TY - CHAP A1 - Wünsch, Christoph A1 - Simon, Franz-Georg ED - Maletz, Roman ED - Dornack, Christina ED - Ziyang, Lou T1 - The reduction of greenhouse gas emissions through the source-separated collection of household waste in Germany N2 - The production of secondary materials from waste materials requires, in most cases, significantly lower energy amounts than the primary material production of raw materials. Along with lower energy demand, the greenhouse gas emissions produced are also lower. The duty of a modern waste management system should therefore be to collect and sort the waste materials in a way that the highest amounts of single material fractions with the highest qualities can be generated. In this contribution, the greenhouse gas balances of the theoretical treatment of the household waste, if collected as mixed waste in sanitary landfills, in waste incineration plants, or in mechanical-biological treatment plants, are compared to the existing separate waste collection and treatment in Germany in 2014. The results show that the treatment of the mixed collected household waste in sanitary landfills would lead to a significant release of greenhouse gases. The treatment in MBTs with the recovery of valuables and the further disposal of the biologically stabilized fraction on landfills, as well as the treatment of the high calorific fraction (also called refuse derived fuel – RDF) in RDF plants, coal-fired power plants, or cement kilns, would lead to small amounts of avoided greenhouse gas emissions. The thermal treatment in waste incineration plants would lead to moderate amounts of avoided greenhouse gases. Only with the actually practiced separate collection and treatment of household waste were significant amounts of greenhouse gas emissions avoided. In total, this is approximately 5.5 million tons of carbon dioxide equivalents for approximately 45.5 million tons of separate collected and treated household waste in Germany in 2014. KW - Greenhouse gas accounting KW - Greenhouse gas mitigation KW - Household waste KW - Material recycling KW - Separate collection PY - 2018 SN - 978-3-319-69071-1 U6 - https://doi.org/10.1007/698_2017_35 VL - 63 SP - 269 EP - 287 PB - Springer International Publishing CY - Berlin ET - 1 AN - OPUS4-44937 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Lübben, S. A1 - Enzner, V. A1 - Holm, Olaf ED - Thiel, S. ED - Thome-Kozmiensky, E. ED - Friedrich, B. ED - Pretz, T. ED - Quicker, P. ED - Senk, D. G. ED - Wotruba, H. T1 - Aufbereitung von Teilströmen der Abfallverbrennungsasche zu hochwertigen Zuschlagstoffen und deren Einsatz als Recyclingprodukte in der Baustoffindustrie T1 - Treatment of Separated Mass Fractions of Waste Incineration Bottom Ashes for the Use as Secondary Construction Material N2 - In the framework of the project OPTIMIN a fractionation of BA in different grain size distributions with an integrated washing step has been carried out. Due to further treatment and measurements of the resulting three fractions 0–0.2 mm, 0.2–2 mm and 2–25 mm, the possible application in asphalt, concrete or cement has been investigated. One option could be the use of fresh BA which has been treated prior to the ageing processes. The preliminary results show the shifting of pollutants to the fine fraction but also components responsible for the ageing processes. Parts of the fine fraction hold the limit values for the cement plant of the project partner. On the other hand, the Contents of copper and zinc exceed the standard values for the process. The coarser fractions are free from mineral coatings and are not agglomerated in the case of the use of fresh BA. A following industrial separation step of glass has been successful. From the physical point of view an application in asphalt or concrete for the coarser fractions seems to be feasible. However, in leaching experiments a high release of different metals, especially copper, could be detected. This is probably due to the poorly conceived washing process but needs to be further investigated. N2 - Im Rahmen des Projekts OPTIMIN wurde eine Fraktionierung von Rostasche in verschiedene Korngrößenverteilungen mit integriertem Waschschritt durchgeführt. Aufgrund der weiteren Behandlung und Analyse der resultierenden drei Fraktionen 0–0,2 mm, 0,2–2 mm und 2–25 mm wurde die mögliche Verwertung in Asphalt, Beton oder Zement untersucht. Eine Option könnte die Verwendung von frischer Rostasche sein, die vor dem Einsetzen von Alterungsprozessen behandelt wird. Die vorläufigen Ergebnisse zeigen die Verlagerung von Schadstoffen in die Feinfraktion, aber auch von Anteilen, die für die Alterungsprozesse verantwortlich sind. Teile der Feinfraktion halten die Grenzwerte für das Zementwerk des Projektpartners ein. Andererseits übersteigen die Gehalte an Kupfer und Zink die Vorgabewerte für den Prozess. Die gröberen Fraktionen sind frei von mineralischen Anhaftungen und agglomerieren bei der Verwendung von frischer Rostasche nicht. Die nachfolgende Abtrennung von Glas war erfolgreich. Aus bauphysikalischer Sicht erscheint eine Anwendung in Asphalt oder Beton für die gröberen Fraktionen möglich. In Auslaugtests konnte jedoch eine hohe Freisetzung verschiedener Metalle, insbesondere Kupfer, nachgewiesen werden. Dies ist wahrscheinlich auf den schlecht konzipierten Waschprozess zurückzuführen, muss jedoch weiter untersucht werden. KW - Ersatzbaustoffe KW - Rostasche PY - 2018 SN - 978-3-944310-41-1 VL - 5 SP - 152 EP - 172 PB - TK Verlag CY - Neuruppin ET - 1 AN - OPUS4-46618 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Syc, M. A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Biganzoli, L. A1 - Grosso, M. A1 - Hyks, J. ED - Holm, O. ED - Thome-Kozmiensky, E. T1 - Resource recovery from incineration bottom ash: Basics, concepts, principles N2 - Waste-to-energy (WtE) is one of the leading technologies for municipal solid waste (MSW) treatment in Europe. According to Eurostat data, in 2015, 27 % of MSW was utilized in WtE plants, which represents more than 80 million tons per year. Therefore, the European annual production of incineration bottom ash (IBA) is about 20 million tons, as it is about 25 wt% of input MSW. In the European List of Waste, IBA is listed as mirror entry (i.e. waste materials which should be classified as either non-hazardous or hazardous, depending on its hazardous properties and/or content of hazardous substances) under codes 19 01 11 and 19 01 12. Recent trends indicate that WtE allows, apart from utilization of the energy content of waste, also the recovery of various valuable components. Hence, WtE can be included in the key technologies that can put the circular economy concept into practice. Secondary raw materials in the case of WtE are solid residues, especially IBA, as it is a secondary source, particularly of ferrous metals (Fe) and non-ferrous metals (NF) and glass. Moreover, the residual mineral fraction can be used for various applications in the construction industry, i.e. as aggregates substitute for bound or unbound applications, in cement manufacturing or, as indicated by recent research, also in more sophisticated applications, e.g. for ceramics production. Recovery of these metals can also cause huge greenhouse gas savings. Alone in Europe, metal recovery from IBA reduces greenhouse gas emissions by approximately 3.2 million tonnes of CO2 equivalent. KW - Bottom ash KW - Recovery PY - 2018 SN - 978-3-944310-44-2 VL - 1 SP - 1 EP - 10 PB - Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH CY - Neuruppin ET - 1 AN - OPUS4-46146 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Holm, Olaf A1 - Kalbe, Ute ED - Thiel, S. ED - Thome-Kozmiensky, E. ED - Pretz, T. ED - Senk, D. G. ED - Wotruba, H. T1 - Antimon in Rostaschen aus der Müllverbrennung – Auslaugverhalten und Rückschlüsse für die Aufbereitung N2 - Antimon (Sb) wird industriell vorwiegend als Flammschutzmittel in Kunststoffen verwendet. Am Ende des Lebenszyklus landet etwa die Hälfte des produzierten Sb, vorwiegend über entsprechend dotierte Kunststoffe, in Haus- und vor allem Industrieabfällen und in der Folge auch in relevanten Mengen in Rostaschen aus der Verbrennung dieser Abfälle. Zwar werden in den Produkten Sb-Verbindungen in der Oxidationsstufe 3 eingesetzt, in den Aschen liegt Sb jedoch wegen der leichten Oxidierbarkeit überwiegend in der Oxidationsstufe 5 als Oxyanion vor (Sb(OH)6- oder Sb2O74-). Die Freisetzung beim Kontakt mit Wasser ist zunächst gering, weil die Antimonate schwerlösliche Verbindungen mit Ca2+ bilden. Durch die Carbonatisierung der Aschen während der vorgeschalteten Lagerung sinkt der pH-Wert im Eluat. Die Konzentration von Ca im Eluat nimmt mit fortschreitender Elutionsdauer ab, wodurch sich das Lösungsgleichgewicht verschiebt und Antimonate gelöst werden können. Dieses Verhalten wird durch einen Langzeitversuch mit Lysimetern bestätigt. Experimentelle Daten aus unterschiedlichen Elutionstests wurden mit dem Solver-Modul in MS Excel gefittet. Daraus ergibt sich Ca(Sb(OH)6)2xCa0.78(OH)1.56 als mögliche Verbindung für in Rostaschen enthaltenes Ca-Antimonat. Laut Entwurf der MantelVO ist für Sb in Rostaschen eine Regulierung vorgesehen. Die darin vorgesehenen Grenzwerte könnten ein Problem für Rostaschen darstellen und gefährden die Verwertung der mineralischen Fraktion. In den meisten Bundesländern geschieht der Vollzug derzeit nach dem LAGA Merkblatt M20. Die darin festgelegten Parameter zur Bewertung berücksichtigen im Prinzip nur eine Richtung, bei der sich die Materialeigenschaften im Zuge der Alterung von Rostaschen verbessern. Dieser Zusammenhang ist bei Sb nicht gegeben, was bei der Beurteilung des Gefahrenpotentials aber Berücksichtigung finden sollte. Das entgegengesetzte Verhalten von Sb stellt Aufbereiter und Verwerter möglicherweise vor Probleme. Die Einführung einer Ersatzbaustoffverordnung im Rahmen der MantelVO soll bundeseinheitliche Rechtssicherheit bei der Verwertung von mineralischen Recyclingmaterialien schaffen. Damit würde dann auch eine Grundlage für Investitionen in verbesserte Aufbereitungsverfahren geschaffen werden. Da im Hinblick auf Sb aus dargestellten Zusammenhängen jedoch eher das Gegenteil zu befürchten ist, besteht Forschungsbedarf, um dieses Problem zu lösen. KW - Antimon KW - Rostasche KW - Nassaufbereitung PY - 2019 SN - 978-3-944310-47-3 VL - 6 SP - 148 EP - 164 PB - TK-Verlag CY - Nietwerder ET - 1 AN - OPUS4-47989 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Czichos, Horst ED - Hennecke, Manfred ED - Skrotzki, Birgit T1 - Grundlagen der Werkstoffkunde N2 - Der Aufbau der Werkstoffe wird durch Merkmale wie Bindungsart, atomare Strukturen, Kristallstrukturen einschließlich ihrer Gitterbaufehler, Körner und Phasen bestimmt. Die Mikrostruktur (Gefüge) stellt den Verbund der Kristalle, Phasen und Gitterbaufehler auf mikroskopischer und nanoskopischer Skala dar. Die Grundlagen der Phasenumwandlungen werden behandelt und die Bedeutung von Diffusionsprozessen erläutert. Werkstoffe sind bedeutend für Kultur, Wirtschaft, Technik und Umwelt. Ihre Herstellung benötigt Ressourcen und Energie. Recycling ist eine Möglichkeit zur Erhöhung der Ressourcenproduktivität. KW - Materialkreislauf KW - Aufbau von Festkörpern KW - Kristallsystem KW - Gleichgewicht KW - Ungleichgewicht KW - Kreislaufwirtschaft PY - 2019 SN - 978-3-662-57492-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-57492-8_27-1 SP - 1 EP - 31 PB - Springer-Verlag GmbH Deutschland CY - Berlin, Heidelberg ET - 35. AN - OPUS4-48476 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Meggyes, Tamas ED - Meyers, Robert A. T1 - Sustainable remediation methods for metals and radionuclides N2 - Since it was realized that sites contaminated with metals and radionuclides needed treatment, various remediation methods have been and are being developed. Depending on the size of the contaminated site and urgency of intervention, conventional or recently introduced techniques have been used. Conventional techniques include excavation and removal for treatment of soil and contaminants, or the so-called “pump-and-treat” method, in which contaminated groundwater is removed from the ground by pumping and treated in a treatment plant on the surface. It has the advantage of using proven techniques and is easy to control, and the treated groundwater can be reinjected into the ground or discharged in rivers or lakes. Novel methods include permeable reactive barriers, biomineralization, and electrokinetic remediation. KW - Permeable reactive barriers KW - Groundwater KW - Uranium PY - 2019 SN - 978-1-4939-2493-6 U6 - https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2493-6_63-3 SP - 1 EP - 37 PB - Springer Science+Business Media, LLC CY - Heidelberg ET - 1 AN - OPUS4-48816 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Quicker, P. ED - Elvers, B. T1 - Waste, Evaluation Methods N2 - It is difficult to decide which waste management system fulfills best predefined sustainability goals such as maximum materials and energy recovery, least environmental impact, and lowest societal cost. Such decisions are based on many parameters. However, several evaluation methods exist with different scope and output, and the application of one or more evaluation methods provides an objective comparison of alternatives. KW - Waste treatment KW - Exergy KW - Lfe cycle assessment KW - Eco-efficiency analysis PY - 2019 UR - https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/14356007.o28_o02.pub2 SN - 978-3-52730-673-2 U6 - https://doi.org/10.1002/14356007.o28_o02.pub2 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley-VCH Verlag CY - Weinheim ET - 1. AN - OPUS4-49715 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Vogel, Christian A1 - Roesch, Philipp A1 - Wittwer, Philipp A1 - Simon, Franz-Georg ED - Holm, O. ED - Thomé-Kozmiensky, E. ED - Quicker, P. ED - Kopp-Assenmacher, S. T1 - Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) im Klärschlamm N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a group of more than 4700 anionic and cationic anthrophonic substances which have been used extensively in a variety of products and industries due to their inert chemical stability and resistance to degradation by heat or acids. As a result of continuous use, mainly in aviation firefighting foams, thousands of industrial and military installations have been found to contain contaminated soil and groundwater resources. However, because of the continuous use of fluorinated consumer products, also effluents and sewage sludge from wastewater treatment plants (WWTPs) have been shown to be an important source of PFAS contamination into the aquatic environment. Resulting from recent stricter regulations and restrictions in the last years on the use of long chain (≥C8) PFAS, there is a significant shift in the chemical industry towards production of short (C4-C7) and ultrashort (C1-C3) chain alternatives. With the amendment of the Sewage Sludge Ordinance in 2017 the German legislation banned sewage sludge application on agricultural land, and by 2029/2032 sewage sludge will be completely prohibited from agricultural application. While environmental exposure of organic pollutants like PFAS, pesticides and pharmaceuticals are no longer desirable, phosphorus (P) from sewage sludge must still be used to produce high-quality P-fertilizers for a circular economy. Currently, plant-available P-fertilizers from sewage sludge/wastewater can be produced using a variety of treatment approaches including precipitation, leaching, and thermal treatment. However, the fate of legacy and emerging PFAS compounds during P leaching, precipitation and treatment from sewage sludge and wastewater is for the most parts still unknown. KW - Combustion Ion Chromatography KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Klärschlamm KW - Düngemittel PY - 2022 SN - 978-3-944310-65-7 SP - 270 EP - 279 PB - Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH CY - Neuruppin AN - OPUS4-56290 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Meggyes, Tamas ED - Zhang, H. X. T1 - Sustainable Remediation Methods for Metals and Radionuclides N2 - Sustainability has become the conscientious and future-oriented principle of modern resource management and environmental protection because caring for the future is tantamount to providing manageable and healthy surroundings for ourselves. For the foreseeable future, geotechnical and environmental engineers must therefore be concerned with ensuring a healthy balance between extraction, processing, manufacturing, utilization, recycling, and disposal of materials and products. KW - Permeable reactive barriers KW - Uranium mining KW - Groundwater KW - Electrochemical remediation PY - 2023 SN - 978-1-0716-2465-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2466-1_63 SN - 2629-2378 SP - 251 EP - 284 PB - Springer Science+Business Media CY - Berlin, Heidelberg ET - 1 AN - OPUS4-58018 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -