Die Metallverarbeitung ist eine zentrale Industrie, die zahlreiche Prozesse umfasst, wie Schleifen, Bohren, Fräsen, Beschichten, Galvanisieren und Wärmebehandlungen. Diese Prozesse erzeugen Abwässer, die eine Vielzahl von Schadstoffen enthalten, darunter Schwermetalle, Öl- und Fettanteile, organische Lösemittel und Partikel. Die Behandlung solcher Abwässer ist nicht nur gesetzlich vorgeschrieben, sondern auch essenziell, um die Umwelt zu schützen, Betriebskosten zu senken und Ressourcen wie Wasser und Chemikalien effizient zu nutzen.

Zusammensetzung des Abwassers in der Metallverarbeitung

Die Abwasserzusammensetzung hängt stark von den eingesetzten Bearbeitungsprozessen und Chemikalien ab. Typische Bestandteile sind:

1. Schwermetalle:

• Nickel, Chrom, Zink, Cadmium und Kupfer aus Galvanikprozessen, Passivierung oder Anodisierungsbädern.
• Schwermetalle sind toxisch und umweltgefährdend, was ihre Entfernung aus dem Abwasser unabdingbar macht.

2. Öl- und Fettanteile:

• Emulsionen und Mineralöle aus Kühlschmierstoffen, die beim Bohren, Fräsen und Schleifen eingesetzt werden.
• Öle und Fette erschweren die biologische Abbaubarkeit und behindern nachfolgende Klärprozesse.

3. Organische Stoffe:

• Tenside, Lösemittel und Additive aus Reinigungs- und Entfettungsprozessen.
• Viele dieser Stoffe sind biologisch schwer abbaubar.

4. Feststoffe und Schwebstoffe:

• Metallspäne, Abrieb und Partikel aus mechanischen Bearbeitungsprozessen.
• Diese Stoffe müssen mechanisch abgeschieden werden, um Pumpen und Leitungen zu schützen.

5. Säuren und Laugen:

• Starke pH-Schwankungen durch Beiz-, Entfettungs- und Neutralisationsprozesse.
• Ein stabiler pH-Wert ist entscheidend für die Effizienz der chemischen und biologischen Behandlungsstufen.

6. Cyanide und Komplexbildner:

• Cyanidverbindungen aus Galvanikanlagen.
• Komplexbildner wie EDTA erschweren die Abscheidung von Schwermetallen.

Technische Herausforderungen

Die Behandlung von Abwasser aus der Metallverarbeitung erfordert maßgeschneiderte Lösungen, um die unterschiedlichen Schadstoffe effizient zu entfernen. Typische Herausforderungen sind:

1. Heterogene Zusammensetzung:

   • Abwässer variieren stark in ihrer Zusammensetzung, abhängig von den Produktionsprozessen.

2. Schwermetalle und Komplexbildner:

   • Komplexbildner binden Schwermetalle und verhindern deren Fällung, was spezielle Behandlungsverfahren notwendig macht.

3. Öle und Emulsionen:

   • Die Trennung von Öl-Wasser-Gemischen ist oft aufwendig und erfordert spezifische physikalisch-chemische Verfahren.

4. pH-Schwankungen:

   • Starke pH-Schwankungen müssen neutralisiert werden, um nachgeschaltete Prozesse nicht zu beeinträchtigen.

Verfahren zur Abwasserbehandlung in der Metallverarbeitung

Die Abwasserbehandlung in der Metallverarbeitung basiert auf der Integration von chemisch-physikalischen und Filtrationsverfahren. Dabei spielen CP-Anlagen, Flotationsanlagen und die Schlammbehandlung eine zentrale Rolle, um spezifische Anforderungen der Schadstoffentfernung und Abwasseraufbereitung zu erfüllen.

1. Chemisch-physikalische Behandlung mit CP-Anlagen

CP-Anlagen sind Behandlungsanlagen, die für Abwässer mit variierender Zusammensetzung und Mengen ideal geeignet sind. Sie arbeiten in diskontinuierlichen Prozessschritten und erlauben eine präzise Steuerung chemischer Reaktionen.

Funktion und Einsatzbereich:

CP-Anlagen sind besonders effektiv bei der Entfernung von Schwermetallen, Emulsionen und anderen chemisch belasteten Abwässern. Sie eignen sich für folgende Aufgaben:

1. Neutralisation: Säuren und Laugen werden kontrolliert neutralisiert, um einen pH-Wert von 6,5–8,5 zu erreichen.
2. Fällung und Flockung:
   • Schwermetalle wie Nickel, Kupfer und Chrom werden durch Fällmittel (z. B. Kalkmilch oder Natriumsulfid) in unlösliche Hydroxide oder Sulfide umgewandelt.
   • Flockungsmittel fördern die Bildung größerer Partikel, die leichter abgesetzt oder abgeschöpft werden können.
3. Emulsionsspaltung: Öle und Fette werden durch Spalter chemisch destabilisiert, um eine klare Phasentrennung zwischen Wasser und Öl zu ermöglichen.

Vorteile von CP-Anlagen:

• Flexibilität: Anpassung an verschiedene Abwassermengen und -zusammensetzungen.
• Effizienz: Automatische Steuerung und präzise Dosierung chemischer Reagenzien.
• Kompakte Bauweise: Platzsparend und ideal für industrielle Anwendungen mit wechselnden Abwasserströmen.