Übersicht über Forschungsschwerpunkte des Fachgebiets Abfallbehandlung und Ressourcenmanagement

Das Fachgebiet „Abfall- und Ressourcenmanagement“ beschäftigt sich mit verschiedensten Fragestellungen der Vermeidung, der nachhaltigen Verwertung von Abfällen und Nutzung von Ressourcen, um so einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Wir legen Wert auf eine umfassende und fächerübergreifende Bearbeitung und die Entwicklung ganzheitlicher Lösungen. Dabei stehen anwendungsrelevante Themen im Vordergrund. Dieser Praxisbezug wird unter anderem durch langjährige Tätigkeit von Mitarbeitern des Fachgebietes in der freien Wirtschaft sowie durch Projekte mit Industriepartnern sichergestellt.

Neben den wissenschaftlichen Mitarbeitern werden sowohl Studierende im Rahmen von Projekt-, Bachelor- und Masterarbeiten als auch studentische Hilfskräfte in die Forschungsaktivitäten einbezogen. Durch diese Verknüpfung von Forschung und Lehre stehen einerseits der Arbeitsgruppe qualifizierte Nachwuchskräfte zur Verfügung, andererseits wird so den Studierenden eine sehr praxisbezogene Ausbildung geboten.

Zusätzlich zu der Entwicklung von angepassten Konzepten und Technologien bieten wir Schulungen, Ausbildung und Wissensvermittlung auf dem Gebiet der Abfall- und Ressourcenwirtschaft an.

Unsere Forschungsschwerpunkte und Projekte

Mechanisch-biologische Abfallbehandlung (MBA)

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.

Vergärung und Kompostierung von biogenen Abfällen

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.

Emissionsmessungen und Abluftreinigung

Die Überwachung und Optimierung von Abluftbehandlungsverfahren stellt einen weiteren Schwerpunkt des Fachgebietes Abfall- und Ressourcenmanagement dar.

Ein Fokus der Forschung liegt auf Abluftemissionen aus biologischen und mechanisch-biologischen Behandlungsverfahren. Ein Bereich ist die messtechnische Erfassung der relevanten Parameter. Das Institut verfügt über umfangreiche messtechnische Einrichtungen, um alle relevanten Emissionsparameter zu bestimmen. Darüber hinaus werden Möglichkeiten der Reduktion durch prozesstechnische Maßnahmen sowie durch technische Reinigungssysteme untersucht und weiterentwickelt. Hierbei kann auf langjährige Erfahrung zurück gegriffen werden. Aktuell sehen wir einen Schwerpunkt im Bereich der Geruchsmessung und Minderung, bei der Erfassung und Minderung von Stickstoffverbindungen (insbesondere Lachgas) sowie sonstige klimarelevanten Gase (z.B. Methan).

Neben der reinen Emissionsmessung beschäftigen wir uns mit der Durchführung von Immissionsprognosen.

Urban Mining / Landfill Mining – Deponien als Rohstoffquelle

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.

Ökologische Bewertung abfallwirtschaftlicher Maßnahmen

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.

Internationale Abfallwirtschaft

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.

Projekte

Projekt von      bis           Beschreibung
MehrWert für Innsbruck - Coffee to go im MehrWegbecher 2016   laufend    

Einführung eines Mehrwegbecher-Systems in Innsbruck zur Abfallvermeidung und Ressourcenschonung durch die Reduktion von Verpackungsmaterialien (Einwegbecher) gemeinsam mit der Österreichischen Mensen Betriebsgesellschaft mbH, Baguette/MPreis und Ruetz sowie mit Unterstützung der Stadt Innsbruck und des Landes Tirol.

Poster "Österreichische Abfallwirtschaftstagung 2017" 

BioPot 2016   2017     BioPot - 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

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   2015      Vergleich verschiedener Behandlungsoptionen zur Verwertung von trockenen Bioabfällen; Technische und wirtschaftliche Bewertung (Machbarkeitsstudie)
Aufbereitung von Bioabfällen zu Co-Substrat 2015   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   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   2012     Erstellung eines ökobilanziellen Vergleiches verschiedener Bioabfallbehandlungskonzeptionen
Abfallwirtschaftskonzept Wörgl 2012   2012     Entwicklung eines Abfallwirtschaftskonzeptes für die Stadt Wörgl
Eco Emballage (Frankreich) 2012   2012     Entwicklung eines Anlagenkonzeptes zur Abtrennung von Kunststoff- und Metallverpackungen aus Hausmüll
Ökobilanzieller Vergleicg 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   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