CD-Rec – Recycling von CD (CD-Rec - Recycling von CDs/DVDs mittels Hochspannungsfragmentierung)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 693.13.22

Schlüsselwörter (Deutsch)

Recycling, CDs und DVDs, Polycarbonat, Hochspannungsfragmentierung (HVF).

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Schätzungen zufolge werden in der Schweiz jährlich etwa 20 Millionen CDs und DVDs ausgemustert. Der Rohstoffwert einer CD entspricht 30 Gramm Erdöl, so dass bei vollständigem Recycling knapp 8.000 Barrel Rohöl jährlich eingespart werden könnten. Mit der Wiederverwertung des Polycarbonats aus alten CD/DVD-Datenträgern kann primäres Polycarbonat substituiert werden. In der Schweiz gibt es keine CD bzw. DVD Recycling-Anlagen. Grössere Abfallmengen werden nach Deutschland oder China exportiert. Dort werden sie zu Polycarbonat-Regranulat verarbeitet und wieder in der Industrie eingesetzt.

Die FHNW hat 2021 die Technologie der Hochspannungsfragmentierung (HVF) im Labor eingesetzt, um Polycarbonat aus alten CD/DVD-Datenträgern schnell zu dissoziieren und zurückzugewinnen. Die Vorstudie war erfolgreich und hat gezeigt, dass mit der HVF-Technologie sauberes Polycarbonat zu tiefen Verarbeitungskosten gewonnen werden kann. Die Vorstudie liess einige wichtige Fragen unbeantwortet, weil Versuche nur im kleinen Massstab von Mengen <1 kg und im Batch-Betrieb durchgeführt werden konnten. So konnte z. B. nicht herausgefunden werden, wie sich die Veränderung der Generatorparameter wie Pulsrate, die Variation der Aufbereitungsenergie und des Elektrodenabstandes auf die Materialtrennungs-effizienz auswirkt. Fraglich bleibt zudem der mögliche Betriebsmodus. Weiterführende Tests sind notwendig, um zu überprüfen, ob die effiziente Bearbeitung im kontinuierlichen oder Batch-Betrieb erreicht werden kann. Darüber hinaus fehlen realistische Projektionen zu möglichen Durchsatzraten eines industriellen Betriebes, wenn relevante Mengen von CD/DVD-Datenträger gleichzeitig behandelt werden. Diese und weitere Fragen sind entscheidend, um die technische und wirtschaftliche Machbarkeit der neuen Recyclinganwendung zu bewerten und die Folge-investitionen beim Bau einer grosstechnischen und wirtschaftlich rentablen Recyclinganlage für CD/DVD-Datenträger in der Schweiz zu ermitteln. Um dies zu überprüfen sind Tests im indus-triellen Massstab an bestehenden Pilotanlagen von SELFRAG der nächste Schritt, um die Daten der Vorstudie zu überprüfen und auszubauen. Die vollständige Industrialisierung der Anwendung mit der Entwicklung einer angepassten Prozesszone, der geeigneten Peripherie werden bei Erfolg in einem Folge-Projekt realisiert.

Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 24.05.2022 genehmigt.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1. Die für die Durchführung des Projekts benötigte Menge an CD/DVD-Datenträger von mindestens 100 kg ist vom Universitätsspital Genf und Gemeindeverband SIGE beschafft.
   Meilenstein 1: Die erforderliche Menge CD/DVD-Datenträger ist beschafft.
   
   
2. Die CD/DVD-Datenträger werden mit einer bestehenden Selfrag HVF-Anlage in Kerzers behandelt. Dabei werden Generatorbedingungen und Betriebsmodi variiert, um einen maximalen Durchsatz bei optimaler Ausbeute zu ermöglichen. Als erster Ansatz zur Bewertung der Produkte werden die Freisetzung des Polycarbonates als Qualität der Bearbeitung und die erreichte Körnung bewertet. Qualitätsanforderungen werden mit möglichen Kunden vorab als Ziel der Bearbeitung definiert. Zudem wird, aufgrund der Qualität des Rezyklats, das theoretische Potenzial der Wertstoffe beim möglichen Ersatz von primären Materialien ermittelt.
   Meilenstein 2: Alle CD/DVD-Datenträger wurden behandelt
   
   
3. Abschliessende Beurteilungen zur Eignung der HVF-Technologie für das Recycling von CD/DVD-Datenträger im industriellen Massstab, zur Rückgewinnbarkeit der verschiedenen Fraktionen, zum Potenzial der Technologie für einen grossindustriellen Einsatz sowie zu Prozessverbesserungen und strategischen Stossrichtungen bei einem Scale-up in den industriellen Massstab sind durchgeführt.
   Meilenstein 3: Die Daten sind ausgewertet und der Schlussbericht wurde verfasst
   
   
4. Recyclingunternehmen und Abnehmer für die Produkte aus der Verwertung von CDs/DVDs mittels HVF-Technologie sind ermittelt, insbesondere für die Polycarbonat-Fraktion.
   Meilenstein 4: Das Produkt aus der neuen Recyclingtechnologie wird bei mindestens einem Recyclingunternehmen und einem Polycarbonat-Abnehmer vorgestellt.
   
   
5. Ein Schlussbericht mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 4 und dem weiteren Vorgehen ist redigiert und dem BAFU abgegeben.
   
   
6. Textbausteine, Illustrationen und mindestens 3 Fotografien
   (genauere Angaben siehe Seite 11 Beilage 2) für die Verwendung in öffentlichen Publikationen sind bereitgestellt und dem BAFU abgegeben.
   
   
7. Eine Präsentation der Ergebnisse mit entsprechender Power-Point Darstellung wird am Schluss des Projektes für interessierte Personen aus dem BAFU durchgeführt.

Projektziele (Deutsch)

Die optimalen Betriebsparameter (Generator-Einstellungen, spezifischer Energie Aufwand) der HVF-Anlage sind für die Rückgewinnung von Polycarbonat aus CDs/DVDs in einem industriellen Massstab, ermittelt. Betriebsmodi (kontinuierlich oder batch) werden durch die optimale Zudosierung der zu rezyklierenden CDs/DVDs, bezüglich Schüttdichte, Aufgabendruck im offenen oder geschlossenen Kreislauf sowie die erreichte Zerkleinerung ermittelt. Durchsatz, sowie Hinweise zur benötigten Peripherie (Entwässerung, Wasseraufbereitung und Verbrauch) sind abgeschätzt. Grundlegende Parameter für ein Pflichtenheft zur Entwicklung einer industriellen Anlage werden dargelegt.