Abfallbehandlung und Ressourcenmanagement

Die mechanisch-biologische Abfallbehandlung hat sich als Behandlungsoption für Restmüll in Europa etabliert. Das Verfahren stellt einen flexiblen Abfallverwertungs- und -behandlungsansatz dar, der je nach den vorherrschenden gesetzlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen sehr unterschiedliche technologische Konzepte nach sich ziehen kann.

Ziel unserer Forschungsaktivitäten im Bereich MBA ist die verstärkte Nutzung der im Abfall enthaltenen Wertstoffe und des Energiepotentials. Dazu werden neue Verfahren entwickelt und überprüft, wie zum Beispiel automatische Wertstofferkennungs- und Trenntechnologien, eine optimierte Biogaserzeugung oder die Erzeugung von Ersatzbrennstoffen.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Weiterentwicklung von Parametern zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit von MBA-Anlagen. Dies beinhaltet neben den gesetzlich vorgeschriebenen Ablagerungsparametern, insbesondere AT₄, GB₂₁ und GS₂₁, auch Analysen zur Bestimmung von Wertstoff- und Energieflüssen sowie der Emissionen entsprechender Anlagen.

Für die Gewinnung hochwertiger Produkte aus der Abfallverwertung ist die getrennte Erfassung eine wesentliche Voraussetzung und insbesondere bei den biogenen Abfallbestandteilen von besonderer Bedeutung. Die Kompostierung stellt das etablierte Verfahren für die Behandlung biogener Abfälle dar. Es zeichnet sich durch die vergleichsweise einfache Prozessführung und die Flexibilität im Hinblick auf Anlagengröße dar. Insbesondere ist es auch gut geeignet für geringe Abfallmengen und damit kleine Anlagen. In den letzten Jahren hat die Vergärung an Bedeutung deutlich zugenommen, da hierbei Biogas erzeugt und verwertet werden kann. Aufgrund der in der Regel komplexeren Verfahrenstechnik ist die Vergärung tendenziell eher für größere Abfallmengen wirtschaftlich umsetzbar. Aufgrund der vielfach höheren Klimarelevanz des im Biogas enthaltenen Methans sind Methanemissionen aus Vergärungsanlagen von besonderer Bedeutung. In diesem Bereich bestehen z.T. noch erhebliche Wissenslücken, deren Erforschung sich das Fachgebiet „Abfall- und Ressourcenmangement“ widmet.

Im Bereich der Biogasnutzung untersuchen wir anlageninterne Lösungen (z.B. Nutzung der BHKW-Abwärme zur Gärrestaufbereitung), um die Anlageneffizienz insgesamt zu steigern. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die optimale Nutzung der bei der Vergärung erzielbaren Produkte.

Vor dem Hintergrund knapper und teurer werdender Ressourcen stellt der Rückbau von Deponien eine interessante Alternative dar, denn die in alten Deponien enthaltenen unbehandelten Abfälle können stofflich und energetisch verwertet werden, wie z.B. Metalle, Phosphor oder auch organische Bestandteile zur Energieerzeugung. Fragestellungen zur technischen Umsetzung des Rückbaus von Deponien und zur anschließenden Materialaufbereitung zur Rohstoffgewinnung werden ebenso untersucht wie die Umwelteinwirkungen des Rückbaus im Vergleich zu denen der üblichen Nachsorge von Deponien. Zurzeit wird in diesem Forschungsbereich das Rohstoffpotential der Tiroler Deponien untersucht.

Für eine umfassende Bewertung abfallwirtschaftlicher Maßnahmen sind neben der technischen Effektivität auch die damit verbundenen Umweltauswirkungen von großer Bedeutung. Um die Vielzahl der relevanten Auswirkungen/Aspekten berücksichtigen und miteinander vergleichen zu können, haben sich verschiedene Methoden der Ökobilanzierung entwickelt. Zwar existieren für die Durchführung von Ökobilanzen internationale Normen (ISO 14040), aufgrund der Komplexität sind die Methoden und Ansätze der ökologischen Bewertung in einer stetigen Weiterentwicklung begriffen.

Das Fachgebiet „Abfallbehandlung und Ressourcenmanagement“ führt ökobilanzielle Bewertungen und Vergleiche abfallwirtschaftlicher Verfahren, z.B. im Hinblick auf die Treibhausgasemissionen oder reine Energiebilanzen, durch. Weiterhin kann die ökobilanzielle Bewertung mit Kostenaspekten zur ökoeffizienten Betrachtung verknüpft werden.

Abfall- und Ressourcenmanagement stellt eine globale Aufgabe dar. Nicht ordnungsgemäß entsorgte Abfälle gefährden sowohl die Gesundheit der Bevölkerung als auch die Umwelt (Brutstätten für Krankheiterreger, Nahrungsquelle für Ratten, Verschmutzung der Wasserressourcen durch Sickerwässer, Luftverschmutzung und Klimarelevanz durch Deponiegase, Brandgefahr). Durch Recyclingmaßnahmen, eine sachgerechte Verwertung, Behandlung und Ablagerung der Abfälle, sowie eine Deponiegasfassung, kann in den Entwicklungsländern ein wirksamer Beitrag zum Ressourcen, Umwelt- und Klimaschutzgeleistet werden. Für eine nachhaltige Entwicklung ist eine funktionierende, umweltverträgliche und ressourcenschonenden Abfallwirtschaft unerlässlich. Die Verwendung angepasster Lösungen ist für eine erfolgreiche Umsetzung ausschlaggebend.

Im Vergleich zu den hoch technologisierten Ländern wird die Bedeutung und das Gefahrenpotenzial im Umgang mit Abfällen in vielen Teilen der Welt noch wenig erkannt. Zwar kann häufig auf die bisherigen Erfahrungen der europäischen Länder zurückgegriffen werden, um die lokale Situation angemessen zu verbessern. Eine direkte Übertragung der in Europa entwickelten und etablierten abfallwirtschaftlichen Maßnahmen und Technologien in weniger entwickelte Regionen ist oft nicht möglich. Vielmehr bedarf es entsprechender Konzepte und/oder Technologien, die unter den jeweiligen technischen, sozialen, politischen und ökonomischen Rahmenbedingungen umgesetzt werden können.

Das Fachgebiet „Abfall- und Ressourcenmanagement“ beschäftigt sich mit der Entwicklung angepasster Technologien und Konzepte. Um die örtlichen Rahmenbedingungen angemessen berücksichtigen zu können, werden solche Projekte in Kooperation mit lokalen Partnern als auch unter Einbindung anderer Fachrichtungen (z.B. Soziologie) entwickelt und durchgeführt.

• FUNGAS, 2023-2026: Enzyme von anaeroben Pilzen erhöhen die Gasausbeute von Reststoffen und ermöglichen die Biogasproduktion in Kleinanlagen in der INTERREG-Region
• Klärschlamm, 2024: Klärschlamm-Behandlung: Optionen 2030 im Bundesland Salzburg
• FFG Innovationscamp, 2022-2024: - Kreislaufmanager*in im Bauwesen

• Tirol, 2020-2022: Rest- und Abfallstoffe in Tirol als Ressourcen im zukünftigen Energiesystem Tirol 2050
• Thermik, 2020-2023: Potenziale zur thermischen Verwertung von Abfallfraktionen im Bundesland Salzburg
• AlpinHanfHarvester2, 2022-2023
• PHB-Biokunststoff, 2021-2023: Umweltschonende Produktion und Extraktion von PHB-Biokunststoff
• Raiqa, 2021: Wissenschaftliche Begleitung des Rückbauprojektes "Raiqa" Areal
• Baumwolltextilien, 2020-2021: Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit von Baumwolltextilien
• 2strategies4AD, 2020-2023: Strategien zur Optimierung der anaeroben Vergärung
• AvE, 2020: Ausweg vom Einweg
• Unterflursysteme, 2019-2020: Vorbereitende Abfallanalysen für die Einführung von Unterflursystemen
• Audi Nines, 2019: Ist-Analyse der Umweltauswirkungen des Events "The Audi Nines"
• FAFODI, 2018-2021: Optimierte Fettabscheidernutzung zur Gewinnung von Ressourcen und Reduzierung negativer Umweltauswirkungen (FAFODI)
• CIRCE 2020, 2017-2020: Verbreitung des Kreislaufwirtschaftskonzeptes in lokalen Produktionsregionen in Zentraleuropa - Betriebliche Abfallvermeidung durch Kreislaufwirtschaft
• COMITO, 2018-2019: Die Kläranlage in der Interaktion mit der Abfall- und Energiewirtschaft: Ein deutsch-österreichischer Dialog
• MehrWert für Innsbruck, 2016-2019: Coffee to go im MehrWegbecher
• ENARA, 2017-2018: Energetische Nutzung der biogenen Anteile im Restmüll als Co-Substrat in Faultürmen von Abwasserreinigungsanlagen
• ProNutrice, 2017-2018: Entwicklung von Strategien und Technologien zur Nutzung lokal verfügbarer organischer Reststoffe zur Erzeugung erneuerbarer Energien; untersucht werden u.a. organische Abfälle aus Haushalten, organische Supermarktabfälle, Reststoffe aus der Kartoffelverarbeitungsindustrie und die organische Fraktion aus gemischten Siedlungsabfällen
• Littering, 2017: Littering - Sortieranalyse von Abfällen aus dem Straßenbegleitgrün
• BioPot, 2016-2018: Bioenergie aus Speisefetten - Potential gemischt erfasster Fettabfälle als Ressource für Biodiesel
• Ressourcenoptimierte Nutzung von Gärrückständen aus der Kartoffel- und Lebensmittelverarbeitung, 2016-2017: Optimierung der regionalen Kreisläufe im Bereich Lebensmittelerzeugung; Betrachtung der bestmöglichen energetischen Biogasnutzung und der anschließenden stofflichen Verwertung entstehender Reststoffe aus einer Kartoffel- und Lebensmittelverarbeitung 
• Energie aus Lebensmittelabfällen aus Supermärkten, 2016-2017: Überprüfung der Anwendbarkeit von Erfassungssystemen für Lebensmittelabfälle an Supermärkten; Bewertung der Systeme unter technischen, wirtschaftlichen, hygienischen und ökologischen Aspekten
• AraFerm, 2012-2017: Verwertung von organischen Reststoffen im Faulturm von Kläranlagen; Ermittlung des Störstoffgehaltes verschiedener Substrate und Möglichkeiten der weitergehenden Störstoffentfernung; Auswirkungen auf den Vergärungsprozess sowie den Gesamtprozess der Kläranlage 
• AraFerm II, 2014-2017
• Niederkalorik, 2014-2016: Überprüfung verschiedener trocken- und nasstechnischer Verfahren im Hinblick auf die Eignung zur Aufbereitung der organikreichen Feinfraktion aus Hausmüll für die Verwendung als Co-Substrat in Faultürmen von Kläranlagen
• Verwertung trockener Bioabfälle, 2015: Vergleich verschiedener Behandlungsoptionen zur Verwertung von trockenen Bioabfällen; Technische und wirtschaftliche Bewertung (Machbarkeitsstudie)
• Aufbereitung von Bioabfällen zu Co-Substrat, 2015: Erweiterung einer bestehenden Kompostanlage mit einer Aufbereitung zur Abtrennung der Weichorganik aus den Bioabfällen für eine Verwertung im Faulturm einer Kläranlage und Kompostierung der verbleibenden trockenen Bioabfallanteile Aufbereitung von Bioabfällen für eine Verwertung im Faulturm; Technische und wirtschaftliche Bewertung (Machbarkeitsstudie)
• Benchmarking in der Abfallwirtschaft, 2013-2015: Bewertung der österreichischen Abfallwirtschaft im Hinblick auf die Erreichung der Ziele des Abfallwirtschaftsgesetzes. Ein gemeinsames Projekt der Universitäten TU Wien, BOKU Wien, TU Leoben und LFU Innsbruck
• GastroFuel, 2013-2015: Biogene Abfall- und Reststoffe als mögliche nachhaltige Energieressource, Entwicklung und Überprüfung eines Vor-Ort Erfassungs- und Aufbereitungssystems für organische Abfälle aus der Gastronomie und Großküchen
• "Bioenergie aus der Küche", 2013-2014: Ökobilanzielle Betrachtung der Sammlung und Verwertung von Altspeisefetten aus Haushalten
• Pyramet, 2013-2014: Überprüfung eines Pyrolyseverfahrens für die Aufbereitung von Metallstäuben, Untersuchungen an einer halbtechnischen Anlage
• MBA Demonstrationsvorhabend Tunesien, 2013- 2014: Durchführung und wissenschaftliche Begleitung von Demonstrationsversuchen zur mechanisch-biologischen Behandlung in der Provinz Mjerda (Tunesien)
• Erweiterung der Bioabfallvergärungsanlage Roppen, 2013-2014: Technische Bewertung verschiedener Verfahrensoptionen zur Erweiterung der Anlagenkapazität der Bioabfallvergärungsanlage Roppen (Machbarkeitsstudie)
• Landfill Mining - Land Tirol, 2013: Bestimmung des Wertstoffpotentials einer Altdeponie in Tirol. Abschätzung der Wirtschaftlichkeit eines Deponierückbaus
• AshTreaT, 2012-2014: Holzascheverwertung im alpinen Wald; Bewertung technischer Möglichkeiten zur Ausbringung von Aschen aus Biomassekraftwerken; Ökologische Bewertung
• BioGAP, 2012-2014: Biogas and Ash Processing; Nutzung von Biomasseasche für die Reinigung von Biogas; Untersuchungen im halbtechnischen Maßstab an einer Biogasanlage
• BioKasEn, 2012-2013: BioKasEn - Kaskadennutzung von Bioabfall durch Lactat-Ausschleusung vor der Vergärung unter Berücksichtigung der Energieeffizienz
• Ökobilanzieller Vergleich für den Abfallwirtschaftsbetrieb Karlsruhe, 2012-2013: Erstellung eines ökobilanziellen Vergleiches verschiedener Bioabfallbehandlungskonzeptionen
• Müllanalysen Rhein-Lahn-Kreis (Deutschland), 2012-2013: Analysen der stofflichen Zusammensetzung des Hausmülls und der getrennt gesammelten Verpackungsabfälle 
• Ökobilanzieller Vergleich für Abfallwirtschftsbetriebe (AWISTA), 2012: Erstellung eines ökobilanziellen Vergleiches verschiedener Bioabfallbehandlungskonzeptionen
• Abfallwirtschaftskonzept Wörgl, 2012: Entwicklung eines Abfallwirtschaftskonzeptes für die Stadt Wörgl
• Eco Emballage (Frankreich), 2012: Entwicklung eines Anlagenkonzeptes zur Abtrennung von Kunststoff- und Metallverpackungen aus Hausmüll
• Ökobilanzieller Vergleich für eine Kompostanlage Würzburg, 2011-2012: Erstellung eines ökobilanziellen Vergleiches verschiedener Bioabfallbehandlungskonzeptionen
• Symevad (Frankreich), 2011-2012: Technische Bewertung verschiedener Angebote für die Errichtung einer mechanisch-biologischen Behandlungsanlage für Restabfälle in Frankreich
• Südafrika, 2011-2012: Erstellung eines Restabfallkonzeptes für die Stadt Kapstadt (Südafrika)
• Handbuch Abfallsortieranalysen, 2011-2012 Entwicklung eines Handbuches zur Durchführung von Abfallsortieranalysen zur Charakterisierung der Abfälle im Hinblick auf die Erzeugung von Ersatzbrennstoffen
• Chlorreduktion in Ersatzbrennstoffen, 2011-2012: Untersuchungen zu Möglichkeiten der Chlorreduktion aus organischen Abfallbestandteilen während der Aufbereitung von Abfällen zu Ersatzbrennstoffen
• MBA Konzept Tunesien, 2011-2012: Bewertung verschiedener MBA Konzepte für Tunesien
• MBT Norway, 2010-2012: Wissenschaftliche Beratung zur Konzeptionierung, Durchführung und Auswertung von Versuchen zur mechanisch-biologischen Behandlung von Abfällen in Norwegen
• Potentialstudie MBA weltweit (Voith), 2010-2011: Erstellung einer Potentialanalyse für den weltweiten Einsatz von mechanisch-biologischen Behandlungsanlagen
• Stoffstromanlyse Mechanische Behandlungsanlage Ahrental, 2010: Bewertung der Stoffströme und Qualitäten der mechanischen Behandlungsanlage Ahrental (Innsbruck)
• Nachrüstung einer Vergärungsstufe für die Bioabfallbehandlungsanlage Quarzbichl, 2009-2012: Erweiterung der bestehenden Bioabfallkompostierung mit einer Vergärungsstufe (Machbarkeitsstudie)
• Störstoffabtrennung Quarzbichl, 2009-2012: Durchführung von großtechnischen Versuchen zur automatischen Abtrennung von Störstoffen aus Bioabfällen