Untersuchung, Weiterentwicklung und Adaption prozessanalytischer Methoden zur Erkennung von Kontaminationen beim Recycling von Altholz

Um der steigenden Nachfrage nach Holz zu begegnen, bedarf es der Erschließung neuer Rohstoffquellen. Eine Maßnahme stellt die Verwertung stofflich unzureichend genutzter Ressourcen, z. B. in Form des Sekundärrohstoffs Altholz dar. Um beim Recycling eine Verschleppung von Schadstoffen zu vermeiden, müssen Verunreinigungen frühzeitig erkannt und abgetrennt werden. Zur Detektion von Kontaminationen wurden zwei Techniken der instrumentellen chemischen Analytik untersucht: die Ionenmobilitätsspektrometrie im „asymmetrischen Hochfeld“ (FAIMS) und die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS). Beide Methoden wurden auf ihre Tauglichkeit im Prozess der Altholzaufbereitung untersucht, weiterentwickelt und adaptiert. Dadurch konnte die Analysenzeit im Vergleich zu konventionellen Verfahren deutlich reduziert werden, so dass erstmals eine umfassende Materialüberwachung möglich war. Es konnte z.B. in Echtzeit mit Holzschutzmitteln behandeltes Holz von unbehandeltem unterschieden werden, trotz variierender Holzart und Feuchtigkeit. Diese grundlegende Differenzierung ist die essentielle Voraussetzung für eine Klassifizierung von Stoffströmen. So wurde sie zur Steuerung einer Sortieranlage kleinindustriellen Maßstabs verwendet, mit der es gelang, den Schadstoffgehalt von Altholz signifikant zu reduzieren. Außerdem wurde anhand quantitativer Messungen gezeigt, dass es prinzipiell möglich ist, gesetzliche Grenzwerte im Prozess kontinuierlich zu kontrollieren. Die Schnellerkennungsverfahren konnten zudem zur Unterscheidung von Materialien appliziert werden. Auf diese Weise ließen sich Störstoffe in Altholz zuverlässig detektieren und mit Hilfe dieser Information anschließend pneumatisch abtrennen. Das Ziel war es, das enthaltene nicht kontaminierte Holz zu gewinnen, welches dann z.B. zur Herstellung neuer Holzwerkstoffe stofflich genutzt werden kann. Diese Vorgehensweise ist der energetischen Nutzung nicht nur aus ökologischer, sondern auch aus ökonomischer Sicht vorzuziehen. Selbst für Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (WPC) konnte eine Differenzierung und Sortierung, entsprechend des enthaltenen Kunststofftyps, demonstriert werden. Dies ist Voraussetzung für die hochwertige stoffliche Verwertung und konnte hier erstmals umgesetzt werden. Insgesamt wurden mit dieser Arbeit wichtige Voraussetzungen geschaffen, um den Anteil stofflich genutzten Altholzes zu erhöhen. Damit kann im nächsten Schritt die großindustrielle Umsetzung mit dem gesamten Störstoffspektrum untersucht werden.