Thermische Industrieprozesse werden umweltfreundlicher

Angesichts der erwiesenen extremen Toxizität von Schwermetallen für die menschliche Gesundheit und die Umwelt ist ihre Freisetzung aus industriellen Prozessen zu einer Frage geworden, die sowohl in der Öffentlichkeit als auch in der Wissenschaft große Besorgnis hervorruft. Die Schwierigkeit bei der Entwicklung geeigneter Techniken zur Eindämmung der Umweltverschmutzung durch Schwermetalle, die bei Verbrennungs- oder anderen thermischen Industrieprozessen frei gesetzt werden, liegt in ihrem hoch komplizierten Verhalten während dieser Prozesse. In einem von der EU finanzierten Projekt wurde ein neues Modell und ein neues Konzept entwickelt, mit denen sich die physikalischen Eigenschaften aller Schwermetallverbindungen beschreiben lassen, die in den aufeinander folgenden Phasen des Verbrennungsprozesses entstehen. Das neue Verfahren gestattet auch die Erfassung der Auswirkungen der Betriebsparameter und der angewandten Verfahren auf das Verhalten dieser Substanzen.

Industrielle Technologien

Wie sich Schwermetalle in der Umwelt auswirken, hängt hauptsächlich von ihrer Form ab. Beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen oder Müll können die darin enthaltenen Schwermetalle als Gase verdampfen, von denen einige in den Rauchgasen oxidieren, die dann in die Atmosphäre abgegeben werden und die Luft in weitem Umkreis kontaminieren. Ein anderer möglicher Weg in die Umwelt führt über Flug- und Bettasche, die häufig obertägig deponiert werden, von wo aus Schwermetallpartikel in nahe gelegene Gewässer gelangen können. Praktisch alle Industriebetriebe geben Schwermetalle in die Umwelt ab. Die Hauptquelle der vom Menschen verursachten Emissionen von Schwermetallen wie Blei, Zink oder Kupfer sind Verbrennungs- und andere industrielle thermische Prozesse. Das jetzt entwickelte MELODI-Tool ist mit einer umfassenden Datenbank ausgestattet, die detaillierte Informationen zu allen in den einzelnen Phasen des Prozesses anfallenden Verbindungen - und insbesondere Schwermetallen - sowie Angaben zu ihrem physikalischen Zustand und ihren Eigenschaften enthält. Diese Informationen sind unabdingbar für das Identifizieren einer möglichen Freisetzung der Substanzen sowie für die Erstellung von Profilen, die Aufschluss über die Verteilung der Verbindung auf die verschiedenen Rückstände geben. Das bei MELODI angewandte Konzept kann überdies wertvolle Informationen über die Auswirkungen der Betriebsparameter auf das Verhalten der Schwermetalle liefern. Aufgrund dieser Informationen lassen sich je nach Zusammensetzung der Abfallstoffe die zur Minimierung der Schwermetallemissionen am besten geeigneten Betriebsbedingungen und -verfahren (z.B. die Hochtemperaturfiltration) bestimmen. Ein weiterer großer Vorteil dieses Tools ist, dass es sich auch zum Risikomanagement im Hinblick auf mögliche Leckagen einsetzen lässt. Mit Hilfe von MELODI wurde außerdem nachgewiesen, dass Schwermetalle, die aus Flugasche zurückgewonnen wurden, im Straßenbau Verwendung finden können. Wegen der Besorgnis der Bevölkerung über mögliche Schadstoffemissionen besteht gegenwärtig ein großes öffentliches Interesse an der Müllverbrennung, was auch schon zu strengen gesetzlichen Auflagen durch die Europäische Kommission geführt hat. Das MELODI-Konzept ist für die Forschung in der Chemie und Verfahrenstechnik, die sich mit Fragen rund um Verbrennungsprozesse beschäftigt, eine neue Möglichkeit für den gefahrlosen Umgang mit Schwermetallrückständen. Für MELODI gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten zur Entschärfung der Gefährdungen, die in thermischen Produktionsprozessen durch Schwermetalle entstehen.