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Mineralische Ersatzbaustoffe Mineralische Abfälle Ersatzbaustoffverordnung Güteüberwachung Einbau mineralischer Ersatzbaustoffe LAGA-Vollzugshinweise Leitfaden Mineralische Abfälle Zuständige Behörden

Mineralische Abfälle bestehen hauptsächlich aus mineralischen Bestandteilen wie Stein, Sand oder Lehm und enthalten einen geringen Anteil an organischen Stoffen. Sie entstehen in der Regel bei Sanierungs-, Abbruch- und Neubauprojekten und fallen daher in die Kategorie der sogenannten Bau- und Abbruchabfälle. Darüber hinaus werden auch industrielle und prozessbedingte Abfälle wie Asche (aus der Hausmüllverbrennung) und Schlacke (aus Stahlwerken) zu den mineralischen Abfällen gezählt. Die Rückführung dieser Abfälle als sekundäre Rohstoffe in den Wirtschaftskreislauf birgt ein beträchtliches Potenzial für den Schutz von Ressourcen. Mit der "Ersatzbaustoffverordnung" (kurz: ErsatzbaustoffV) Erstmals werden einheitliche Anforderungen an die Herstellung und Verwendung von mineralischen Abfällen in technischen Bauwerken geregelt. Ein zentraler Begriff in dieser Verordnung ist der "mineralische Ersatzbaustoff". Dieser bezeichnet einen Baustoff, der entweder aus mineralischen Abfällen hergestellt wird oder als Nebenprodukt anfällt und für den Einsatz in technischen Bauwerken geeignet und vorgesehen ist. Die Verordnung unterscheidet verschiedene Materialarten und -klassen z.B. Recyclingbaustoffe (RC), Hausmüllverbrennungsaschen und Rückstände aus industriellen Prozessen (wie Hochofen- und Stahlwerksschlacke oder Flugaschen aus Verbrennungsprozessen). Einige mineralische Ersatzbaustoffe werden zusätzlich anhand umweltrelevanter Parameter in Materialklassen,  beispielsweise RC-1, RC-2, RC-3, unterteilt. Es ist wichtig zu beachten, dass die Verordnung bestimmte Anforderungen für den Einsatz der mineralischen Ersatzbaustoffe in technischen Bauwerken festlegt. Daneben gelten bautechnische Anforderungen oder Eigenschaften  aus den einschlägigen Normen oder Richtlinien für das jeweilige Bauwerk. Bei der Herstellung von mineralischen Ersatzbaustoffen besteht die Verpflichtung zur regelmäßigen Güteüberwachung der Aufbereitungsanlage. Diese besteht aus dem Eignungsnachweis (EgN), der Werkseigenen Produktionskontrolle (WPK) und der Fremdüberwachung (FÜ). Vor der regelmäßigen Güteüberwachung muss zunächst ein Eignungsnachweis (EgN) erbracht werden. Der EgN beinhaltet eine Erstprüfung und eine Betriebsbeurteilung. Die Erstprüfung umfasst die erstmalige analytische Untersuchung des hergestellten mineralischen Ersatzbaustoffes. Bei der Betriebsbeurteilung erfolgt eine Überprüfung der technischen Anlagenkomponenten, der Betriebsorganisation und der personellen Ausstattung der Aufbereitungsanlage. Mit dem Eignungsnachweis wird nachgewiesen, dass die Voraussetzungen für die Herstellung eines bestimmten mineralischen Ersatzbaustoffes erfüllt sind. Die Werkseigene Produktionskontrolle (WPK) wird vom Betreiber der Aufbereitungsanlage gemäß festgelegter Prüfintervalle durchgeführt, um die Qualität der hergestellten mineralischen Ersatzbaustoffe zu überprüfen. Dabei werden Proben entnommen und anhand spezifischer Parameter analysiert. Die Fremdüberwachung (FÜ) wird von einer externen Stelle durchgeführt, die auch die Probenahme vor Ort durchführt. Bei Aufbereitungsanlagen, in denen Recycling-Baustoffe hergestellt werden, müssen bei jeder zweiten Fremdüberwachung zusätzliche Materialwertuntersuchungen durchgeführt werden. Im Rahmen der Fremdüberwachung erfolgt auch eine Bewertung der Werkseigenen Produktionskontrolle. Am Ende der Fremdüberwachung wird ein Prüfzeugnis ausgestellt. Die Prüfungen im Rahmen des Eignungsnachweises (EgN) und der Fremdüberwachung (FÜ) dürfen nur von sogenannten „ Überwachungsstellen “ durchgeführt werden. Dies sind entweder Anerkannte Prüfstellen, die nach RAP Stra 15 für die Fachgebiete D ( Gesteinskörnungen ) oder I ( Baustoffgemische für Schichten ohne Bindemittel und für den Erdbau ) anerkannt oder gemäß DIN EN ISO DIN EN ISO 17065 „ Konformitätsbewertung - Anforderungen an Stellen, die Produkte, Prozesse und Dienstleistungen zertifizieren “ zertifiziert sind. Die erforderlichen Aufgaben der Überwachungsstellen werden durch RAP-Stra-Prüfstellen durchgeführt. Die Listen anerkannter Prüfstellen, die bundesweit tätig werden können, sind auf der Internetseite des Fernstraßen-Bundesamtes (FBA) veröffentlicht. Dort ist auch eine Liste der in Sachsen-Anhalt anerkannten Rap Stra Prüfstellen abrufbar. Die zulässigen Verwendungsmöglichkeiten von mineralischen Ersatzbaustoffen hängen von der Einbauweise, den Materialeigenschaften und den Eigenschaften der Grundwasser-Deckschicht ab. Die spezifischen Anforderungen ergeben sich aus den Anlagen und Einbautabellen der ErsatzbaustoffV. Im Grundsatz steht der Schutz des Grundwassers im Fokus. Dies bedeutet, dass je nach hydrologischer Situation (Abstand des Wassers zum Grundwasser, Wasserschutzgebiete) und geologischer Beschaffenheit (Bodenart) bestimmte mineralische Ersatzbaustoffe verwendet werden dürfen. Ein wesentlicher Faktor für die Bewertung der hydrologischen Situation ist der Abstand des Grundwassers zum mineralischen Ersatzbaustoff, auch als grundwasserfreie Sickerstrecke bezeichnet. Der einzuhaltende Grundwasserabstand hängt von der Materialqualität ab und wird als "günstig" oder "ungünstig" eingestuft. Zusätzlich wird ein Sicherheitszuschlag von 0,50 Metern berücksichtigt. Die geologische Situation wird anhand der Bodenart bestimmt, die unterhalb des Einsatzes des jeweiligen mineralischen Ersatzbaustoffs vorhanden ist. Die Unterteilung erfolgt in Sand, Lehm, Schluff und Ton. Die hydrologischen und geologischen Eigenschaften werden als Grundwasser-Deckschicht zusammengefasst und bilden somit ein entscheidendes Kriterium für die Zulässigkeit der Verwendung von mineralischen Ersatzbaustoffen. Für jede Materialart und Materialklasse sind entsprechend der Grundwasser-Deckschicht bestimmte Einbauweisen zugelassen. Die entsprechenden zugelassenen Einbauweisen sind in den Einbautabellen festgelegt. Die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) hat einen Fragen-Antworten-Katalog veröffentlicht, der Hinweise und Informationen zur ErsatzbaustoffV enthält. Dieses Dokument richtet sich sowohl an Behörden als auch an Anwender und bietet zusätzliche Informationen zum Anwendungsbereich und zu Begriffsbestimmungen. Es werden auch allgemeine Anforderungen an die Güteüberwachung erläutert und Fragen zur Probenahme und Analytik beantwortet. Das Dokument kann auf den Seiten der LAGA abgerufen werden: FAQ ErsatzbaustoffV Der " Leitfaden zur Wiederverwendung und Verwertung von mineralischen Abfällen in Sachsen-Anhalt " ist ein umfassender Leitfaden aus verschiedenen Modulen und Richtlinien für den nachhaltigen Umgang mit mineralischen Abfällen. Der Leitfaden ist eine gemeinsame Initiative des Ministeriums für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt, der Umweltvereinigung Mitteldeutsches Kompetenznetzwerk Kreislaufwirtschaft e.V., der Industrie- und Handelskammern Sachsen-Anhalt und des Bauindustrieverbands Ost e.V.. Bisher hat der Leitfaden die wesentlichen Rahmenbedingungen für die Verwertung von mineralischen Abfällen in Sachsen-Anhalt festgelegt. Mit der Einführung der ErsatzbaustoffV werden nun bundesweit einheitliche Vorschriften in Form einer Rechtsverordnung für die Herstellung und Verwendung mineralischer Ersatzbaustoffe in technischen Bauwerken festgelegt. Dies bedeutet, dass die Module "Regelungen für stoffliche Verwertung von mineralischen Abfällen (RsVminA)" und "Einsatz von mineralischen Abfällen als qualitätsgesicherte Recycling-Baustoffe in technischen Bauwerken (E RC ST)" grundsätzlich keine Anwendung mehr finden. Allerdings können mineralische Abfälle auf Grundlage der RsVminA weiterhin eingestuft und verwendet werden, basierend auf Übergangsvorschriften oder bestehenden Altzulassungen. Die genaue Vorgehensweise sollte jedoch mit der zuständigen Behörde abgestimmt werden. Mit Inkrafttreten der Ersatzbaustoffverordnung sind neue analytische Anforderungen zur Bewertung mineralischer Abfälle für den Einsatz in technischen Bauwerken zu erfüllen. Aufgrund der fehlenden Erfahrungswerte und insbesondere zur Einschätzung unterschiedlicher Untersuchungsergebnisse wurden Vergleichsuntersuchungen durchgeführt. Das neueste Modul „ Vergleichsuntersuchungen auf Grundlage der RsVminA und ErsatzbaustoffV “ untersucht die sich verändernden Materialeinstufungen für ausgewählte Ersatzbaustoffe. Dokumente des Leitfadens: Vergleichsuntersuchungen auf der Grundlage der RsVminA und ErsatzbaustoffV (pdf 3 MB) Regelungen für die stoffliche Verwertung von mineralischen Abfällen (pdf 3 MB) Wiederverwendung, Verwertung und Beseitigung von Ausbauasphalt (WVB Asphalt) Anregungen zum Leitfaden können an die Kontaktadresse recyclingbaustoff(at)mwu.sachsen-anhalt.de gesendet werden. In Sachsen-Anhalt sind die Abfallbehörden die zuständigen Vollzugsbehörden und Ansprechpartner für die Umsetzung der ErsatzbaustoffV. Grundsätzlich sind die Landkreise und kreisfreien Städte als untere Abfallbehörde zuständig. Für Aufbereitungsanlagen, die der Verfahrensart G gemäß 4. BImSchV zuzuordnen sind, ist das Landesverwaltungsamt als obere Abfallbehörde zuständig.

Entwicklung einer Methode zur Aufarbeitung gebrauchter und minderwertiger nativer Fette und Öle zu Treibstoff für Dieselmaschinen

Gebrauchte oder minderwertige native Fette und Öle sind eine interessante Energiequelle für Dieselmaschinen, die sich durch eine ausgezeichnete Ökobilanz auszeichnen und nicht in Konkurrenz zu Nahrungs- oder Futtermitteln stehen. Dem Einsatz in Dieselmschinen stehen der i.d.R. hohe Gehalt an Schlackebildnern (Ca, Mg, Na, K, P) und an freien Fettsäuren entgegen. Ziel des Vorhabens ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die o.g. Rohstoffe so aufzuarbeiten sind, dass sie ohne weiteres in Dieselmaschinen eingesetzt werden können. Dazu wurde der Rohstoff einer sauer katalysierten Veresterung mit biogenem Ethanol unterworfen, mit dem die Gehalte sowohl an freien Fettsäuren, als auch an den genannten Schlackebildnern soweit gesenkt werden konnten, dass die Maßgaben der DIN-VN 51 605 erfüllt werden. Abgesehen davon, dass die so gewonnen Treibstoffe aus rein biogenen Rohstoffen bestehen, weisen sie Stockpunkte von teilweise unter -20 Grad Celsius auf.

Schmelzreaktor zur Aufarbeitung industrieller Reststoffe mit niedrigem Zinkgehalt

In einer Zinksekundaerhuette werden in einem neu entwickelten Schmelzreaktor zinkarme Reststoffe, vorwiegend aus der Zinkmetallurgie, mit Zinkgehalten kleiner 15 Prozent direkt aufgearbeitet. Fluechtige Metalle, hauptsaechlich Zink und Blei werden hierbei in einem oxidischen Filterstaub stark angereichert und die restlichen Bestandteile zu einer als Baustoff verwendbaren Schlacke verschmolzen. Damit wird erstmals ein grosstechnisches, wirtschaftlich arbeitendes Aufarbeitungsverfahren fuer metallarme Vorstoffe fuer die Verhuettung von Nichteisenmetallen geschaffen. Der Schmelzreaktor besteht aus einer wassergekuehlten, zylindrischen Brennkammer mit vertikaler Achse. Er ist durch ein Uebergangsstueck mit dem Schlackenabsetzherd verbunden. Hohe Temperaturen der Schmelze und das bei der unterstoechiometrischen Verbrennung des eingetragenen Kohlenstoffs gebildete CO bewirken, dass das in der Beschickung befindliche Zink als Zinkdampf in die Gasphase uebergeht. Der Zinkdampf wird mit dem Abgasstrom aus dem Reaktor ausgetragen und gelangt nach dem Absetzherd in die Nachverbrennungskammer. Durch Zugabe einer definierten Luftmenge verbrennen Zinkdampf und CO vollstaendig zu Zinkoxid und Kohlendioxid. Die staubhaltigen Abgase (Oxidanfall ca. 6.000 t/a) des Schmelzreaktors werden mittels Gewebefilter entstaubt. Das abgeschiedene Oxid wird fuer den weiteren Transport abgefuellt. Rd. 3.000 t/a Mischoxid werden direkt in die Muffeloefen der Zinksekundaerhuette eingetragen.

Prozesswasserrecycling - innovative Prozesswasseraufbereitungsanlage

Das mittelständische Logistikunternehmen Neumann Transporte und Sandgruben GmbH & Co. KG gehört zur Neumann Gruppe GmbH mit Sitz in Burg und ist als Dienstleister in der Entsorgungs- und Recyclingwirtschaft tätig. In Reesen (Sachsen-Anhalt) gibt es eine Schlackenassaufbereitungsanlage, in der die Asche aus Müllverbrennungsanlagen einen Nassaufbereitungsprozess durchläuft. Die Schlackenassaufbereitung ist ein sehr wasserintensiver Prozess, bei dem Abwässer mit hohen Salzfrachten entstehen. Bisher werden die prozessbedingten Abwässer aufwändig aufbereitet, per Straßentransport in eine Industriekläranlage befördert und entsorgt. Für den Aufbereitungsprozess der Schlacke werden Prozessfrischwassermengen benötigt, die aktuell dem Grundwasserreservoir entnommen werden. Um den Transportaufwand für die Abwässer zu vermeiden und die Grundwasserentnahme zu minimieren, plant das Unternehmen mittels innovativer Abwasseraufbereitung (Umkehrosmose) einen nahezu geschlossenen Stoffkreislauf zu schaffen. Gleichzeitig verbessert sich damit auch die Qualität des mineralischen Rückstandes, so dass von einer besseren Verwertbarkeit auszugehen ist. Das in der Umkehrosmose entstehende Konzentrat (Permeat) soll in einer Vakuumverdampfungsanlage am Standort des Müllheizkraftwerks Rothensee behandelt werden. Gleichzeitig können Synergien am Standort der Abfallverbrennungsanlage genutzt werden, wie bspw. die Abwärme aus der Kraft-Wärme-Kopplung, das nahezu ammoniakfreien Destillats der Verdampferanlage für technische Zwecke und das Permeat der Umkehrosmose als Kühlwassernachspeisung für den Kühlturm. Die Innovation des neuen Verfahrens besteht darin, dass mittels Kombination und Weiterentwicklung bereits bestehender Recyclingverfahren erstmalig Prozesswasser aus der Schlackeaufbereitung behandelt und der Stoffkreislauf nahezu geschlossen werden kann. Insgesamt kann der Einsatz von Frischwasser nahezu vollständig ersetzt und weitgehend auf Grundwasserentnahmen verzichtet werden. Zusätzlich können Lärmemissionen, Energieverbrauch und Deponievolumen reduziert werden. Im Übrigen können mit der Umsetzung des Projekts jährlich 1.728 Tonnen CO2-Äquivalente, also etwa 86 Prozent, eingespart werden.

Oekologische Verwertung von Feinschlacke aus Abfallverbrennungsanlagen im Asphaltstrassenbau

Muellverbrennungsschlacke dient bereits seit den siebziger Jahren als Baumaterial im Wegebau. Die Einsatzmoeglichkeiten werden durch die mangelnde Festigkeit sowie die unzureichende Frostsicherheit des Materials bestimmt. Zur Verbesserung der Produktqualitaet und zur Einhaltung von Verarbeitungsvorschriften wird daher die Absiebung des Feinanteiles der Schlacken notwendig. Diese Feinschlacke muss derzeit groesstenteils deponiert werden, da zu hohe Eluatwerte einer umweltoffenen Verwendung entgegenstehen. Bei der Asphaltherstellung wird bislang Kalksteinmehl und Natursand zugesetzt. Diese beiden Fraktionen lassen sich durch Feinschlacke teilweise substituieren. Die Nutzung der Feinschlacke im Asphaltstrassenbau stellt zudem eine elutionsverhindernde Verwertung dar, da das Material nach der Umhuellung mit Bitumen hydrophobe Eigenschaften besitzt. Mit dem Forschungsvorhaben soll gezeigt werden, dass es oekologisch vorteilhaft ist, den Feinanteil der Muellverbrennungsschlacke umweltgeschuetzt im Asphaltstrassenbau zu verwerten.

Mobilisierung und Immobilisierung von Schadstoffen in Muellverbrennungsschlacken im realistischen Massstab

Wissenschaftliche Aufklaerung des kurz- und langfristigen Verhaltens von Schadstoffen bei der offenen Verwendung von Reststoffen mit dem Ziel, das Nutzungspotential zu quantifizieren. Dazu werden organische und anorganische Schadstoffe in Muellverbrennungsschlacken charakterisiert und spezifiziert, anhand geochemischer Modellrechnungen die thermodynamischen Existenzbereiche von Schwermetallspecies in Waessern ermittelt, die wesentlichen Mobilisierungsmechanismen untersucht und diese mit kapazitiven Groessen wie Saeure- und Redoxpufferkapazitaet gekoppelt. Bisher konnte an drei MVA-Schlacken durch TG- und DTA-Untersuchungen eine Speziation des Kohlenstoffs in organisch gebundenen, karbonatischen und graphitaehnlichen (black carbon) Kohlenstoff erreicht werden. Die Identifikation organischer Bestandteile gelang nach Soxhlet-Extraktion mit einer Reihe an Loesemitteln sinkender Polaritaet und dem Einsatz von GC-MS und HPLC-Technik. Damit konnten erstmals Alkane, Fettsaeuren, Phenole und Phthalate im mg/kg-Bereich in MVA-Schlacken nachgewiesen werden. Die Ionenchromatographie eignet sich nach Elimination von SO4 hoch 2minus, Cl minus fuer die Identifikation pelarer, org. Saeuren. Am Beispiel des Kupfers konnte fuer ein Schwermetall eine Speziation durchgefuehrt werden. Dabei wurden sechs Kupferphasen (Cu(O), Cu(l)-Oxid, Cu(II)-Oxid, Cu-Legierungen und basische Kupferkarbonate) identifiziert.

Tool zur rechnerischen Ermittlung der Schlackenchemie und Optimierung der Reaktionsmittelmenge

Innovative Kupferschlackenaufbereitung für die Rohstoffversorgung, Teilvorhaben 2: Entwicklung eines Prozessschemas sowie Umweltverträglichkeitsprüfungen mittels Life Cycle Assessment

Innovative Kupferschlackenaufbereitung für die Rohstoffversorgung, Teilvorhaben 1: Chemische und Biochemische Laugungsmethoden

Stahlwerksschlacken als Gesteinskörnung und Zementbestandteil im Beton und die Konsequenzen für den Recyclingpfad Klinkerbrand

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