Versuche zur automatisierten Sortierung von Kunststoffen aus Restmüll

Abstract

Die weltweite Kunststoffproduktion steigt stetig an, während die Rückführung von Kunststoffabfällen in den Materialkreislauf weiterhin begrenzt ist. Daher verschärft die Europäische Union (EU) die Recyclingvorgaben für Siedlungs- und Verpackungsabfälle. Österreich erreicht die für 2025 geforderte Recyclingquote von 50% für Kunststoffverpackungsabfälle derzeit nicht und liegt deutlich unter dem Zielwert bei 27%. Neben der Verbesserung von getrennten Sammelsystemen stellt die Nachsortierung von gemischten Abfallströmen eine mögliche Strategie zur Rückgewinnung von Wertstoffen dar. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Nachsortierung von Restmüll mit dem Fokus auf Kunststoffe. Zunächst wurde der nationale und internationale Stand der Technik zur Kunststoffsortierung aus Restmüll im Rahmen einer Literaturrecherche analysiert und anhand ausgewählter Beispielanlagen dargestellt. Diese zeigt, dass sensorbasierte Sortiersysteme zur Nachsortierung vor allem von Restmüll international bereits eingesetzt werden, in Österreich jedoch bislang nur in begrenztem Umfang.Im praktischen Teil wurden Versuche zur automatisierten Sortierung mittels Nahinfrarotspektroskopie (NIR) in einem zweistufigen Sortierprozess durchgeführt und die erzeugten Fraktionen durch eine anschließende Handsortierung analysiert. Die Effizienz wurde anhand von Transferkoeffizienten und Reinheiten beschrieben und im Hinblick auf den Stand der Technik eingeordnet.Die Ergebnisse zeigen, dass eine gezielte Anreicherung von Kunststoffen in den Zielfraktionen möglich war. In der Leichtfraktion wurden 43% und in der Schwerfraktion 45% der im Input enthaltenen Kunststoffe in die Zielfraktion überführt. Die erzielten Reinheiten der Zielfraktionen lagen bei 64% für die Leichtfraktion und 59% für die Schwerfraktion. Insgesamt zeigt die Arbeit, dass die sensorbasierte Nachsortierung von Restmüll zur Rückgewinnung kunststoffreicher Fraktionen grundsätzlich technisch möglich ist und sich die erzielten Kennwerte in den Stand der Technik einordnen lassen.

Global plastic production is continually increasing, while the recirculation of plastic waste into the material cycle remains limited. Thus, the European Union (EU) increases the recycling targets for municipal solid and packaging waste. Austria currently does not fulfill the required recycling rate of 50\% for plastic packaging waste set for 2025 and remains far below the targeted value at 27%. In addition to improving separate collection systems, post-sorting of mixed-waste streams is an additional strategy for recovering valuable materials.The aim of this thesis was to investigate the post-sorting of residual waste while focusing on plastics. To begin, the national and international state-of-the-art in plastic sorting from residual waste was analyzed as part of a literature review and illustrated using selected example facilities. The review shows that sensor-based sorting systems for the post-sorting of residual waste are already being used internationally, but have only been implemented to a limited extent in Austria so far.The practical part of the thesis conducts experiments with automated sorting using near-infrared spectroscopy (NIR). The experiments were done in a two stage sorting process with the resulting fractions being analyzed by manual sorting. The efficiency was evaluated based on transfer coefficients and purity.The results show that a targeted enrichment of plastics in the output stream was possible. In the light fraction 43% and in the heavy fraction 45% of the plastics contained in the input stream were transferred into the target fractions. The achieved purities of the target fractions were 64% for the light fraction and 59% for the heavy fraction. All in all the thesis shows that sensor based post-sorting of mixed waste to recover plastic waste is technically feasible and the obtained values match the current state of technology.