Über 5 Mio. Tonnen Hausmüllverbrennungsaschen (HMVA) fallen jährlich in Deutschland an. Bislang konnten diese zu wesentlichen Anteilen als mineralischer Ersatzbaustoff verwertet werden. Verringerte Akzeptanz und steigende Anforderungen gefährden aber diese Verwertung. Durch weitergehende Aufbereitung sowie das Waschen der HMVA soll die nachhaltige und ressourceneffiziente Verwertung zumindest für Teilströme gesichert werden. Das Verbundforschungsvorhaben OPTIMIN ist Teil der Förderinitiative KMU-innovativ und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Aufwändige und teure Deponierung verhindern

In der Vergangenheit konnte bundesweit knapp ein Drittel der HMVA als Ersatzbaustoff im Straßen- und Wegebau vergleichsweise hochwertig verwertet werden, ca. 45 % wurden als Deponiebaustoff eher geringwertig verwertet. In Hamburg konnte in dieser Zeit die gesamte verfügbare Menge an HMVA im Straßen- und Wege-, bzw. Gewerbebau hochwertig verwertet werden. Aktuell ist jedoch eine Stagnation der Nachfrage nach Recyclingbaustoffen zu verzeichnen, so dass sich die Marktstellung von HMVA als Ersatzbaustoff verschärft. Die seit Jahren geführte Diskussion um Richt-, Grenz- oder Vorsorgewerte in einer zu erlassenden Ersatzbaustoffverordnung mit dem Ziel der Einhaltung der schutzbezogenen Anforderungen aus dem Boden- und Grundwasserschutz verunsichern potenzielle Abnehmer. Die zunehmende Zurückhaltung beim Einsatz von HMVA führt zu einer Zunahme der Mengen, die aufwändig und teuer deponiert werden müssen, wodurch ertvolle mineralische Ressourcen dem Wirtschaftskreislauf entzogen werden.

Gezielte Erzeugung spezieller Stoffströme nach Vorgaben potenzieller Verwerter

Ziel des Projektes ist die Sicherstellung der hochwertigen, stofflichen Verwertung weitgehender Anteile der HMVA. Zu diesem Zweck sind als potenzielle Verwerter Unternehmen der Zement-, Asphalt- und Betonindustrie als Partner bzw. Subunternehmer von Projektpartnern ins Projekt aufgenommen worden. Diese Unternehmen definieren die Anforderungen, die sie an die mineralischen Komponenten der HMVA haben, damit eine hochwertige Verwendung im Baustoff Zement, Asphalt oder Beton möglich ist. Die Projektpartner aus dem Sektor der HMVA-Aufbereitung werden mit den ihnen zur Verfügung stehenden trockenen oder nassen Methoden der Aufbereitung entsprechende Stoffströme erzeugen. Dazu werden zuerst modernste Methoden der trockenen Metallabtrennung bis runter in den Feinkornbereich von 0,5 mm und eine Auftrennung der HMVA in verschiedene Korngrößenspektren durch Siebungsverfahren eingesetzt. Durch nachgeschaltete Nassverfahren sollen auch aus der Feinstfraktion noch Metalle zurückgewonnen und eine metallarme Feinstfraktion für die Zementindustrie bereitgestellt werden. Die größeren Fraktionen werden durch eine Wäsche in einer Vertikalsetzmaschine von Unverbranntem und Salzfrachten befreit. Den Projektpartnern aus der Zement-, Asphalt- und Betonindustrie werden so optimal aufbereitete HMVA-Teilströme zur Verfügung gestellt.

Prüfung der bauphysikalischen Eigenschaften sowie der Praxistauglichkeit

Die drei potenziellen Verwerter werden in Kooperation mit den beteiligten wissenschaftlichen Instituten die Eigenschaften der von den Aufbereitern gelieferten Materialien im Labor überprüfen und in einer ersten Stufe Probekörper bzw. Probemischungen unter Zusatz der HMVA-Körnungen herstellen. Diese Körper und Mischungen werden hinsichtlich ihrer Eigenschaften nach verschiedensten Kriterien wie z.B. Wasserdurchlässigkeit, Dichte, Kornform, Zertrümmerungswiderstand, Widerstand gegen Frost-Tau-Wechsel, Scherfestigkeit geprüft. Aus Materialien, die sich bei der Untersuchung im Labormaßstab als geeignet erwiesen haben, werden als letzte Stufe große Probeblöcke und Testflächen hergestellt bzw. Brennversuche im Zementwerk gefahren. Auch diese Testprodukte werden eingehend untersucht und bewertet.

Erschließung von Absatzwegen in die Baustoffindustrie

Über den Zeitraum von 2,5 Jahren werden verschiedene Unternehmen aus der Metropolregion Hamburg unter Einbeziehung der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung aus Berlin die Möglichkeiten untersuchen, aus HMVA hochwertige Baustoffkomponenten herzustellen. Es wird erwartet, dass zumindest für einen Teilstrom ein Verwertungsweg aufgezeigt werden kann, der mindestens 20 % der HMVA dauerhaft aufnehmen kann. Bezogen auf das bundesweite HMVA-Aufkommen könnten so mindestens 1 Mio Tonnen an mineralischen Sekundärrohstoffen hochwertig verwertet und langfristig vor der Deponierung bewahrt werden. Eine besondere Herausforderung wird in der Klärung gesehen, ob die so erzeugten Sekundärrohstoffe als Zuschlagstoff für die Baustoffindustrie weiterhin dem Abfallrecht unterliegen oder als Produkt bezeichnet werden dürfen.

Fördermaßnahme

KMU-innovativ / BMBF-Schwerpunkt Ressourcen- und Energieeffizienz

Projekttitel

OPTIMIN – Optimierung der stofflichen Verwertung mineralischer Rückstände aus der Abfallwirtschaft

Laufzeit

01.01.2016– 30.06.2018

Kontakt (des Verbundkoordinators)

Dr. Stefan Lübben
Bullerdeich 19, 20537 Hamburg
Telefon: 040 / 2576-1071
E-Mail: s.luebben@srhh.de

Projektpartner

• Stadtreinigung Hamburg
• Technische Universität Hamburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft, Hamburg
• Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Fachbereich Schadstofftransfer und Umwelttechnologien, Berlin
• Hanseatisches Schlackenkontor ARGE Vertrieb GbR, Hamburg
• Heidemann Recycling GmbH, Himmelpforten
• LafargeHolcim (Deutschland) GmbH, Hamburg
• Frischbeton Hamburg GmbH, Hamburg