Dry Mechanical Processing of Fine Fractions from Enhanced Landfill Mining for Material and Energy Recovery

Titel in Übersetzung: Trockenmechanische Aufbereitung von Feinfraktionen aus Enhanced Landfill Mining zur Material- und Energierückgewinnung

Juan Carlos Hernandez Parrodi

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Die Feinfraktionen, die je nach Fallstudie normalerweise als das Material mit einer Partikelgröße <60 mm bis <10 mm definiert sind, können 40-80 Gew.-% des gesamten Aushubmaterials in (Enhanced) Landfill Mining ((E)LFM) ausmachen. Diese Fraktionen zeichnen sich häufig durch ihren hohen Gehalt an Wasser und problematischen Elementen und Verbindungen (d.h. organischen und anorganischen Schadstoffen) aus, welche sie für konventionelle Abfallaufbereitungstechniken besonders herausfordernd machen. Daher wurden die Feinfraktionen in früheren (E)LFM-Projekten kaum für die Valorisierungsstrategien Waste-to-Material (WtM) und Waste-to-Energy (WtE) berücksichtigt und folglich größtenteils wieder auf der Deponie entsorgt, was die wirtschaftliche und ökologische Durchführbarkeit des Deponierückbaus in erheblichem Maße beeinträchtigt. Deshalb ist es von entscheidender Bedeutung, die Herausforderung anzugehen, die die Feinfraktionen für (E)LFM darstellen, und ihr Potenzial für Material- und Energierückgewinnung freizusetzen. Die vorliegende Doktorarbeit wurde auf einer Deponie in Mont-Saint-Guibert (MSG), Belgien, durchgeführt. Die Feinfraktionen <90 mm der MSG-Deponie machten 77 Gew.-% (im Rohzustand) des gesamten aufbereiteten Deponieabfalls aus und zeigten einen mittleren Wassergehalt von 27 Gew.-% und eine mittlere Schüttdichte von 810 kg/m3. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Feinfraktionen <90 mm mittels einer trockenmechanischen Aufbereitung effektiv und effizient in brennbare (9.0 Gew.-% TS), inerte (37.2 Gew.-% TS) und bodenähnliche (42.7 Gew.-% TS) Fraktionen getrennt werden können, sowie dass diese Fraktionen eine Quelle für relevante Mengen an Eisen- (1.4 Gew.-% TS) und Nichteisenmetallen (0.3 Gew.-% TS) sein können. Der Ansatz der Feinfraktionen 90-10 mm wurde im optimalen Wassergehalt (Wassergehalt von 15 Gew.-%) und im trockenen Zustand durchgeführt, während der Ansatz der Feinfraktionen <4.5 mm in trockenem Zustand durchgeführt werden musste. Der optimale Wassergehalt erwies sich als ein erfolgreicher Weg, um Materialverluste in der Form von Staub und feinen Partikeln signifikant zu reduzieren, ohne die Leistung des trockenmechanischen Aufbereitungsansatzes signifikant negativ zu beeinflussen. Die Ergebnisse der Laboranalysen der erhaltenen brennbaren Fraktionen zeigen, dass diese Fraktionen den Spezifikationen der EN 15359:2011 entsprachen und somit für WtE-Valorisierung in der EU geeignet sind. Einige Proben der brennbaren Fraktionen haben jedoch die Grenzwerte für As, Cd, Co, Hg und Pb der österreichischen Abfallverbrennungsverordnung (AVV) überschritten, sodass diese Fraktionen in Österreich ausschließlich verbrannt werden können. Was die zurückgewonnenen inerten Fraktionen betrifft, so zeigen die Ergebnisse, dass in Österreich diese Fraktionen einer weiteren Aufbereitung benötigen, um als Ersatz für Gesteinskörnungen gemäß der österreichischen Recycling-Baustoffverordnung (RBV) genutzt zu werden, da sie den Grenzwert für Kohlenwasserstoffe, Cd, Pb, Zn, NH4+ und anionische Tenside in bestimmten Fällen überschreiten. Der angewandte Ansatz für die Feinfraktionen <4.5 mm ergab, dass problematische Schadstoffe (hauptsächlich TOC, Cd, Cu, Hg, Ni, Pb und Zn) aus den groben Partikelgrößenspannbreiten (i.e. 4.5-1.6 mm und 1.6-0.5 mm) nicht ausreichend entfernt oder in den feineren Partikelgrößenspannbreiten (i.e. 0.5-0.18 mm und <0.18 mm) mittels Partikelgrößenklassifizierung und Oberflächenreinigungsaufbereitungsschritten konzentriert werden können. Im Allgemeinen ist die Verwertung/Verwertung von zurückgewonnenen Materialien durch (E)LFM nicht ausdrücklich in bestehenden Vorschriften enthalten, und bis heute gelten auf EU-Ebene fast keine übergreifenden Vorschriften. Daher hängen momentan die WtM- und WtE-Verwertungswege aus den zurückgewonnenen Fraktionen der Feinfraktionen von Deponierückbau stark von den nationalen und lokalen Vorschriften in d
Titel in ÜbersetzungTrockenmechanische Aufbereitung von Feinfraktionen aus Enhanced Landfill Mining zur Material- und Energierückgewinnung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Lehner, Markus, Beurteiler A (intern)
  • Pomberger, Roland, Betreuer (intern)
  • Pretz, Thomas, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Enhanced Landfill Mining
  • Deponierückbau
  • Deponat
  • Feinfraktionen
  • Feinkorn
  • Feine Anteile
  • trockenmechanische Aufbereitung
  • Abfallverwertung
  • Waste-to-Material
  • Waste-to-Energy
  • Materialrückgewinnung
  • Energierückgewinnung
  • Sekundärrohstoffe
  • Ersatzbrennstoffe
  • Sekundärbrennstoffe
  • brennbare Fraktion
  • inerte Fraktion
  • Recycling-Baustoffe
  • Ersatzmaterial für Gestein
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  • Erden aus Abfällen
  • Ersatzmaterial für Boden
  • Landgewinnung
  • NEW-MINE Projekt

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