Thema ist die Entwicklung von regionalen Entsorgungskonzepten, um Reststoffe wieder in den Wirtschaftskreislauf zurückzuführen (Recycling). Insbesondere geht es um die methodische Planung regional vernetzter Stofffluß-Umwandlungsstrukturen, die auf eine möglichst wirtschaftliche und weitgehende Verwertung von Reststoffen abzielen. Speziell werden Reststoffe aus der Rauchgasreinigung betrachtet, die bei Anlagen zur Verbrennung fossiler Energieträger anfallen. Durch Analyse der Reststoffanfallseite sowie der relevanten Verwertungsbereiche werden technische Entsorgungswege, die eine entsprechende…mehr
Thema ist die Entwicklung von regionalen Entsorgungskonzepten, um Reststoffe wieder in den Wirtschaftskreislauf zurückzuführen (Recycling). Insbesondere geht es um die methodische Planung regional vernetzter Stofffluß-Umwandlungsstrukturen, die auf eine möglichst wirtschaftliche und weitgehende Verwertung von Reststoffen abzielen. Speziell werden Reststoffe aus der Rauchgasreinigung betrachtet, die bei Anlagen zur Verbrennung fossiler Energieträger anfallen. Durch Analyse der Reststoffanfallseite sowie der relevanten Verwertungsbereiche werden technische Entsorgungswege, die eine entsprechende Aufbereitung miteinschließen, konzipiert. Auf der Grundlage dieser technischen Entsorgungswege sowie der möglichen überregionalen Stoffstromführungen wird ein neues quantitatives Planungsmodell dargestellt. Damit können vollständige Entsorgungsalternativen (d.h. technische und logistische Entsorgungswege) generiert und ökonomisch/ökologisch bewertet werden. Die neu entwickelten Lösungsmethoden (Algorithmen), die sich zur Bearbeitung von Problemen mit realem Umfang eignen, werden detailliert in computernaher Schreibweise dargestellt. Für Baden-Württemberg wird schließlich die Anwendung der Methode demonstriert und das für das Umweltministerium entwickelte Entsorgungskonzept präsentiert. Ziel dieses Buches ist ein neu entwickeltes und erprobtes Instrumentarium zur Planung optimierter Entsorgungskonzepte umfassend darzustellen, so daß es für Probleme der Entsorgung unmittelbar anwendbar ist. Darüber hinaus vermittelt es dem OR-Fachmann eine realitätsnahe Modellbildung und eine darauf aufbauende adäquate Weiterentwicklung relevanter Lösungsmethoden zu Standortauswahlproblemen.
1 Zusammenfassung.- 2 Gegenstand und Aufbau der Untersuchung.- 2.1 Einleitung und Problemstellung.- 2.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 3 Analyse der Einflussfaktoren auf die Entsorgung.- 3.1 Träger und Durchführung der Planung von Entsorgungsalternativen.- 3.2 Gesetzliche Vorgaben und Rechtsgrundlagen.- 3.2.1 Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG, 1985).- 3.2.2 Abfallgesetz (AbfG, 1986).- 3.2.3 Gesetzliche Anforderungen an Errichtung und Betrieb von Reststoffaufbereitungsanlagen.- 3.2.4 Bodenschutzkonzeption (BSK, 1985).- 3.2.5 Prioritäten der Entsorgung.- 3.3 Entsorgungsstruktur.- 3.3.1 Grundstruktur, Reststoffklassifizierung und Entsorgungsfunktionen.- 3.3.2 Entsorgungsweg und Entsorgungsalternative.- 3.3.3 Reale Entsorgungsstrukturen und Marktbeziehungen.- 3.4 Einflußfaktoren auf den Reststoffanfall.- 3.4.1 Brennstoffe und Emissionen.- 3.4.2 Emissionsgrenzwerte.- 3.4.3 Emissionsminderungstechnik.- 3.5 Einflußfaktoren auf das Verwertungspotential.- 4 Konzeption und Bewertung von Technischen Entsorgungswegen.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Technische Entsorgungswege für Steinkohlenflugasche aus Rostfeuerungen.- 4.3 Technische Entsorgungswege für Wirbelschichtaschen.- 4.4 Technische Entsorgungswege für Trockenadditivreststoffe.- 4.4.1 Calcium-Trockenadditivreststoff.- 4.4.2 Alkali-Trockenadditivreststoff.- 4.5 Technische Entsorgungswege für hochcalciumsulfithaltige Reststoffe.- 4.5.1 Sprühabsorptionsreststoff und Trockensorptionsreststoff aus Strömungsreaktor.- 4.5.2 Calciumsulfit-/Calciumsulfatschlamm.- 4.6 Technische Entsorgungswege für hochcalciumsulfathaltige Reststoffe.- 4.6.1 Trockensorptionsreststoff (Schüttgut-Tiefbett-Reaktor).- 4.6.2 REA-Gips.- 4.7 Technische Entsorgungswege für Alkaliwischereststoffe.- 4.8 Transportsysteme.- 4.9 Lagersysteme.- 5 Entwicklung Eines Planungsmodells zur Erstellung Regionaler Entsorgungsalternativen.- 5.1 Aggregationen und Abbildungen.- 5.1.1 Quellen- und Senkenstruktur.- 5.1.2 Abbildung der Reststoffaufbereitung.- 5.1.3 Spezifische Transportkosten und Transportentfernung.- 5.2 Problemformulierung und Modellbildung.- 5.2.1 Entsorgungsalternativen und Entsorgungsweginterdependenzen.- 5.2.2 LP-Formulierung des Planungsmodells.- 5.2.3 LP-Formulierung des modifizierten Planungsmodells.- 5.2.4 Formulierung des modifizierten Planungsmodells als Netzwerkflußproblem.- 5.2.5 Einbeziehung des Umweltparameters.- 5.3 Verfahren zur Lösung gemischt-ganzzahliger Probleme.- 5.3.1 Dekomposition des modifizierten Planungsmodells.- 5.3.2 Branch-and-Bound Verfahren.- 5.3.3 Dekompositionsverfahren von Benders.- 5.4 Spezielles Verfahren zur Generierung guter Lösungen.- 5.4.1 Ausgangssituation und Lösungsweg.- 5.4.2 Problemgröße.- 5.4.3 Superpositions-Verfahren.- 5.4.4 B&B-Verfahren.- 5.4.5 Prozeduren zum B&B-Verfahren.- 5.4.6 Optimierungsstrategie.- 5.5 Der quantitative Planungsprozeß.- 5.5.1 Ablauf und Struktur der quantitativen Planung.- 5.5.2 Implementierung des Planungsmodells.- 6 Zur Auswahl Potentieller Aufbereitungsstandorte.- 6.1 Zielsetzung.- 6.2 Methode zur Standortauswahl.- 6.2.1 Standortfaktoren.- 6.2.2 Vorgehensweise.- 6.3 Wesentliche Planungsgrundlagen.- 7 Anwendung des Planungsmodells für Badenwürttemberg.- 7.1 Ausgangssituation in Baden-Württemberg.- 7.1.1 Bereich Großfeuerungsanlagen.- 7.1.2 Bereich TA Luft-Feuerungsanlagen.- 7.2 Relevante Entsorgungsstrukturen.- 7.2.1 Reststoffanfall Anfallszenarien.- 7.2.2 Technische Entsorgungswege und Aufbereitungsstandorte.- 7.2.3 Verwertungsmöglichkeiten.- 7.3 Ausgewähltes Planungsszenario.- 7.3.1 Entsorgungsstruktur und technische Entsorgungswege.- 7.3.2 Entsorgungsalternativen.- 7.3.3 Stoffströme und Entsorgungskosten für Alternative-4.- 8 Erkenntnisse aus der Modellanwendung und Ausblick.- 9 Literaturverzeichnis.- 10 Abkürzungsverzeichnis und Anhang.
1 Zusammenfassung.- 2 Gegenstand und Aufbau der Untersuchung.- 2.1 Einleitung und Problemstellung.- 2.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 3 Analyse der Einflussfaktoren auf die Entsorgung.- 3.1 Träger und Durchführung der Planung von Entsorgungsalternativen.- 3.2 Gesetzliche Vorgaben und Rechtsgrundlagen.- 3.2.1 Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG, 1985).- 3.2.2 Abfallgesetz (AbfG, 1986).- 3.2.3 Gesetzliche Anforderungen an Errichtung und Betrieb von Reststoffaufbereitungsanlagen.- 3.2.4 Bodenschutzkonzeption (BSK, 1985).- 3.2.5 Prioritäten der Entsorgung.- 3.3 Entsorgungsstruktur.- 3.3.1 Grundstruktur, Reststoffklassifizierung und Entsorgungsfunktionen.- 3.3.2 Entsorgungsweg und Entsorgungsalternative.- 3.3.3 Reale Entsorgungsstrukturen und Marktbeziehungen.- 3.4 Einflußfaktoren auf den Reststoffanfall.- 3.4.1 Brennstoffe und Emissionen.- 3.4.2 Emissionsgrenzwerte.- 3.4.3 Emissionsminderungstechnik.- 3.5 Einflußfaktoren auf das Verwertungspotential.- 4 Konzeption und Bewertung von Technischen Entsorgungswegen.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Technische Entsorgungswege für Steinkohlenflugasche aus Rostfeuerungen.- 4.3 Technische Entsorgungswege für Wirbelschichtaschen.- 4.4 Technische Entsorgungswege für Trockenadditivreststoffe.- 4.4.1 Calcium-Trockenadditivreststoff.- 4.4.2 Alkali-Trockenadditivreststoff.- 4.5 Technische Entsorgungswege für hochcalciumsulfithaltige Reststoffe.- 4.5.1 Sprühabsorptionsreststoff und Trockensorptionsreststoff aus Strömungsreaktor.- 4.5.2 Calciumsulfit-/Calciumsulfatschlamm.- 4.6 Technische Entsorgungswege für hochcalciumsulfathaltige Reststoffe.- 4.6.1 Trockensorptionsreststoff (Schüttgut-Tiefbett-Reaktor).- 4.6.2 REA-Gips.- 4.7 Technische Entsorgungswege für Alkaliwischereststoffe.- 4.8 Transportsysteme.- 4.9 Lagersysteme.- 5 Entwicklung Eines Planungsmodells zur Erstellung Regionaler Entsorgungsalternativen.- 5.1 Aggregationen und Abbildungen.- 5.1.1 Quellen- und Senkenstruktur.- 5.1.2 Abbildung der Reststoffaufbereitung.- 5.1.3 Spezifische Transportkosten und Transportentfernung.- 5.2 Problemformulierung und Modellbildung.- 5.2.1 Entsorgungsalternativen und Entsorgungsweginterdependenzen.- 5.2.2 LP-Formulierung des Planungsmodells.- 5.2.3 LP-Formulierung des modifizierten Planungsmodells.- 5.2.4 Formulierung des modifizierten Planungsmodells als Netzwerkflußproblem.- 5.2.5 Einbeziehung des Umweltparameters.- 5.3 Verfahren zur Lösung gemischt-ganzzahliger Probleme.- 5.3.1 Dekomposition des modifizierten Planungsmodells.- 5.3.2 Branch-and-Bound Verfahren.- 5.3.3 Dekompositionsverfahren von Benders.- 5.4 Spezielles Verfahren zur Generierung guter Lösungen.- 5.4.1 Ausgangssituation und Lösungsweg.- 5.4.2 Problemgröße.- 5.4.3 Superpositions-Verfahren.- 5.4.4 B&B-Verfahren.- 5.4.5 Prozeduren zum B&B-Verfahren.- 5.4.6 Optimierungsstrategie.- 5.5 Der quantitative Planungsprozeß.- 5.5.1 Ablauf und Struktur der quantitativen Planung.- 5.5.2 Implementierung des Planungsmodells.- 6 Zur Auswahl Potentieller Aufbereitungsstandorte.- 6.1 Zielsetzung.- 6.2 Methode zur Standortauswahl.- 6.2.1 Standortfaktoren.- 6.2.2 Vorgehensweise.- 6.3 Wesentliche Planungsgrundlagen.- 7 Anwendung des Planungsmodells für Badenwürttemberg.- 7.1 Ausgangssituation in Baden-Württemberg.- 7.1.1 Bereich Großfeuerungsanlagen.- 7.1.2 Bereich TA Luft-Feuerungsanlagen.- 7.2 Relevante Entsorgungsstrukturen.- 7.2.1 Reststoffanfall Anfallszenarien.- 7.2.2 Technische Entsorgungswege und Aufbereitungsstandorte.- 7.2.3 Verwertungsmöglichkeiten.- 7.3 Ausgewähltes Planungsszenario.- 7.3.1 Entsorgungsstruktur und technische Entsorgungswege.- 7.3.2 Entsorgungsalternativen.- 7.3.3 Stoffströme und Entsorgungskosten für Alternative-4.- 8 Erkenntnisse aus der Modellanwendung und Ausblick.- 9 Literaturverzeichnis.- 10 Abkürzungsverzeichnis und Anhang.
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