Kreislauf- und Sekundärrohstoffe

Schwerpunkte

  • Abfallwirtschaftskonzepte
  • Behandlungsverfahren biogener Abfälle
  • Urban Mining

Die Arbeitsgruppe Kreislaufwirtschaft und Sekundärrohstoffe beschäftigt sich mit Strategien, Konzepten und Verfahren für die Gewinnung von Sekundärrohstoffen, die qualitativ hochwertig in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt werden können. Neben der konzeptionellen Ausarbeitung von Abfallwirtschaftskonzepten steht insbesondere die Entwicklung neuer Verfahren zur stofflichen und energetischen Nutzung von Abfällen bzw. deren Inhaltsstoffen im Vordergrund.

Aktuelle Forschungsprojekte zur Bioökonomie untersuchen die stoffliche Nutzung von biogenen Abfällen aus Haushalten, der Landwirtschaft und Industrie. Zielsetzungen sind neue Bioraffineriekonzepte zur Gewinnung biobasierter Produkte. Die Forschungsarbeiten werden zum Teil in Kooperation mit Entwicklungs- und Schwellenländern durchgeführt und umfassen, neben der Entwicklung von Abfallwirtschaftskonzepten, auch den Transfer von Lehre. Ein wesentliches Ziel des Urban Mining ist die Verwertung hochwertiger Stoffströme. In diesem Kontext beschäftigen wir uns in Kooperation mit dem IWKS mit der Entwicklung von Sortiertechniken zur Rückgewinnung hochwertiger Kunststoffe.

Kompetenzen

Mittels Sortierversuchen können Informationen über die Zusammensetzung von unterschiedlichen Abfallfraktionen gewonnen werden. Diese Informationen sind die wesentliche Grundlage zur Entwicklung von Verwertungs- und Entsorgungsverfahren sowie für die Planung von Abfallentsorgungskonzepten.

Für Sortierversuche stehen dem FG SuR Flächen im neuen Sekundärwertstoffzentrum der TU Darmstadt zur Verfügung. Dort werden die von den Anfallstellen angelieferten Abfälle untersucht; dies sind vorrangig Restabfall, biologische Abfälle und der Inhalt von Wertstoffsäcken/-tonnen. Die sortierten Abfallfraktionen können näher analysiert werden durch physikalische, chemische und biologische Untersuchungen z.B. entsprechend DepV; die Probenahme erfolgt nach den Vorgaben der LAGA PN 98; zur Untersuchung der Proben steht die Laborausstattung des Instituts IWAR zur Verfügung. Die Sortierversuche werden ergänzt durch Vor-Ort-Begehungen von Abfallbehälterstandplätzen, Beobachtung des Sortierverhaltens und Erarbeiten von Strategien zur Lösung der Defizite.

Zur Durchführung von Sortierversuchen besitzt das Fachgebiet SuR eine umfassende technisch-analytische Ausstattung. Dazu gehören insbesondere:

  • Sortiertische
  • Sortierbehälter
  • Waagen
  • Siebe in verschiedenen Größen
  • Manuell bewegliche Trommelsiebe

In Kooperation mit anderen Fachgebieten können darüber hinaus zusätzliche Aggregate zur Probenvorbereitung und –zerkleinerung genutzt werden.

Die Entwicklung neuer Verfahren im Fachgebiet SuR ist auf die stoffliche und energetische Nutzung von Abfällen bzw. deren Inhaltsstoffen fokussiert. Sie beinhaltet die Verbesserung von Trennung, Erfassung, Aufkonzentration oder Extraktion der interessierenden Abfallfraktionen und Inhaltsstoffe. Die technischen Entwicklungsarbeiten werden durchgeführt unter Nutzung der Werkstatt- und Laborkapazitäten des IWAR. So können beispielsweise Ausbeuten bzw. Effizienzen von Abfallbehandlungsverfahren anhand von Input- und Output-Substratanalysen charakterisiert werden. In der Werkstatt des Instituts IWAR werden u.a. verschiedene Anlagentypen konstruiert und Verfahrenskombinationen nachgestellt. Im Labor- und Technikumsmaßstab ist es damit möglich, Prozessparameter zu variieren und optimale Betriebsbedingungen zu ermitteln. Weiterhin betreibt das FG SuR, innerhalb von Forschungsprojekten, Versuchseinrichtungen auf dem Gelände von Praxispartnern, so auf dem Gelände der Kompostierungsanlage des EAD der Stadt Darmstadt im Rahmen der Projekte „Erweiterung eines konventionellen Kompostwerkes um eine zusätzliche Anaerobstufe zur Gewinnung von Biogas und zusätzlicher Bioprodukte“ (2009-2011) und „Bioabfall zu Biokraftstoff“ (2012-2013).

Auf Grundlage langjähriger Erfahrungen im Bereich der Sammlung und Erfassung von Abfällen, der biologischen, mechanischen und thermischen Aufbereitung bis hin zur Beseitigung (Deponierung) von Abfällen verfügt das Fachgebiet über die erforderliche Expertise für Abfallwirtschaftskonzepte. Für eine nachhaltige Gestaltung von Abfallwirtschaftkonzepten werden sowohl Abfallmengenentwicklung, Logistik als auch Verfahrenstechnik berücksichtigt. Im Einzelnen können im FG SuR die folgenden Aufgaben bearbeitet werden:

  • Analyse von gegenwärtigem Aufkommen und zukünftiger Aufkommensentwicklung
  • Bestimmung von abfallrelevanten Parametern, z.B. Atmungsaktivität und Gasbildung
  • Entwicklung von Anlagenkonzepten für die Abfallbehandlung
  • Bildungsmaßnahmen / Schulungen zur Verbesserung des Abfallmanagements
  • Identifizierung von Optimierungsmöglichkeiten in Abfallwirtschaftskonzepten unter Berücksichtigung von kommunalen bzw. betrieblichen Randbedingungen