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Forschungsorienterte Lehre > Vorlesung 3 > Flashcards

Vorlesung 3 Flashcards

Recycling und Landfill Mining - Case study

1
Q

Was sind die Ausgangsfragen zur Fallstudie “Mont-Saint-Guibert Deponie, Belgien”?

A
  • Gibt es einen Anteil aus Abfall abgeleiteten Brennstoffen (RDF = Refuse Derived Fuels) und ist er groß genug, um eine wirtschaftliche Verarbeitung zu gewährleisten?
  • Kann die inerte Fraktion zur Wiederverwendung für Bauzwecke verarbeitet werden?
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2
Q

Welche Abfälle werden auf der Moint-Saint-Guibert Deponie abgelagert? Seit wann? Wann wurde dort Bergbau betrieben? Wie viel Abfall liegt dort? Welche Abdichtung wird benutzt?

A
  • Construction & Demolition (C&D, Bau- und Abbruchabfälle) und Mixed Municipal solid Waste (MMSW, Siedlungsabfall)
  • Bergbauaktivität 1937 - 1985
  • Ablagerung seit 1958
  • Keine konventionellen Abdichtungen (mehrere Tonschichten)
  • Ca. 5,3 Millionen Kubikmeter Abfall
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3
Q

Wie werden Proben entnommen? Welches Gesamtvolumen wurde entnommen und aus welcher Tiefe?
Wonach richtet sich die Probeentnahme und wie waren die Proben anhand von Charge 3 aufgeteilt?

A
  • Erkundungsbohrungen
  • Definition eines 10x10 m großen Quadrats, unterteilt in vier Quadrate (batches) mit je 25 Quadratmeter
  • Ausgrabung des Materials
  • Aus der Deponie wurde ein Gesamtvolumen von 140 Kubikmeter mit einem Gewicht von etwa 150t bis zu einer Tiefe von vier Metern ausgehoben
  • Probenentnahme nach LAGA-Vorschriften
    • 28 Proben für Charge 3
      • 2D <275 mm: 4
      • 2D 200-90 mm: 6
      • 3D 200-9 mm: 6
      • <90 mm: 12
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4
Q

Wie funktioniert ein ballistischer Seperator?

A

Abfall wird auf ein geneigtes, sich bewegendes, Sieb gestreut. Durch die Bewegung wandern 2D Abfälle nach oben und 3D Abfälle nach unten. Glass und anderer Abfall fällt unten durch.

2D: Flat and Flexible Items (Paper, OCC & Film)
3D: Rolling and Rigid Items (Containers)

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5
Q

Warum ist die Messung der Schüttdichte wichtig? Wie wird gemessen und in welcher Einheit?

A
  • Wichtig für die Dimensionierung von Fabriken
  • Einheit kg/l
  • Ein repräsentativer Anteil wird in ein Gefäß mit bekanntem Volumen überführt und dann gewogen
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6
Q

Wie läuft die Siebung der Proben ab? Welche Siebe werden eingesetzt und mit welcher Maschenweite wird begonnen?

A
  • Trommelsieb oder Analysekastensieb, abhängig von der Menge des Materials
  • Abnehmende Maschenweite von 20 mm pro Durchsatz
  • Beginnend mit 100 mm
  • Der kleinste Anteil < 10 mm
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7
Q

Wie sah das Ergebnis der Korngrößenverteilung aus?

A
  • Große Zunahme in Richtung der < 10 mm Fraktion
  • Ausnahme: 3D 200-90 mm
    • Kleine Fläche für Anhänge
    • Erhöhung der Feinanteile durch mechanische Beanspruchung bei Probenahme/Siebung und Transport
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8
Q

Wie wird nach der Siebung das Material sortiert?

A

Händisch lol

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9
Q

Welche Fraktion machte bei der Sortierung den größten Anteil aus?

A
  • Inerte Substanzen (34 %)
  • Feinstanteile (31 %)
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10
Q

Wie wird der Abfall für die physikalisch-chemische Analyse vorbehnadelt? Wovon ist das abhängig?

A
  • Partikelgrößenreduzierung durch Zerkleinern und Mahlen
  • Abhängig vom Material
    • “Harte” Materialien müssen zuerst durch Hammermühlen und dann durch Mahlwerke zerkleinert werden
    • “Weiche” Materialien müssen durch Schneidmühlen zerkleinert werden
    • Einige Materialien müssen mit beiden Arten von Maschinen behandelt werden, wie Holz oder der Rest
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11
Q

Was geschieht mit dem “Rest” bezüglich der Analyse der Zusammensetzung von Deponieabfällen?

A
  • Da es verschiedene Materialien gibt, die als “Rest” klassifiziert werden, muss für jede Probe entschieden werden, welche Maschine verwendet werden soll
  • Aufgrund der Heterogenität könnte es möglich sein, den Rest aufzutrennen und unabhängig davon, ob sie “weich” oder “hart” sind, sie nach der Trennung wieder zu vermischen
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12
Q

Was sind typische Materialien, die zum “Rest” gehören?

A
  • Schaumstoff
  • Polystyrol (=Styropor)
  • Polyvinylchlorid (=PVC)
  • Bituminöse Dachabdeckungen (=Dachpappe)
  • Verbund-Materialien
  • Gesteins-Aggregate
  • Klebriges Material
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13
Q

Was sind die Probleme der Partikelgrößenreduzierung?

A
  • Teilweise niedrige Volumina sind schwierig zu handhaben
  • Gefahr der Materialveränderung durch Überhitzung bei Schneid-/Mahlprozessen (insbesondere bei Kunststoffen)
  • Unzulängliche Maschinen
  • Das Ablösen der an der Oberfläche der Komponenten anhaftenden Feinanteile verändert die Eigenschaften der Proben -> Veränderung der Partikelgrößenverteilung nach dem Mahlen
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14
Q

Was sind die wichtigsten Verunreinigungen, die bei Leaching Tests bestimmt und analysiert wurden?

A
  • Schwermetalle (As, Cs, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn)
  • Organischer Gesamtkohlenstoff (TOC)
  • Polychlorierte Biphenyle (PCB)
  • Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
  • Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW)
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15
Q

Was sind Leaching Tests?

A

Herauslösen von Stoffen aus Oberflächen durch Dihydrogenmonoxid z.B. Kies

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16
Q

Welche Einbauklassen für bodenähnliche Zwecke gibt es?

A
  • Z0/Z0*: uneingeschränkter Einbau (in wurzellosen Tiefen)
  • Z1.1/Z1.2: eingeschränkter Einbau in Gebieten mit hydrogeologischen (un)günstigen Bedingungen
  • Z2: eingeschränkter Einbau mit definierten technischen Sicherheitsmaßnahmen
  • (Z3-5: Ablagerung in der Deponieklasse I-III)
17
Q

Welche Ergebnisse hat man bezüglich der Schwermetalle erhalten?

A
  • keine Überschreitung der niedrigsten Schwellenwerte
18
Q

Welche Ergebnisse hat man bezüglich der organischen Bestandteile erhalten (Einbauklasse)?

A
  • Inerte Stoffe bleiben unter Z0
  • Feinanteile bleiben unter Z0 für PAK, PCB und TOC
  • Überschreitung bei MKW (Mineralölkohlenwasserstoffe)
19
Q

Welche Ergebnisse hat man bezüglich der Schwermetalle in Feststoffproben erhalten (Einbauklasse)?

A
  • Inerte Stoffe bleiben unter Z0 mit Ausnahme von Chrom und Blei (Z0*)
  • Feinanteil bleiben unter Z1, außer bei Blei und Zink (Z2)
20
Q

Was sind RDFs und welche Materialien gehören dazu?

A

RDF (=Refuse Derived Fuel) oder “Brennstoffe” sind Materialien mit hohem Heizwert (>11.000 kJ/kg)
- 2D/3D-Kunststoffe
- Holz
- Papier
- Textilien
- (Überreste)

21
Q

Womit sollten RDFs nicht verwechselt werden?

A

Die Verwendung als RDF sollte NICHT mit Verbrennung verwechselt werden!
Der Unterschied: Brennwert und was man mit bezwecken möchte (primär: Energiegewinnung. Bei klassischer Müllverbrennung: Volumen- und Massenreduktion)

22
Q

Nenne kritische Werte für RDF.

A
  • Schwermetallgehalt
  • Elementarer Gehalt an C, N, Cl, S und F
  • Heizwert
  • Aschegehalt
23
Q

Was ist der Aschegehalt von:
- Holz
- Papier
- Textilien
- 2D-Kunststoff
- 3D-Kunststoff
- Rest
- Mittelwert

A
  • Holz: 21 %
  • Papier: 37,5 %
  • Textilien: 37,5 %
  • 2D-Kunststoffe: 41 %
  • 3D-Kunststoffe: 7 %
  • Rest: 37 %
  • Mittelwert: 30 %
24
Q

Wo liegt der CV-Wert?

A

CV > 13000 kJ/kg

25
Q

Wie kann der Metallgehalt bestimmt werden?

A

Röntenfluoresenz (X-Ray Fluorescence):
Elektron wird aus Atom “geschleudert”. Dabei wird eine Fluoresenzwellenlänge freigesetzt.
Jedes Metallatom hat seine eigene Fluoresenzwellenlänge.

26
Q

Wie unterscheidet sich der Schwermetallgehalt in der brennbaren RDF-Fraktion im Vergleich zu C&D-Abfall aus anderen Projekten?

A
  • Allgemein höhere Werte als vergleichbares Deponiematerial (Ausnahme: Nickel)
  • Unterhalb der Werte für zuvor thermisch behandelten Abfall (Ausnahme: Blei)
27
Q

Was ergab die Elementaranalyse in der RDF-Fraktion?

A
  • Hoher Gehalt an Kohlenstoff (41 %)
    • Verschiedene organische Materialien
    • Inerte Stoffe, die teilweise aus Kalkstein bestehen (CaCO3)
  • geringe Anteile an Stickstoff (0,55 %) und Schwefel (0,35 %)
    • geringes Potential der NOx- und SO2-Erzeugung
  • Chlor (0,37 %) höher als nur PCB
  • Niedriger Prozentsatz an Fluor (0,026 %)
    • CFx. PFTE oder HFC (höchstwahrscheinlich verflüchtigt)
28
Q

Welche Schlussfolgerungen kann man aus der Fallstudie “Mont-Saint-Guibert Deponie” ziehen?

A

Rückgewinnung für Bauzwecke:
- Inerte Stoffe können für fast alle Anwendungen eingesetzt werden

Brennbare Fraktion:
- CV über 13000 kJ/kg
- Schewrmetalle oberhalb der Schwellenwerte für RDF
- Thermische Behandlung in Müllverbrennungsanlagen ist möglicherweise möglich

Forschungsorienterte Lehre (11 decks)

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