Bewertung des Einflusses eines Ballistikseparators auf Schwankungen von LVP-Stoffströmen mittels sensorgestützter Überwachung

Abstract

Steigende Abfallmengen und sowohl rechtlich als auch gesellschaftlich höhere Ansprüche an die umweltverträgliche Verwertung dieser erfordern Effizienzsteigerungen in den Aufbereitungsprozessen. Besonders Kunststoffe und die überwiegend daraus hergestellten Leichtverpackungen stellen aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer und Inhomogenität eine Herausforderung für die stoffliche Verwertung dar. Bislang liegen die Verwertungsquoten in Europa deutlich unter den gesetzlich geforderten Quoten der kommenden Jahre. Eine effizientere Gestaltung des Sortierprozesses und daraus resultierende optimierte Reinfraktionen des Leichverpackungsgemischs sind wichtige Einflussgrößen auf die Steigerung der Verwertungsquoten. Schwankungen des Durchsatzes stellen ein bekanntes Problem in Abfallbehandlungsanlagen dar. Eine Überlastung der Aggregate wirkt sich negativ auf die Performance aus, während ein zu geringer Durchsatz wirtschaftliche Einbußen bedeuten kann. In dieser Diplomarbeit wurde eine Methode entwickelt, durch Volumenstrom- und Nahinfrarotsensoren gemessene Schwankungen in Abfallströmen mittels Schwellenwerten zu quantifizieren. Außerdem wurde der Einfluss eines Ballistikseparators auf die Vergleichmäßigung eines Modellabfallstromes untersucht. Verschiedene Parameter des Ballistikseparators (Paddelbelag, Winkel) und des Stoffgemischs (Durchsatz, Folienanteil) wurden getestet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass geschlossene Paddelbeläge, sowie flachere Winkel und geringere Folienanteile die Fähigkeit des Ballistikseparators Schwankungen auszugleichen, verbessern. Ein Einfluss des Durchsatzes konnte nicht festgestellt werden. Die Auswertung der durchgeführten Versuche weisen darauf hin, dass sich Schwankungen eher in die 2D-Fraktion des Ballistikseparators fortpflanzen. Eine Ausnahme bildet die Parameterkombination geschlossene Paddelbeläge_17,5°. Der geringe Anteil des 2D-Materials im Gemisch stellt ein Hindernis für die korrekte Beurteilung der Schwankungen in dieser Fraktion dar, weshalb weitere, umfassendere Versuche für die Bestätigung dieser Ergebnisse erforderlich sind.

Increasing amounts of waste and higher legal and social demands for environmentally compatible recycling require efficiency improvements in the treatment processes. Particularly plastics and the lightweight packaging made predominantly from it, pose a challenge for recycling due to their short period of use and inhomogeneity. To date, recycling rates in Europe are significantly below the legally required rates for the upcoming years. A more efficient design of the sorting process and the resulting optimized pure fractions of the lightweight packaging mixture are important factors influencing the increase in recycling rates. Fluctuations in throughput rate are a well-known problem in waste treatment plants. Overloading of the aggregates has a negative effect on the performance, while a very low throughput rate can cause economic losses. In this thesis, a method was developed to quantify fluctuations in waste streams using threshold values. In addition, the influence of various parameters of the ballistic separator (paddle coating, angle) and of the lightweight plastic waste mixture (throughput, film content) on the uniformity of the stream was investigated. The results indicate that closed paddle coverings, as well as flatter angles and lower film fractions, increase the ballistic separator's ability to compensate fluctuations in the waste stream. An influence of the throughput could not be determined. The evaluation of the tests indicate that fluctuations tend to propagate into the 2D fraction of the ballistic separator. An exception is the parameter combination closed paddle covering_17.5°. The small proportion of 2D material in the mixture may have presented a challenge to the correct assessment of fluctuations in this fraction. Therefore, further research and more tests are needed to confirm these results.