Farbpartikel

Factsheet 4: Tracer-Based-Sorting mit Fluoreszenz-Tracern - Effizientes und flexibles Sortieren von Kunststoffverpackungen

janna.vakili@ecologic.eu — Thu, 15 Apr 2021 07:21:07 +0000

Factsheet 4: Tracer-Based-Sorting mit Fluoreszenz-Tracern - Effizientes und flexibles Sortieren von Kunststoffverpackungen janna.vakili@e… Do, 04/15/2021 - 09:21

Titelbild

Beschreibung

Das deutsche Verpackungsgesetz fordert einen deutlichen Anstieg der Recyclingraten von Kunststoffen. Um hochwertige Rezyklate erzeugen zu können, bedarf es einer sortenreinen Trennung von Plastikartikeln. Doch es mangelt derzeit an zufriedenstellenden Identifizierungsmöglichkeiten der vielen unterschiedlichen Kunststoffe.

Genau an diesem Punkt setzt die Technologie von MaReK an. Das Verbundprojekt entwickelte erfolgreich eine Erkennung durch Fluoreszenz-Tracer, welche die Sortierung und Verwertung von Kunststoff-Verpackungen im Sinne einer Kreislaufwirtschaft erheblich verbessern können.

Das vierte Factsheet stellt die Technologie, ihre Anwendungsbereiche und ihre Relevanz genauer vor. Es steht hier als PDF-Download bereit.

Anhänge

Factsheet 4 des BMBF Forschungsschwerpunkts Plastik in der Umwelt.

Verbundprojekt

MaReK

Jahr

2021

Autor

Jörg Woidasky

Claus Lang-Koetz

Johannes Gasde

Jochen Moesslein

Autoren

Ergebnistyp

Factsheets

Zu zitieren als

Woidasky, Jörg; Lang-Koetz, Claus; Gasde, Johannes, Moesslein, Jochen (2021): Tracer-Based-Sorting mit Fluoreszenz-Tracern: Effizientes und flexibles Sortieren von Kunststoffverpackungen.
Factsheet 4 des BMBF-Forschungsschwerpunkts Plastik in der Umwelt.

Schlagworte

Datenbank

Design for Recycling

Farbpartikel

Fluoreszenzmarker-basierte Sortiertechnologie

Industrie

Lebensmittelverpackung

Publikationstyp

MicroCatch_Balt

KALEH — Wed, 20 Dec 2017 09:57:04 +0000

MicroCatch_Balt KALEH Mi, 12/20/2017 - 10:57

Untersuchung der Mikroplastik-Senken und -Quellen von einem typischen Einzugsgebiet bis in die offene Ostsee

Exemplarisch für das Warnow-Einzugsgebiet ermittelte MicroCatch_Balt Quellen und Senken von Mikroplastik (MP), sowie relevante Verbreitungsprozesse auf dessen Weg zur offenen Ostsee. Dazu wurde die Kopplung von Modellen erarbeitet, welche das gesamte Einzugsgebiet inklusive Mündung und Küstengewässer abdecken. Die gekoppelten Modelle dienten der Identifizierung von Hotspot-Bereichen des MP-Eintrages sowie der Abschätzung der Auswirkungen von MP-Reduktionsmaßnahmen in Teilbereichen des Einzugsgebietes. Durch die Übertragung der Modelle in die Anwendung eines Multitouch-Tisches wurden interaktive, kreative Lernmodule erstellt, welche in Form einer Wanderausstellung in Gemeinden der deutschen Ostseeküste von Stralsund bis Flensburg präsentiert wurden. Im Weiteren schloss MicroCatch_Balt die Untersuchung von Bootslack, extremen Wetterereignissen als Quellen und höhere Organismen als Senken mit ein. Daraus folgernd hat MicroCatch_ Balt die wichtigsten Aspekte der MP-Kontamination von limnischen bis marinen Systemen in Norddeutschland abgedeckt und damit Interessensvertretern das Fachwissen für zukünftiges Monitoring und Minderungsstrategien bereitgestellt.

Arbeitsschwerpunkte

Probenahme im Warnow-Einzugsgebiet und dem Ästuar, Extraktion und Identifikation von Mikroplastik
Modellierung von Mikroplastik-Eingang in das Warnow-System von diffusen und Punktquellen
Entwicklung von zwei Multi-Media Modulen für einen Multi-Touch-Tisch und Organisation einer Wanderausstellung

Arbeitspakete

AP 1 Probenahme von MP aus der Umwelt

Ansprechpartner

PD Dr. habil. Matthias Labrenz, Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, Umweltmikrobiologie, Seestraße 15, 18119 Rostock, E-Mail: matthias.labrenz@io-warnemuende.de

Projektpartner

IPF

Kurzbeschreibung

In AP 1 wurden Umweltproben (Wasser, Sediment, Boden, benthische und pelagische höhere Organismen) im Bereich der Warnow gesammelt, aufgearbeitet und identifiziert. Von besonderem Interesse waren hier als potentielle Quellen Kläranlagen / Trennkanalisation, Drängraben, Erosionsflächen, industriell beeinflusste Gebiete sowie Extremereignisse wie Hanse Sail, Silvester, Starkregen und Sturmereignisse. Als potentielle Senken wurden höhere Organismen (Muschel, Wurm, Fisch), Strände und Sedimente beprobt. In allen Proben wurden die Mikroplastikpartikel mit spektroskopischen Methoden identifiziert und quantifiziert.

AP 2 Modellierung des Warnow Ästuars und des Einzugsgebietes

Ansprechpartner

Dipl.-Ing.agr. Peter Kreins, Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig, E-Mail: peter.kreins@thuenen.de

Projektpartner

FZJ, IOW

Kurzbeschreibung

Durch Anpassungen und Kombinationen verschiedener regionaler Modelle konnte eine räumlich hochaufgelöste Modellierung von landseitigen diffusen und punktförmigen Mikroplastikeinträgen in das Flusseinzugsgebiet der Warnow erfolgen. Auf diese Weise wurden einerseits die Hotspots der Verschmutzung im Warnow-Flussgebiet identifiziert und andererseits die gesamten landseitigen Mikroplastikeinträge bis in die Küstengewässer quantifiziert.

AP 3 Mikroplastik Wanderausstellung

Ansprechpartnerin

Dr. Barbara Hentzsch, Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, Stabsabteilung Wissenschaftsmanagement, Seestraße 15, 18119 Rostock, E-Mail: barbara.hentzsch@ io-warnemuende.de

Projektpartner

FhIGD

Kurzbeschreibung

In AP 3 wurde eine Wanderausstellung mit einem interaktiven Multimedia-Lernmodul entwickelt, welche die Projektergebnisse in Form von Animationen präsentiert. Die Wanderausstellung wurde in Stralsund, Rostock, Hamburg, Kiel, Eckernförde und Flensburg gezeigt. Die jeweiligen Ausstellungseröffnungen wurden von Plenardiskussionen mit Vertretern der lokalen Umweltbehörden und Wissenschaftlern begleitet.

AP 4 Projektmanagement

Ansprechpartnerin

PD Dr. habil. Matthias Labrenz, Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, Umweltmikrobiologie, Seestraße 15, 18119 Rostock, E-Mail: matthias.labrenz@io-warnemuende.de

Kurzbeschreibung

AP 4 umfasste das Projekt Management und stellte eine effiziente und produktive Ausführung des Projektes sicher. Zu den Aufgaben von AP 4 zählten die Koordination mit den Verbundprojekten PLAWES, PLASTRAT und dem BONUS-Projekt MICROPOLL, sowie die Überwachung der Finanzen und Arbeitsergebnisse, die Organisation der regelmäßigen Projekttreffen, die Verbreitung der Projektergebnisse an die Öffentlichkeit, sowie Unterstützung des Projektleiters in Bezug auf interne und externe wissenschaftliche Kommunikation.

Koordinator

PD Dr. habil. Matthias Labrenz
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde / IOW, Umweltmikrobiologie
Seestraße 15
18119 Rostock
Tel.: +49 381/5197378
E-Mail: matthias.labrenz@io-warnemuende.de

Website

https://www.io-warnemuende.de/microcatch-start.html

Partnerinstitutionen

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden / IPF

Forschungszentrum Jülich, Institut für Bio- und Geowissenschaften / FZJ-IBG

Johann Heinrich von Thünen- Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei / TI-LR

Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung Rostock / FhIGD

Laufzeit

August 2017

April 2021

Schlagworte

Industrielle Emissionen

Informations- und Lehrmaterialien

Infrarot-Spektroskopie

Mischwasserentlastung

Projektblatt

Infoblatt_MicroCatchBalt_2018_p.pdf

Koordinator label

Koordinator

PLAWES

KALEH — Wed, 20 Dec 2017 09:29:04 +0000

PLAWES KALEH Mi, 12/20/2017 - 10:29

Mikroplastikkontamination im Modellsystem Weser – Nationalpark Wattenmeer: ein ökosystemübergreifender Ansatz

In PLAWES wird mit dem Modellsystem Weser- Nationalpark Wattenmeer weltweit erstmals und umfassend die Mikroplastikbelastung eines großen Flusseinzugsgebietes mit europäischer Dimension untersucht. PLAWES wird als Pionierstudie eine disziplin- und ökosystemübergreifende Analyse der Kontamination mit Mikroplastik (MP) von den Quellflüssen bis zur Nordsee durchführen, sowie dabei exemplarisch verschiedene punktuelle (Kläranlagen, Trennsysteme) und diffuse (Dränage, Atmosphäre) Quellen und Eintragspfade berücksichtigen. Die Erkenntnisse fließen in einen Modellierungsansatz zur Identifikation primärer Transportmechanismen und Akkumulationszonen ein. Ökosystemische Auswirkungen von MP im System Weser-Wattenmeer werden anhand der Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen in Biofilmen sowie aquatischen Invertebraten untersucht. Die Erkenntnisse dieser ökologisch besonders relevanten Aspekte werden verwendet, um das Umweltrisiko von MP für das Modellsystem abzuschätzen und in der Folge auf andere Systeme übertragbar zu machen. Zudem fließen die Ergebnisse in neue Lehrmaterialien, um eine Wissensplattform für Lehrer/innen, Schüler/innen und Eltern in Europa bereitzustellen. Daher wird PLAWES einzigartige Daten zur Auswirkung von MP auf ein großes europäisches Flusseinzugsgebiet und auf die Umwelt generieren. Dies wird nicht nur maßgebend für Entscheidungsträger und Stakeholder sein, sondern auch als Grundlage für wissenschaftsbasierte Lösungen dienen.

Arbeitsschwerpunkte

Mikroplastik im Modellsystem Weser- Wattenmeer
Modellgestützte Bilanzierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge
Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen und Biota
Bildungsmaßnahmen zur Schärfung des Bewusstseins in Bezug auf Plastikmüll

Arbeitspakete

AP 0 Management, Kommunikation und Dissemination

Ansprechpartner

Prof. Dr. Christian Laforsch, Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie I, Universitätsstraße 30, 95447 Bayreuth, E-Mail: christian.laforsch@uni-bayreuth.de

Projektpartner

AWI

Kurzbeschreibung

AP 0 gewährleistet die gezielte und effiziente Unterstützung des Konsortiums bezüglich Projektmanagement, Kommunikation und Dissemination. AP 0 koordiniert sowohl die Öffentlichkeitsarbeit als auch die Verwertung der erzielten Ergebnisse sowie die Zusammenarbeit aller Projektpartner und steht daher im engen Austausch mit allen Projektbeteiligten. AP 0 koordiniert die Harmonisierung mit dem Verbundprojekt MicroCatch_Balt in Bezug auf Probennahme und Aufarbeitung, Modellierung, Öffentlichkeitsarbeit und Datenhinterlegung sowie darüber hinaus die Kommunikation mit den anderen Verbundprojekten.

AP 1 Mikroplastik im Modellsystem Weser- Wattenmeer

Ansprechpartner

Dr. Gunnar Gerdts, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Kurpromenade, 27498 Helgoland, E-Mail: gunnar.gerdts@awi.de

Projektpartner

UBT, UOld

Kurzbeschreibung

Das Ziel von AP 1 war, das gesamte Flusssystem Weser bis in die Küstengewässer hinsichtlich der Belastung mit Mikroplastik (MP) zu untersuchen. Die finale Festlegung der exakten Probenahmestellen erfolgte unter Berücksichtigung der für RAUMIS-mGROWA-MePhos und „Gezeitenmodell“ (AP 3) notwendigen Real-Daten. Die gesamte Weser einschließlich Unterweser und Wattenmeer wurde hinsichtlich der Belastung mit MP im Rahmen von zwei Kampagnen zu verschiedenen Jahreszeiten mit unterschiedlicher Wasserführung der Weser untersucht.

AP 2 Eintragspfade – Punktquellen und diffuser Eintrag

Ansprechpartner

Prof. Dr. Andreas Held, Universität Bayreuth, Bay-CEER; Zweitaffiliation: Technische Universität Berlin, Fachgebiet Umweltchemie und Luftreinhaltung, Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin, E-Mail: held@tu-berlin.de

Projektpartner

AWI

Kurzbeschreibung

Ziel von AP 2 war eine exemplarische Betrachtung der Eintragspfade für Mikroplastik durch Untersuchung wichtiger Punktquellen wie Kläranlagen und Trennwasserkanalisationen sowie des diffusen Eintrags aus Dränagen und Atmosphäre. Dazu wurden ausgewählte Probenahmestellen im Wesereinzugsgebiet unter Berücksichtigung verschiedener Landschaftsräume und Landnutzungsarten charakterisiert. Der Fokus lag dabei auf der Quantifizierung der Eintragspfade von MP. Die Beprobung wurde mit den Probenahmekampagnen an der Weser synchronisiert.

AP 3 Modellgestützte Bilanzierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge

Ansprechpartner

Prof. Dr. Frank Wendland, Forschungszentrum Jülich IBG-3, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, E-Mail: f.wendland@fz-juelich.de

Projektpartner

TI, NLWKN

Kurzbeschreibung

Ziel war eine räumlich aufgelöste Quantifizierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge und die Ausweisung räumlicher Belastungsschwerpunkte und Akkumulationszonen innerhalb des Flusseinzugsgebietes und des Ästuars. Modelliert wurden die MP-Einträge aus unterschiedlichen Arten von diffusen Eintragspfaden und Punktquellen. Die Arbeiten bauen auf den Modellen mGROWA, MEPhos, RAUMIS, sowie einer Transportmodellierung unter Berücksichtigung der ästuarinen Hydro- und Sedimentdynamik auf. Im Rahmen des Vorhabens wurde die Modellkette zielgerichtet im Hinblick auf die MP-Eintragsmodellierung im Binnenland und die weitere Ausbreitung des MPs im Unterlauf, Ästuar und Küstenvorfeld weiterentwickelt.

AP 4 Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen und Biota

Ansprechpartner

Prof. Dr. Jörg Oehlmann, Goethe-Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Straße 13, 60438 Frankfurt am Main, E-Mail: oehlmann@bio.uni-frankfurt.de

Projektpartner

AWI, UBT, UOld

Kurzbeschreibung

In AP 4 wurden die ökosystemischen Auswirkungen von MP auf das Modellsystem Weser-Wattenmeer anhand von den zwei ökologisch besonders relevanten Aspekten „Interaktion mit Pathogenen und Antibiotikaresistenzen“ und „Interaktion mit aquatischen Invertebraten“ beschrieben.

Interaktion mit Pathogenen und Antibiotikaresistenzen:

Da Biofilme Orte erhöhten genetischen Austausches sind und unterhalb von Kläranlagen erhöhte Antibiotikaresistenzen auftreten, könnte Plastik nicht nur zur Dispersion von pathogenen Organismen, sondern auch von Resistenzgenen beitragen. Die Folgen eines solchen Transfers sind gegenwärtig noch nicht absehbar. Deshalb hat das AWI Kunststoffproben aus der Weser mit molekularen „microbial source tracking“ Techniken (DNA/ RNA-Arrays zum Nachweis von pathogenen Bakterien, Viren, Protozoen und Virulenz/Resistenzgenen) untersuch.

Interaktion mit aquatischen Invertebraten:

Um Expositionsdaten zu generieren, wurden verschiedene Molluskenarten in situ in der Weser, im Tidebereich und Wattenmeer ausgebracht. Aufgenommenes MP wurde im Verdauungstrakt und in Gewebeproben untersucht und parallel mittels Pyrolyse-GC-MS und spektroskopischen Verfahren bestätigt. Historische Muschelproben (ab 1986) aus der Umweltprobenbank des Bundes (UBA) wurden mittels Pyrolyse-GC-MS untersucht. Die chronische Toxizität von MP wurde in Laborexperimenten mit Muscheln und Würmern charakterisiert. Verschiedene Polymere wurden in situ konditioniert und in chronischen Expositionsexperimenten toxikologisch charakterisiert.

AP 5 Bildungsmaßnahmen zur Schärfung des Bewusstseins in Bezug auf Plastikmüll

Ansprechpartner

Prof. Dr. Franz X. Bogner, Universität Bayreuth, Didaktik der Biologie, Universitätsstraße 30, 95447 Bayreuth, E-Mail: franz.bogner@uni-bayreuth.de

Projektpartner

AWI, UOld

Kurzbeschreibung

Das AP 5 hat neben der ethischen Bewertungskompetenz von Schüler*innen das vorhandene individuelle Umweltwissen einbezogen. Innovative Lehrmaterialien mit fundiertem Alltagsbezug wurden für ein holistisches Verständnis bzgl. der Belastung mit Plastik im Modellsystem bewertet und über ein Internet-Lehr-/Lernportal disseminiert. Innerhalb des Arbeitspaketes übernahm UBT die Bereitstellung einer Handreichung für Lehrer*innen und „Öffentlichkeitsarbeiter*innen“.

Koordinator

Prof. Dr. Christian Laforsch
Universität Bayreuth,
Lehrstuhl für Tierökologie I / UBT
Universitätsstraße 30
95447 Bayreuth
Tel.: +49 921 / 55-2651
E-Mail: christian.laforsch@uni-bayreuth.de

Dr. Gunnar Gerdts
Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polarund Meeresforschung / AWI
Kurpromenade
27498 Helgoland
Tel.: +49 4725 / 819-3245
E-Mail: gunnar.gerdts@awi.de

Website

www.bayceer.uni-bayreuth.de/PLAWES/

Partnerinstitutionen

Forschungsstelle Küste im Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz / NLWKN

Forschungszentrum Jülich / FZJ

Goethe-Universität Frankfurt / GU

Johann Heinrich von Thünen- Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei / TI-LR

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres / UOld

Laufzeit

September 2017

April 2021

Schlagworte

Gesellschaftliche Wahrnehmung

Grauwasser

Industrielle Emissionen

Informations- und Lehrmaterialien

Infrarot

Infrarot-Spektroskopie

Kläranlagen

Klärschlamm

Kommune

Kommunikationsstrategie

Mischwasserentlastung

Polyethylen mit hoher Dichte PE-HD

Polyethylenterephthalat (PET)

Polyvinylchlorid (PVC)

Probenahme

Probenaufreinigung

Pyrolyse-GC

Raman-Mikrospektroskopie

Umweltverträglichkeit

Vermeidung

Verminderungsmaßnahmen

Weser

Additive

Bodenwasser

Chronische Exposition

Rasterelektronenmikroskopie

Weichmacher

Projektblatt

Infoblatt_PLAWES_2018_p.pdf

Koordinator label

Koordinator

EmiStop

KALEH — Tue, 19 Dec 2017 16:41:32 +0000

EmiStop KALEH Di, 12/19/2017 - 17:41

Identifikation von industriellen Plastik-Emissionen mittels innovativer Nachweisverfahren und Technologieentwicklung zur Verhinderung des Umwelteintrags über den Abwasserpfad

Inhalt des Vorhabens war die systematische Erfassung der Kunststoffemissionen im Abwasser relevanter Industriebranchen. Dabei wurden emittierte Frachten entlang der Wertschöpfungskette (Herstellung, Transport, Weiterverarbeitung und Reinigung von Kunststoffen) betrachtet.

Ziel war es, Abwasseraufbereitungstechnologien auszuwählen und hinsichtlich einer Reduktion dieser Eintragsfrachten zu optimieren. Dazu wurden vorhandene Technologien zur Partikelabtrennung evaluiert, Abscheideleistungen ermittelt und technische Optimierungsansätze ausgearbeitet. Die Optimierung bezog auch Technologieentwicklung (z.B. Flockungsmittel) mit ein. Dazu wurden sowohl Labor- als auch Pilotversuche durchgeführt und ausgewählte großtechnische Abwasserbehandlungsanlagen bei Industriebetrieben untersucht.

Aufgrund der bestehenden analytischen Unsicherheiten wurden zur Bewertung der vorhandenen und entwickelten Technologien folgende Nachweisverfahren eingesetzt:

Dynamische Differenzkalometrie zur Qualifizierung und Quantifizierung (Konzentrationen)
Raman-Spektroskopie zur Qualifizierung und Quantifizierung (Partikelzahlen)
Korrelationen der Kunststoffkonzentrationen zu wasserchemischen Routineanalysen (zur rückschließenden Abschätzung der Kunststofffrachten)
Tracer-Test mit magnetischen Kunststoffpartikeln (einfache und zuverlässige Quantifizierung in großen Verdünnungen) zur Bilanzierung in Labor- und Pilotversuchen

Der Fokus lag neben technischen auch auf sozioökonomischen Aspekten. Daher wurden die Maßnahmen zur Verhinderung von Verlusten bzw. zur Rückgewinnung gemeinsam mit den assoziierten Industriebetrieben überprüft und mit Partnern aus Wissenschaft, Verbänden und anderen Interessensgruppen bewertet.

Video zum Vorhaben

Arbeitsschwerpunkte

Standardisierung der Probenahme und Probenaufbereitung für industrielles Abwasser (im Abgleich mit PlastikNet und anderen Verbundforschungsvorhaben)
Quantitative und qualitative Erfassung der Kunststoffkonzentrationen in industriellem Abwasser mittels Raman-Spektroskopie und Dynamischer Differenzkalorimetrie
Erweiterte Datenerhebung bei den beprobten industriellen Abwasserbehandlungsanlagen zur Ableitung der Kunststofffrachten und Prüfung einer Korrelation der Messergebnisse mit wasserchemischen Routineanalysen
Entwicklung von magnetischen Kunststoffpartikeln im Mikrometerbereich mit den physikalischen Eigenschaften relevanter Kunststoffsorten
Entwicklung eines Tracerversuchs mit magnetischen Kunststoffpartikeln
Bilanzierung von Technologien zur Partikelabtrennung hinsichtlich des Rückhalts von (Mikro-)Kunststoffpartikeln
Optimierung von Technologien zur Partikelabtrennung
Entwicklung von Flockungsmitteln zur gezielten Verbesserung des Rückhalts einzelner Kunststoffsorten und deren Mischungen
Delphi-Befragungen von Industrie und Branchenverbänden sowie von Politik und Wissenschaft zur Identifikation der wahrgenommenen Risiken und Hemmnisse sowie Chancen und Mitwirkungsbereitschaft
Multikriterienanalyse zur Entwicklung von gewichteten, ökologischen und sozio-ökonomischen Kriterien zur Nachhaltigkeitsbewertung der Projektergebnisse

Arbeitspakete

AP 1 Entwicklung analytischer Methoden für Plastikpartikel

Ansprechpartner*innen

Prof. Dr. Jutta Kerpen, Hochschule RheinMain, Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Abwasseraufbereitung, Am Brückweg 26, 65428 Rüsselsheim, E-Mail: jutta.kerpen@hs-rm.de

Prof. Dr. Susanne Lackner, Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwasserwirtschaft, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, E-Mail: s.lackner@iwar.tu-darmstadt.de

Prof. Dr.-Ing. Markus Engelhart, Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, E-Mail: m.engelhart@iwar.tu-darmstadt.de

Projektpartner

EnviroChemie

Kurzbeschreibung

Ein routinemäßig anwendbares Probennahmeund Probenaufbereitungsverfahren zur Schaffung einer einheitlichen und vergleichbaren Datenbasis für industrielles Abwasser wurde ausgearbeitet. Zur anschließenden Qualifizierung und Quantifizierung von Mikrokunststoff in (industriellen) Abwasserproben wurden die Methodiken der Dynamischen Differenzkalorimetrie und Raman-Spektroskopie auf industrielles Abwasser hin angepasst.

Die jeweiligen Analyseergebnisse wurden mit standardisierten Routinemessungen und betrieblicher Eigenanalytik zur Ermittlung von Korrelationen verglichen.

AP 2 Tracer-Test

Ansprechpartner*innen

Prof. Dr. Susanne Lackner, Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwasserwirtschaft, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, E-Mail: s.lackner@iwar.tu-darmstadt.de

Dr. Kyriakos Eslahian, BS-Partikel GmbH, Nestléstr. 41, 55120 Mainz, E-Mail: eslahian@bs-partikel.de

Kurzbeschreibung

Um einzelne Verfahrenstechniken zum Kunststoffpartikelrückhalt in realen Wassermatrizes zu bilanzieren, wurde ein Verfahren zur Quantifizierung magnetischer Kunststoffpartikel mittels magnetischer Suszeptibilitätswaage etabliert. Dazu wurden Partikel im Größenbereich von 1 μm bis 300 μm mit möglichst großer magnetischer Suszeptibilität synthetisiert, welche die Morphologien und chemischen Eigenschaften von Umwelt-Kunststoffpartikeln imitieren.

Weiter wurde eine kontinuierliche Methode zur Herstellung dieser Partikel etabliert, um eine möglichst gute Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit für nachfolgende Anwendungen sicherzustellen.

AP 3 Identifikation industrieller Eintragspfade

Ansprechpartner*innen

Prof. Dr. Susanne Lackner, Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwasserwirtschaft, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, s.lackner@iwar.tu-darmstadt.de

Prof. Dr. Jutta Kerpen, Hochschule Rhein- Main, Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Abwasseraufbereitung, Am Brückweg 26, 65428 Rüsselsheim, E-Mail: jutta.kerpen@hs-rm.de

Prof. Dr.-Ing. Markus Engelhart, Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, E-Mail: m.engelhart@iwar.tu-darmstadt.de

Projektpartner

EnviroChemie, inter 3

Kurzbeschreibung

Die Eintragspfade von Mikrokunststoff aus industriellem Abwasser in Oberflächengewässer wurden durch einheitliche Charakterisierung und Bezifferung der Kunststoffemissionen einzelner Industriebetriebe erfasst. Durch kongruente Bewertung der Plastikemissionen anhand von Masseströmen, Variationen und Produktionsinformationen mit Kennzahlensystem und Bilanztools werden Hotspots und zeitliche Variationen des Partikeleintrags identifiziert.

AP 4 Bilanzierung technischer Systeme

Ansprechpartner/innen

Dr.-Ing. Eva Gilbert, EnviroChemie GmbH, F&E, In den Leppsteinswiesen 9, 64380 Rossdorf, E-Mail: eva.gilbert@envirochemie.com

Prof. Dr.-Ing. Markus Engelhart, Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, E-Mail: m.engelhart@iwar.tudarmstadt. de

Projektpartner

TU-AW, inter 3, HSRM

Kurzbeschreibung

In Labor- und Pilotversuchen wurden verschiedene Verfahrenstechniken (Filtration in verschiedenen Filtereinheiten (z.B. Membrananlagen, Zweischichtfilter, Tuchfilter), Flockung in Kombination mit Filtration, Flotation oder Sedimentation) hinsichtlich der Kunststoffpartikelentfernung bewertet. Dazu wurden die in AP 2 entwickelten Tracerpartikel eingesetzt, die die Verwendung synthetischer und realer industrieller Abwässer ermöglichen. Weiter wurde die vorhandene großtechnische Verfahrenstechnik an verschiedenen Industriestandorten evaluiert und hinsichtlich der Abscheidung von Kunststoffpartikeln optimiert.

AP 5 Optimierung des Plastikrückhalts

Ansprechpartner*innen

Dr.-Ing. Eva Gilbert, EnviroChemie GmbH, F&E, In den Leppsteinswiesen 9, 64380 Rossdorf, E-Mail: eva.gilbert@envirochemie.com

Prof. Dr.-Ing. Markus Engelhart, Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, E-Mail: m.engelhart@iwar.tudarmstadt. de

Projektpartner

TU-AW

Kurzbeschreibung

Aufbauend auf den Ergebnissen aus AP 4 wurden die Pilotanlagen durch gezielte konstruktive Veränderungen (z.B. Strömungsführung, Schlammabzug, Fördertechnik) angepasst und hinsichtlich ihrer Wirkungen in weiteren Bilanzierungsversuchen evaluiert.

Für die betrachteten Industrien wurden neben konstruktiven Optimierungen der Verfahrenstechnik insbesondere auch produktionsintegrierte Maßnahmen zur Reduktion der Kunststoffemissionen abgeleitet. Als Grundlage hierfür dienten die in AP 3 erhobenen Produktionsinformationen.

AP 6 Entwicklung von Flockungsmitteln für Kunststoffsorten

Ansprechpartner*innen

Dr.-Ing. Eva Gilbert, EnviroChemie GmbH, F&E, In den Leppsteinswiesen 9, 64380 Rossdorf, E-Mail: eva.gilbert@envirochemie.com

Projektpartner

TU-AT, TU-AW

Kurzbeschreibung

In Becherglasversuchen wurden zunächst einzelne Polymere zur gezielten Flockung von Partikeln verschiedener Kunststoffsorten im Größenbereich von 10 bis 300 μm getestet. Mit den Ergebnissen wurden dann gezielt Mischungen aus Polymeren getestet, um möglichst stabile Flocken der Partikel einzelner Kunststoffsorten zu erzeugen. Mit diesen Ergebnissen wurden die Versuche und Entwicklungen auf Mischungen verschiedener Kunststoffsorten ausgedehnt.

Die Laborergebnisse wurden dann durch Pilotversuche mittels den in AP 2 entwickelten Tracerpartikeln ergänzt.

AP 7 Risiko- und Potenzialanalyse

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Wolf Raber, inter 3 GmbH - Institut für Ressourcenmanagement, 10585 Berlin, E-Mail: raber@inter3.de

Kurzbeschreibung

Zur Maximierung der Breitenanwendung der EmiStop-Optimierungsansätze und -Vermeidungsstrategien wurden deren Risiken und Potenziale aus Sicht der zentralen Akteure erhoben, ausgewertet und zu einem frühen Technologie-Reifegrad in den Projektverbund eingespeist. Weiterhin wurde ein expertengestütztes Set aus sozio-politischen, ökonomischen und ökologischen Bewertungskriterien und eine aussagekräftige Indikatorik abgeleitet, um die EmiStop-Optimierungsansätze und -Vermeidungsstrategien multikriteriell zu analysieren und zu bewerten und Implementierungs- und Diffusionsstrategien abzuleiten.

AP 8 Management und Kommunikation

Ansprechpartner*innen

Dr.-Ing. Eva Gilbert, EnviroChemie GmbH, F&E, In den Leppsteinswiesen 9, 64380 Rossdorf, E-Mail: eva.gilbert@envirochemie.com

Dr. Anja Steglich, inter 3 GmbH - Institut für Ressourcenmanagement, Otto-Suhr-Allee 59, 10585 Berlin, E-Mail: steglich@inter3.de

Projektpartner

TU-AT, TU-AW, , HSRM, BS-Partikel

Kurzbeschreibung

Zur Verbreitung und Umsetzung der Projektergebnisse wurden Industrieunternehmen einbezogen und der Dialog mit Expert*innen relevanter Branchenverbände (z.B. Plastics Europe e.V. oder GKV Gesamtverband Plastikverarbeitende Industrie e.V.) aktiv geführt. Die Kollaboration wurde dazu eingesetzt, a) die Ergebnisse zu einer konsensfähigen Gesamtperspektive zu entwickeln, b) diese zu handlungsorientierten und umsetzungsfähigen Leitlinien aufzubereiten und c) über eingeführte Kanäle und Multiplikatoren bspw. die Responsible Care Initiative der chemischen Industrie zur Verfügung zu stellen.

Koordinator

Dr.-Ing. Eva Bitter
EnviroChemie GmbH
In den Leppsteinswiesen 9
64380 Rossdorf
Tel.: +49 6154-6998-57
E-Mail: eva.bitter@envirochemie.com

Website

http://www.emistop.de/

Partnerinstitutionen

Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik / TU-AT

Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwasserwirtschaft / TU-AW

Hochschule RheinMain, Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik / HSRM

inter 3 GmbH-Institute for Resource Management

BS-Partikel GmbH

Laufzeit

Januar 2018

Dezember 2020

Schlagworte

Industrielle Emissionen

Polyethylenterephthalat (PET)

Polymeranalytik

Polypropylen (PP)

Polystyrol (PS)

Polyvinylchlorid (PVC)

Verminderungsmaßnahmen

Projektblatt

Infoblatt_EmiStop_2018_p.pdf

Koordinator label

Koordinatorin

revolPET

KALEH — Tue, 19 Dec 2017 15:53:14 +0000

revolPET KALEH Di, 12/19/2017 - 16:53

Entwicklung einer Verwertungstechnologie für PET Altkunststoffe aus Multilayermaterial und anderen Abfallverbunden

Im Rahmen des Projekts revolPET wurde ein solvolytisches Recyclingverfahren für PET-Altkunststoffe aus Multilayer- und anderen Mischmaterialien ausgearbeitet und experimentell erprobt. Grundlage waren nicht mehr aktive Patente zur Solvolyse von sortenreinen PET-Abfällen. Das Solvolyseverfahren wurde derart weiterentwickelt, dass ein kontinuierliches Verfahrenskonzept realisiert wurde und Misch-PET-Abfälle verarbeitet werden konnten. Dadurch konnten PET-Verbundmaterialien stofflich verwertet, unterschiedliche Anteile an Störstoffen ausgeschleust und anderen Verwertungswegen zugeführt werden. Das Recyclingverfahren erzeugt die PET-Grundbausteine Monoethylenglykol und Terephthalsäure. Die hohe Flexibilität des Verfahrens ermöglicht die Aufarbeitung sehr inhomogener Wertstoffströme wie mariner und technischer PET-Abfälle. Das Recyclingverfahren wurde in einer Technikumsanlage experimentell erprobt und bilanziert. Die gewonnenen Daten flossen kontinuierlich in ökonomische und ökologische Bewertungen des Verfahrens sowie dessen Einbindung in die Wertschöpfungskette ein.

Arbeitsschwerpunkte

Entwicklung der technischen Grundlagen zur kontinuierlichen Solvolyse
Betrieb der Technikumsanlage zur experimentellen Ausarbeitung und technologischen Absicherung des Solvolyse-Verfahrens
Aufbau einer stofflichen und energetischen Bilanzierung des kontinuierlichen Aufarbeitungsverfahrens (für sortenreine wie für Misch-PET-Abfälle)
Entwicklung eines modellgestützten Werkzeugs für die Analyse und Bewertung der Umweltauswirkungen
Ermittlung von Marktanforderungen im Hinblick auf die Recyclingwege und geforderten Spezifikationen für neue Wertstoffströme
Erschließen neuer Bezugsquellen für PET-Abfallverbunde aus Post-Consumer- Sammlungen sowie technischen Anwendungen

Arbeitspakete

AP 1 Grundlagenuntersuchungen, Prozess- und Apparatedesign

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Stephan Scholl, Technische Universität Braunschweig, Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik, Langer Kamp 7, 38106 Braunschweig, E-Mail: s.scholl@tu-braunschweig.de

Projektpartner

Fraunhofer ICT, Reclay Materials GmbH, RITTEC Umwelttechnik GmbH, SCHILLER Apparatebau GmbH, VTU Engineering Deutschland GmbH

Kurzbeschreibung

Es erfolgte die Entwicklung der technischen Grundlagen zur kontinuierlichen Solvolyse von zunächst sortenreinem PET hin zu Multilayer- und Misch-PET.
Die Daten dienten als Basis für die Planung, Auslegung, Aufbau und Inbetriebnahme einer modularen Technikumsanlage, die Untersuchungen unterschiedlicher Apparate ermöglicht hat.

AP 2 Technikumsuntersuchungen

Ansprechpartner

Carsten Eichert, RITTEC Umwelttechnik GmbH, Feldstraße 29, 21335 Lüneburg, E-Mail: eichert@rittec.eu

Projektpartner

Fraunhofer ICT, TU Braunschweig ICTV, Reclay Materials GmbH, SCHILLER Apparatebau GmbH, VTU Engineering Deutschland GmbH

Kurzbeschreibung

Es fand die zentrale experimentelle Ausarbeitung und technologische Absicherung des Solvolyse-Verfahrens durch den Betrieb der Technikumsanlage statt. Die in den Grundlagenuntersuchungen in AP 1 gefundenen verfahrenstechnischen Lösungen wurden hier apparativ umgesetzt. Zunächst wurde sortenreineres PET verarbeitet. Hierfür wurde der kontinuierliche Betrieb dargestellt. Finales Ziel war der kontinuierliche Betrieb der Technikumsanlage auch für Misch-PET-Abfallströme.

AP 3 Bilanzierung und multikriterielle Bewertung

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Christoph Herrmann, Technische Universität Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, Langer Kamp 19B, 38106 Braunschweig, E-Mail: c.herrmann@tu-braunschweig.de

Projektpartner

TU Braunschweig ICTV, RITTEC Umwelttechnik GmbH, Reclay Materials GmbH

Kurzbeschreibung

Ziel war es, parallel zur experimentellen Entwicklung des Recyclingverfahrens eine geschlossene und konsistente stoffliche und energetische Bilanzierung des kontinuierlichen Aufarbeitungsverfahrens (für sortenreine wie für Misch-PET-Abfälle) aufzubauen. Diese wurde zunächst für den kontinuierlichen Betrieb der Technikumsanlage erstellt, mit den Betriebsdaten abgeglichen und anschließend auf potenzielle Marktszenarien skaliert. Aufbauend auf den formulierten Anforderungen und basierend auf den Daten aus der Technikumsanlage wurde ein modellgestütztes Werkzeug für die Analyse und Bewertung der Umweltauswirkungen entwickelt.

AP 4 Marktanalyse und Implementierung der Technologie

Ansprechpartner

Carsten Eichert, RITTEC Umwelttechnik GmbH, Feldstraße 29, 21335 Lüneburg, E-Mail: eichert@rittec.eu

Projektpartner

Fraunhofer ICT, TU Braunschweig ICTV, TU Braunschweig IWF, Reclay Materials GmbH, SCHILLER Apparatebau GmbH, VTU Engineering Deutschland GmbH

Kurzbeschreibung

Es wurden die Marktanforderungen im Hinblick auf die Recyclingwege und geforderten Spezifikationen für neue Wertstoffströme ermittelt. Mittels Potenzialanalyse wurde zusätzlich der Anteil an recyclingfähigen technischen Abfällen in Werkzeugmaschinen und Industrieanlagen in Deutschland abgeschätzt. Darauf aufbauend wurden neue Bezugsquellen für PET-Abfallverbunde aus Post-Consumer-Sammlungen sowie technischen Anwendungen erschlossen sowie neue potenzielle Partner zur Implementierung des neu entwickelten Solvolyse-Verfahrens in der Wertschöpfungskette und der neuen Entsorgungswege identifiziert.

Koordinator

Carsten Eichert
RITTEC Umwelttechnik GmbH
Feldstraße 29
21335 Lüneburg
Tel.: +49 4131 - 408 55 44
E-Mail: eichert@rittec.eu

Website

https://revolpet.eu/

Partnerinstitutionen

Technische Universität Carolo- Wilhelmina zu Braunschweig

Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik / ICTV

Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik / IWF

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie / ICT

Reclay Materials GmbH

SCHILLER Apparatebau GmbH

VTU Engineering Deutschland GmbH