erfassen, welche Möglichkeiten bereits heute bestehen, den mengen- und zeitpunktmäßigen Anfall von Metallen und Kunststoffen während Rück- und Umbaumaßnahmen zu bestimmen und darauf aufbauend Maßnahmen zu entwickeln, den künftigen Rück- und Umbau heute zu bauender Bauwerke dahingehend zu verbessern, dass eine Erfassung/Erkennung der im Bauwerk enthaltenen Rohstoffe möglich wird. Dabei wird auch untersucht, welche Auswirkungen die zunehmende Anwendung von Nachhaltigkeitszertifikaten (DGNB, LEED, BREEAM etc.) auf die Verwendung von Metallen und Kunststoffen sowie die entsprechende Dokumentation hat.
Innovatives Monitoringtool zur Emissionsbewertung von biologischen Abfallbehandlungsanlagen und Deponien
Marlies Hrad, Dipl.-Ing. Dr. Marion Huber-Humer, Martin Piringer
Anhand von drei verschiedenen Fallstudien wurde das Potential von einer mikrometeorologischen Methode in Verbindung mit einem open-path Messgerät zur Emissionsbewertung dargestellt. Mithilfe dieser Methode können große Flächen schnell optisch abgescannt werden ohne die Gasflüsse an der Oberfläche bzw. Austrittsstelle zu beeinflussen. Mit den Ergebnissen dieser Studien und der Dissertation soll ein Quantifizierungstool zur Verfügung stehen, welches sich zukünftig als eine mögliche Standardmethode für Emissionsmessungen von Treibhausgasen in unterschiedlichen Einsatzbereichen in der Abfallwirtschaft etablieren könnte.
Untersuchungen zur Industrieabwasserbehandlung mit dem anaeroben Membran-Bio-Reaktor Verfahren
Jan Iden
Der Einsatz von intelligenten Verfahren für die Abwasserreinigung ist gerade im Bereich der Industrieabwässer ein wichtiges Thema. Hier fallen zum Teil enorme Abwassermengen an, welche nicht selten starke Verunreinigungen aufweisen, diese gilt es zum Schutz der Oberflächengewässer und des Grundwassers zu behandeln, bevor sie eingeleitet werden. Auf Grund zunehmender Ressourcenverknappung nimmt die Bedeutung des Themas Recycling auch bei flüssigen Abfällen (= Abwasser) zu. Durch eine Wiederverwendung des aufgereinigten Abwassers im Produktionsprozess können so noch weitere Wassereinsparungen erzielt werden, wodurch sich Ressourcen sowie Kosten einsparen lassen.
Erzeugung flüssiger Bioabfallsubstrate als Ausgangsprodukt für Biokraftstoffe
Jan Kannengießer, Prof. Dr. rer. nat. Johannes Jager, Prof. Dr. Liselotte Schebek
Das Kompostwerk in Darmstadt-Kranichstein verwertet jährlich etwa 13.000 Tonnen Bioabfall. Daraus können 6.000 bis 6.500 Tonnen Qualitätskompost hergestellt werden. Die am Kompostwerk angelieferten biologischen Abfälle sollen durch eine Anlagenerweiterung einer optimierten Verwertung unterzogen werden. Der dabei zusätzlich integrierte Verfahrensschritt dient zur Trennung der festen Bioabfallanteile von der vorhandenen oder gebildeten flüssigen Phase während der Bioabfallbehandlung oder –Sammlung. Diese flüssige Phase soll unter fakultativ anaeroben Bedingungen mit niedermolekularen Fettsäuren (Essig- bis Caprylsäure) angereichert werden. Die angereicherten Fettsäuren werden in einem anschließenden Verfahrensschritt aus der flüssigen Phase extrahiert und zu Biokraftstoffen raffiniert. Die folgenden Abschnitte sollen den Verfahrensablauf, der zur Generierung der Biokraftstoffe notwendig ist beschreiben und erste Versuchsergebnisse beschreiben.
Einflussuntersuchung von Prozessparametern auf die Trennung von Stoffgemischen
M.Sc. Sebastian Kaufeld, Dr. Alexander Feil, Prof. Dr.-Ing. Thomas Pretz
Die erfolgreiche Abtrennung eines Partikels über sein zur Trennung genutztes Merkmal ist ein zeitlicher Vorgang und setzt folglich eine Mindestverweilzeit in einem Trennaggregat voraus. Trennprozesse werden durch Prozessparameter seitens des Trennaggregats und des aufzubereitenden Stoffgemischs beeinflusst. Materialseitig hat bei Abfall insbesondere die Heterogenität im Hinblick auf Zusammensetzung, Korngröße und Kornform maßgeblichen Einfluss auf das Ergebnis einer Trennung. Die Kenntnis der am Trennprozess beteiligten Prozessparameter, deren Einfluss auf die Verhältnisse im Stoffgemisch als auch deren Auswirkungen auf das zeitliche Ausbringen ist hinsichtlich einer erfolgreichen und zielgerichteten Trennung von großer Bedeutung. Zielsetzung des vorliegenden Beitrags ist der Aufbau eines Versuchsstands, mit dem das Verweilzeitverhalten definierter Einzelkornfraktionen im Kollektiv beim Siebklassiervorgang kontinuierlich erfasst werden kann. Hierzu werden Transponder an Prüfkörpern definierter geometrischer Abmessung fixiert und deren Austragszeit mittels RFID (Radio Frequency Identification) erfasst.
Evaluierung der Materialzusammensetzung von Gebäuden und Infrastruktureinrichtungen anhand unterschiedlicher Methoden
Fritz Kleemann, Ing. Philipp Aschenbrenner, Jakob Lederer, Dipl.-Ing. Dr. Johann Fellner, Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger
Das Recycling von Abfällen aus dem Baubereich birgt ein großes Potential, Primärressourcen zu schonen und die Menge an deponiertem Material zu reduzieren. Um effizientes Recycling zu ermöglichen ist es wichtig, Informationen über die Materialzusammensetzung unterschiedlicher Gebäude zu generieren. Hierzu wurden zwei Methoden getestet, einerseits basierend auf der Analyse vorhandener Unterlagen, andererseits basierend auf Begehung und selektiver Beprobung der Abbruchgebäude. Es zeigte sich, dass Methode A eher dafür geeignet ist, Matrix-Materialien in Gebäuden zu quantifizieren, während Methode B die Erhebung von Materialien geringerer Konzentration erlaubt. Eine Kombination beider Methoden ermöglicht daher eine umfassende Charakterisierung. Ein Vergleich der erhobenen Daten mit jenen der Abbruchunternehmen zeigt signifikante Unterschiede bei einigen Fraktionen auf, während für andere Fraktionen keine Aufzeichnungen erstellt wurden.
Stand und Perspektiven für die Biogasverwertung auf die Deponien in der Baikal-Region (Russland)
Nataliia Kopteva, Olga Ulanova
Der Artikel enthält eine Berechnung der Prognose von Bildung des Biogases auf vier Deponien, die auf dem Territorien der Irkutsker Agglomeration gelegen sind. Dargestellt die Deponie ist, die als Quelle der Elektroenergie verwendet werden können. Die Ergebnisse der durchgeführten Forschungen können für die Realisierung von Projekte der Verwertung des Biogases auf der Deponie verwendet sein.
Leistungsfähigkeit einer LVP-Sortieranlage nach Einführung der Wertstofftonne
Jasmin Kornau-Pitzer
Am 01. Juni 2012 ist das neue Kreislaufwirtschaftsgesetz in Kraft getreten, welches den Grundstein für die Einführung einer einheitlichen Wertstofftonne legt. In der Tonne sollen neben linzensierten Leichtverpackungen auch Stoffgleiche Nichtverpackungen (StNVP) und gegebenenfalls Nichtstoffgleiche Nichtverpackungen (NStNVP) entsorgt werden. Dadurch können Wertstoffe aus dem Hausmüll erheblich einfacher, in größerer Menge und in besserer Qualität erfasst und somit einer hochwertigen stofflichen Verwertung zugeführt werden. Im Zuge der Einführung erwarten viele Entsorgungsunternehmen eine neue Zusammensetzung und Menge des zu behandelnden Abfalls sowie Veränderungen im Betriebsablauf. Dies war Anlass für eine gemeinsame Machbarkeitsstudie der Firma Nehlsen GmbH & Co. KG in Bremen und der Hochschule Bremen, die u.A. in Heibeck et al. ausführlicher beschrieben wird.
Nahinfrarotgestützte Echtzeit-Analytik für Ersatzbrennstoffe - Hintergründe, Grundlagen und Definitionen
M.Sc. Peter Krämer, Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme
Mit Inkrafttreten der Verpackungsverordnung im Jahr 1991 wurden Systeme für die automatische Sortierung von Kunststoffen benötigt. Auf diese Nachfrage wurde Mitte der 1990er Jahre mit der Einführung nahinfrarotgestützter Sortiersysteme reagiert. Insbesondere die permanent wachsenden Potenziale der Datenverarbeitung haben die Anwendungsfelder und –breite dieser Technologie seitdem ständig erweitert. Relativ neu ist der Einsatz der NIR-Technik in den Bereichen der Qualitätssicherung und -steuerung bei der Aufbereitung und Verwertung von Abfällen. So hat die TOMRA Sorting GmbH (vormals TiTech), basierend auf der nahinfrarotgestützten Abfallsortierung, ein System zur Echtzeitanalytik von Ersatzbrennstoffen entwickelt. In Kooperation mit der TOMRA Sorting GmbH entwickelt das LASU Labor für Abfallwirtschaft, Siedlungswasserwirtschaft, Umweltchemie an der Fachhochschule Münster seit 2010 Ansätze zur weitergehenden Optimierung des Systems.
Stoffkreisläufe im Mauerwerksbau – Herausforderungen für die Verfahrenstechnik zur Rückgewinnung sortenreiner Materialfraktionen
Mirko Landmann, Annette Müller, Dr.-Ing. Ulrich Palzer, Dr.-Ing. Barbara Leydolph
Zukünftig ist mit einem vermehrten Aufkommen komplexer Materialverbünde und großer Materialdiversitäten in mineralischen Bau- und Abbruchabfällen zu rechnen, die aus dem modernen Mauerwerksbau resultieren. Um die Rückführung rezyklierter Gesteinskörnungen in die Produktion zu ermöglichen, müssen derartige Verbünde zunächst aufgetrennt und anschließend in sortenreine Materialfraktionen überführt werden. Haftverbünde, die normalerweise möglichst lange äußeren mechanischen Einflüssen standhalten sollen, sind vorzeitig aufzuheben. Hierbei ist die Aufschlusszerkleinerung, neben einer effizienten Sortierung und Ausschleusung von Fremd- und Störstoffen aus den Wertstofffraktionen, eine der Hauptvoraussetzungen für die Rückgewinnung sortenreiner Materialfraktionen. Der vorliegende Beitrag zeigt die Anwendungsgrenzen herkömmlicher Aufbereitungsverfahren und reflektiert technisch vorstellbare Möglichkeiten, geschlossene Stoffkreisläufe in der mineralischen Baustoffindustrie auch praxisgerecht umzusetzen.
Freisetzung von Nanopartikeln bei der thermischen Abfallentsorgung - Stabilität von Nanopartikeln in Flammen
Inge-Maria Liesen
Nanopartikel (NP) sind in vielen alltäglichen Produkten zu finden, in Sonnenschutzcremes, Farblacken, Fahrradrahmen oder Funktionskleidung, um nur einige Beispiele für die Vielzahl von Anwendungsgebieten zu nennen. Doch was passiert mit den Nanopartikeln, wenn sie thermisch entsorgt werden? Bisher liegen noch kaum Erkenntnisse über das Verhalten von NP in Abfallverbrennungsanlagen und deren Freisetzung in die Umwelt vor. Der Schwerpunkt der Grundlagenuntersuchungen ist den Einfluss einer Flamme auf die Stabilität von Nanopartikel-Agglomeraten zu untersuchen. Die Erkenntnisse daraus fließen bei Freisetzungsuntersuchungen an einer Pilot-Verbrennungsanlage ein.
Sammlung von Materialdaten entlang der Produktionskette am Beispiel Rotorblatt
Dipl.-Ing. Elisa Seiler
Zum effektiven Recycling von End-of-Life Produkten, ist eine genaue Kenntnis der verwendeten Materialien notwendig. In einigen Industriezweigen wird der Materialeinsatz offen gelegt, anders in der Windindustrie. Für eine nachhaltige Verwertung von Windkraftanlagen ist es jedoch wichtig die anfallenden Materialfraktionen und deren Recyclingfähigkeit zu kennen. Am Bauteilbeispiel Rotorblatt wurden im Rahmen des DGAW Stipendiums Informationen über die Zusammensetzung und Verteilung der Materialien im Rotorblatt entlang der Produktionskette recherchiert und durch Firmenbefragungen ergänzt.
Zeit- und ortsaufgelöste Spurenstoffanalyse in Feuerungsanlagen für biogene Reststoffe mittels Laser-Massenspektrometrie
Andreas Seidler
Die im Brennraum von Feuerungsanlagen für biogene Festbrennstoffe vorherrschenden Bedingungen können die Bildung von umweltrelevanten Spurenschadstoffen begünstigen. Bei hohen Temperaturen verknüpfen sich die vielfältigen Spaltprodukte des Lignins u. a. durch Ringschluss, Kondensation und Dehydrierung in komplexen Nebenreaktionen zu aromatischen Ringsystemen.
Landfill gas generation at municipal solid waste landfills of Ukraine
Alexandra Pukhnyuk, Mag. Peter Mostbauer, Dipl.-Ing. Dr. Marion Huber-Humer
Decisions on the technical measures for decreasing the gas emissions from the existing MSW landfills should be based on the evaluation of the current and future long-term emissions. Six Ukrainian landfills were investigated using laboratory tests (thermal and spectral methods, gas generation tests and others).
Biogasspeicher für eine bedarfsorientierte Biogasproduktion und -nutzung
Dr.-Ing. Olga Panic-Savanovic, Dr.-Ing. Dipl.-Chem. Klaus Fischer
Im Rahmen des BioenergieFLEX BW Projekts wird am Lehrstuhl für Abfallwirtschaft und Abluft der Universität Stuttgart eine technisch-ökonomische Analyse konventioneller und innovativer Biogasspeicher für eine flexible Stromversorgung aus Biogas durchgeführt. Zudem werden experimentelle Untersuchungen zur Regelbarkeit der Biogasproduktion durch Fütterungsmanagement gemacht und Auswirkungen auf die Speicherkapazität bei bedarforientierter Biogaserzeugung untersucht.
Ökobilanzielle Bewertung von Holzascheausbringung im Alpinen Raum
Maria Ortner, Dr.-Ing. Wolfgang Müller, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Anke Bockreis
Das starke Wachstum bei der Errichtung von Biomasseheizwerken in den letzten Jahren, hat zeitgleich zu einem rasch steigenden Anfall an Pflanzenasche geführt. Aufgrund der bodenverbessernden Wirkung und Nährstoffgehalte von Pflanzenaschen, stellt die Rückführung in den Wald eine mögliche sinnvolle Verwertung dar.
Ermittlung der Rückgewinnungspotentiale von metallischen Rohstoffen aus dem Nichtwohngebäudebestand
Dipl.-Ing. Britta Miekley, Prof. Dr. Liselotte Schebek
Non-residential buildings are often very complex and contain a lot of metals. Copper, steel, iron, aluminium and lead come with construction but also installation of machinery and equipment. Current deconstruction methods record metals separately, if metals occur purely. If metals are only a minor part of a composite material, they may be dumped with the main material and lost. Information as to the degree of separate collection of the metal inventories of buildings is lacking up to now.
A regional and source-oriented approach of organic waste management - A feasibility study for composting on Bonaire, C/N
M.Sc. Paul Mählitz
This study investigated the feasibility of turning organic waste from food ‘FW’, vegetation ‘VW’, and sludge ‘SS’ into compost suitable for soil improvement purposes under the prevailing conditions on Bonaire. The research consisted of waste flow inventories, organic substrate characterizations, composting experiments, soil investigations, and the assessment of consequential environmental and financial impacts.
Rohstoffbedarf der Energiewende
Prof. Dr. Mario Mocker, M.Eng. Jonathan Aigner
Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien wird mittlerweile nicht nur in Deutschland stark vorangetrieben. Auch wirtschaftlich aufstrebende Nationen wie China und Indien setzen vermehrt auf Wind- und Sonnenenergie. Dabei gilt es zu beachten, dass für einen globalen Ausbau dieser Technologien in den nächsten Jahrzehnten viele Tonnen Rohstoffe benötigt werden.
Entwicklung von praxisorientierten Qualitätsprüfungen für die haushaltsnahe Abfallsammlung im Holsystem
Dipl.-Ing. (FH) Nico Schulte, Prof. Dr.-Ing. Klaus Gellenbeck, Prof. Dr. Michael Nelles
Vor dem Hintergrund der Diskussion über die Normung von Dienstleistungen der Abfallwirtschaft unter Angabe konkreter Service Levels gewinnt die Qualitätsbetrachtung in diesem Tätigkeitsbereich zunehmend an Bedeutung. Aktuelle Forschungen verfolgen das Ziel, für die Sammlung als eine Dienstleistung innerhalb der Abfallwirtschaft praxisrelevante Qualitätsmerkmale abzuleiten, eine Methodik zu deren Messung sowie qualitätsbezogene Kennzahlen zu entwickeln.
Information: A Crucial Resource for Resource Management
Dipl.-Ing. David Laner, Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger
Material Flow Analysis (MFA) is a central tool of resources management. Although data can be considered a crucial resource for resource management, there is no common understanding on what MFA data is, how it contributes to MFA results, and how it can be discussed and communicated. This study contributes to this issue by proposing a terminology for information in Material Flow Analysis, and indicating further research steps towards consistent data base analysis and data quality assessment. The approaches of this study are illustrated by examples of two nation-wide MFA case studies on metals and phosphorus. The findings can, among others, contribute to increased MFA system understanding, database communication and data quality assessment.
Mikrowellen-assistierte katalytische Vorbehandlung lignocellulosehaltiger Reststoffe zur Steigerung der Fermentierbarkeit
Gunter Weißbach
Zur Verbesserung der Fermentierbarkeit wurde Weizenstroh unter definierten Bedingungen in wässriger Calziumhydroxidlösung in einer Sauerstoff Atmosphäre mit einem Mikrowellen Laborsystem behandelt. In der Folge kam es zu einer verstärkten Lösung der Biomasse, vor allem von Hemicellulosen. Der Lignin-Gehalt änderte sich hingegen kaum. Die biologische Verfügbarkeit der festen Rückstände charakterisiert durch den ELOS-Wert, stieg trotzdem spürbar an. Der signifikante Parameter für diesen Aufschluss ist dabei die Temperatur.
Reduzierung von Staubemissionen in der Abfallwirtschaft mit dem zu entwickelnden Rotationsentstauber
Dipl.-Ing. Michael Rutz, Prof. Dr.-Ing. Sylvia Schade-Dannewitz, Dr. rer. nat. Jürgen Poerschke, Dirk Barnstedt
Die Fachhochschule Nordhausen arbeitet gemeinsam mit dem Unternehmen Schulz & Berger Luft- und Verfahrenstechnik GmbH an der Entwicklung eines neuen Typs von Gewebefilter, genannt Rotationsentstauber. Dieser Filter wird entsprechend den Anforderungen der Abfallwirtschaft hinsichtlich kompakter Bauweise und hoher Filterflächenbelastung entwickelt.
Ansätze für eine großtechnische Umsetzung eines biologischen Laugungsverfahrens zur Rückgewinnung von Schwermetallen aus Elektro- und Elektronikschrott
Dipl.-Ing. Jan Möller, Tobias Gehrke, PD Dr. rer. nat. Dr.-Ing. habil. Martin Denecke
Die biologische Laugung stellt eine potentielle Möglichkeit zur effizienten Rückgewinnung von Metallen aus Abfallströmen dar. Am Lehrstuhl Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft der Universität Duisburg-Essen wurde eine kontinuierliche zweistufige Versuchsanlage konzipiert und gebaut. Die für die Laugung notwendigen Bakterienstämme können in einem Fermenter sicher kultiviert werden. Durch die Untersuchungen an der Versuchsanlage sollen eine ökonomisch und ökologisch optimale Prozessfahrweise und die entsprechenden Prozessparameter ermittelt werden.
Removing nitrogen during the anaerobic digestion of poultry wastes using physical methods
Violeta Bravo Sepúlveda, Prof. Dr.-Ing. habil. Günter Busch
We need to improve how Anaerobic Sequencing Batch Reactor (ASBR) operates to make it economically viable. One big problem with the degradation of chicken manure has been ammonia accumulations. We solve this problem by an integrated system that removed ammonia at short periods of time from the effluent of an ASBR.
Störstoffgehalt im Biomüll - Möglichkeiten und Lösungen zur Reduktion
M. Sc. Frances Vaak, Dr. Jörg Nispel
Vor dem Hintergrund einer effizienten Verwertung von biogenem Material wurden im Zollernalbkreis Bioabfälle von Privathaushalten nach ihrem Störstoffanteil untersucht. Die Analyse zeigt, dass der Fremdstoffanteil in der Biotonne bei durchschnitttlich 9,9 Gew.-% liegt. Ein wesentlicher Anteil der Störstoffe besteht aus Kunststoffen, die den Prozess der optimalen Verwertung erheblich stören. Folglich müssen Maßnahmen umgesetzt werden, die eine Minimierung des Kunststoffanteils, aber auch anderer Störstofffraktionen herbeiführen.
Marktpotenziale und Stoffkreislaufschließung durch Sekundärschwefel aus der Biogasaufbereitung
Daniel Tewes
Bis in die 1970’er Jahre wurde Schwefel hauptsächlich in Schwefelminen gefördert, wobei heutzutage der größte Teil des Schwefels durch Regenerierung wiedergewonnen wird. Dieser Anteil ist insbesondere in den letzten Jahrzehnten gestiegen, da die Grenzwerte für Schwefeloxidemissionen gesunken sind und daher mehr Schwefel aus dem Abgasstrom abgeschieden wird.
Challenges in material flow accounting – Case study iron production process
Verena Trinkel, Dipl.-Ing. Oliver Cencic, Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger, Dipl.-Ing. Thomas-Heinz Bürgler, Dipl.-Ing. Dr. Johann Fellner
In this study the material flows of an iron production site are investigated. The plant utilizes waste plastics in addition to coke as reducing agent. Advantages and challenges for the application of material flow accounting on a company level are described, particularly with respect to data uncertainties from substance concentration measurements and error propagation.
Lösung einer Herausforderung: Sammlung und Verwertung von Elektroaltgeräten mit geringem Materialwert in China – am Beispiel Leuchtstofflampen
Mag.a Gudrun Zecha
Die Sammlung von Elektroaltgeräten (EAG) wird in China hauptsächlich von informellen Abfallsammlern bewerkstelligt. Der Fokus liegt dabei auf wertstoffreichen Geräten. Da mit den aus Leuchtstofflampen wiedergewinnbaren Materialien derzeit keine hohen Erlöse erzielbar sind und sie darüber hinaus gefährliches Quecksilber beinhalten, werden Lampen von informellen Sammlern nicht gesammelt. Ziel der Arbeit ist es, mögliche Wege aufzuzeigen, um die Sammlung von ausgedienten Leuchtstofflampen unter chinesischen Gegebenheiten zu fördern.
Möglichkeiten der Wertstoffgewinnung aus Siedlungsabfällen
Dipl.-Ing. Battogtokh Zayat-Vogel, Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker
Die umweltgerechte Verwertung von Abfällen trägt zur Ressourcenschonung bei. Wertstoffe, wie Metalle und mineralische Stoffe aus den Siedlungsabfällen, werden durch heutige technische Ansätze nicht ausreichend abgetrennt und in den Kreislauf zurückgeführt. Bereits durchgeführte Untersuchungen zeigen ein hohes Potential für die Rückgewinnung von Metallen aus Siedlungsabfällen. Um die Metalle möglichst rein zurückzugewinnen, ist ein vollständiger Aufschluss von Verbundstoffen erforderlich. Dabei sollen Metallkonzentrate generiert werden, welche weitgehend von Störstoffen befreit sind.
Störstoffquantifizierung in flüssigen Substraten zur Co-Vergärung und Monitoring der physikalischen Auswirkungen von Störstoffen auf Anlagenkomponenten
Dil.-Ing. Anna Wörle, Dr.-Ing. Wolfgang Müller, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Anke Bockreis
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Datengrundlage zur Störstoffbelastung in aufbereiteten Substraten, die in die Vergärung mit Faulschlamm aus der Abwasserreinigung (Co-Vergärung) gehen, geschaffen. Erste Untersuchungen ergaben eine Belastung von 0,7- 4,7 g Störstörstoffe > 2 mm / L aufbereitetem Bioabfall. Im Rahmen weiterer Untersuchungen werden Auswirkungen von Störstoffen auf Komponenten der Co-Vergärungsanlage (Verschleißwirkung auf Pumpenteile, Verringerung des Faulraumvolumens durch Störstoffablagerungen, etc.) untersucht.
Old landfills: Anthropogenic resources or reserves?
Andrea Winterstetter, Dipl.-Ing. David Laner, Professor Dipl.-Ing. Dr. Helmut Rechberger, Dipl.-Ing. Dr. Johann Fellner
The overall objective of this study is to apply a primary resource classification framework to a landfill mining project in order to identify the whole landfill and its contained materials either as anthropogenic resources or reserves.
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