Die Ausführungen beschränken sich auf flüssige und feste Abfälle aus der Vorbehandlung (z. B. Entfettung, Beizen) und der Nachbehandlung (z. B. Passivieren), welche bei der galvanischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken anfallen. Die Rückstände bei der elektrolytischen Metallabscheidung werden im Steckbrief 1101_Chemische Oberflächenbearbeitung - Galvanikschlamm (Abfallschlüssel 110108*-12 und 110115*-16*) beschrieben.

Nach jedem Verfahrensschritt müssen die anhaftenden Prozesschemikalien vom Werkstück abgespült werden, um das folgende Prozessbad nicht zu verunreinigen. So sind Spülvorgänge essentiell, um eine Verschleppung von Badinhaltsstoffen zu vermeiden. Die anfallenden wässrigen Spülflüssigkeiten, so auch im Bereich Vor- und Nachbehandlung der chemischen Oberflächenbearbeitung, werden mit dem Abfallschlüssel 110111* bzw. 110112 deklariert. Die Beschreibung und Charakterisierung erfolgt im Steckbrief 1101 Chemische Oberflächenbearbeitung - Galvanikschlamm.

Allgemein

Bei der Herkunft von Abfällen aus der galvanotechnischen Beschichtung wird allgemein zwischen vier Bereichen unterschieden:

• Vorbehandlung (z. B. Reinigungs-, Entfettungs- und Beizprozesse)
• Beschichtung (Verfahren der Metallabscheidung
• Nachbehandlung (z. B. Chromatisierungs- und Versiegelungsprozesse)
• Abwasserbehandlung

Die vier Bereiche sind anwendungsspezifisch ausgerichtet, z. B. nach Art des zu beschichtenden Werkstoffs, Qualitäts- und Reinheitsanforderungen.

Bei allen Beschichtungsverfahren hat die Vorbehandlung und Nachbehandlung der Werkstücke im Hinblick auf die Prozesssicherheit und qualitativ hochwertigen Beschichtung eine bedeutende Rolle.
Im Bereich der Vorbehandlung werden die Werkstücke vor der eigentlichen Metallabscheidung gründlich gereinigt, so dass diese eine reine und aktive Oberfläche (frei von Oxiden, Schmutz, Fetten, Ölen oder Salzen) aufweisen.

Den typischen Vorbehandlungsprozess in galvanotechnischen Betrieben gibt es allerdings nicht. I. d. R. ist dieser durch eine anwendungsspezifische Ausrichtung gekennzeichnet und abhängig von

• der Art der Verunreinigung
• dem Material und der Form des zu reinigenden Werkstücks
• den Qualitätsanforderungen aus den nachfolgenden Bearbeitungsschritten
• der Technik der Reinigung

Im Wesentlichen werden folgende Vorbehandlungsverfahren angewandt:

• mechanische Reinigung (Entfernung von Schmutz und Oberflächendefekten durch Schleifen, Polieren oder Strahlen)
• Entlackung (chemisch/mechanisch - Entfernung von vorhandenen Beschichtungen)
• Entfettung (von Öl und Fettschichten)
• Beizen, Dekapieren, Aktivieren (Entfernung von Oxidschichten, Erzeugung aktiver Oberflächen)

Häufig wird eine Entfettungsstufe und ein Beiz- oder Dekapierprozess zur Entfernung von Oxidschichten angewandt. Neben wässrigen Reinigungssystemen können nichthalogenierte organische Lösemittel (nHKW) sowie im Einzelfall chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) zum Einsatz kommen.

Das Entfetten dient hauptsächlich der Beseitigung von Öl, Fett und anderen organischen Stoffen, die sich auf der Werkstückoberfläche befinden. Zur Entfettung werden heute bevorzugt wässrige Reinigungssysteme eingesetzt. Diese können nahezu alle Reinigungsaufgaben erfüllen, sind aber nicht so universell einsetzbar wie organische Lösemittel und müssen daher auf den spezifischen Prozess abgestimmt werden. Als Komponenten der Reinigungsmittel kommen hauptsächlich Alkalien, Silikate, Phosphate und Tensidzusätze zum Einsatz. Halogenierte Kohlenwasserstoffe werden heutzutage zur Entfettung aufgrund der starken Reglementierung (Arbeits- und Umweltschutz) und des daraus resultierenden hohen apparativen Aufwandes nur noch sehr begrenzt eingesetzt. Ein universell einsetzbares, ökologisches Reinigungsmittel ist u. a. durch Cyanid-, Komplexbildner- oder auch Salzfreiheit gekennzeichnet.

Unter Beizen wird in der Metalloberflächenbehandlung allgemein das chemische Entrosten durch Mineralsäuren verstanden. Nach Eintauchen des Werkstücks in das Prozessbad charakterisiert sich der Vorgang über eine Oxidauflösung sowie Grundmetallauflösung und insgesamt über einer Reduktion der Metalloberfläche. Durch den Abtrag der Metalloberfläche können in dem Beschichtungsprozess störende Substanzen entfernt werden. Zur Behandlung von Stahl kommen z. B. saure Beizen wie Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure zum Einsatz. Aluminium- und Zinkwerkstoffe können sowohl in saurer als auch in alkalischer Lösung gebeizt werden. Aluminium wird vorzugsweise im alkalischen Bereich mit wässriger Natronlauge gebeizt. Beizsäuren werden im Allgemeinen organische Inhibitoren zugegeben, um den Beizangriff möglichst auf die oxidischen Verunreinigungen zu begrenzen und die Auflösung des Grundmaterials gering zu halten. Durch Zugabe von Tensiden kann den Beizbädern zusätzlich eine begrenzt entfettende Wirkung verliehen werden.
Um reine, aktive Metalloberflächen zu erhalten, schließt sich die Behandlungsstufe Dekapieren an. Hierbei werden dünne Oxid- und Anlaufschichten durch stark verdünnte Mineralsäuren entfernt.

Je nach gewünschtem Ergebnis kommen im Anschluss an die elektrolytische Metallabscheidung unterschiedliche Nachbehandlungsverfahren zum Einsatz. Eine Nachbehandlung erfolgt z. B., um den Korrosionsschutz des Werkstücks zu verbessern oder bestimmte Farbeffekte erzielen zu können.
Folgende Behandlungsschritte sind dabei möglich:

• Passivieren, Eloxieren, Chromatieren (Korrosionsbeständigkeit erhöhen, Herstellung dekorativer Schichten)
• Befetten (dünne Öl- oder Fettschicht für Korrosionsschutz oder Verbesserung der Gleiteigenschaft)
• Entmetallisieren (Entfernen von Kontaktstellen der Gestelle oder fehlerhafter Teile)

Für das Chromatieren stehen Lösungen, je nach gewünschtem Ergebnis, in unterschiedlichen Zusammensetzungen zur Verfügung. Sie können Cr VI (vereinzelt) und Cr III, Nitrat-, Fluorid-, Sulfat-, Chlorid- oder Phosphatverbindungen enthalten. Zum Befetten werden öl-, fett- und lösemittelhaltige Bäder verwendet. Die Badinhaltstoffe sind vor allem als eine Emulsion aus Wasser und Öl zu verstehen. Anfallende Abfälle sind daher in den Bereich der Bearbeitungsemulsionen einzuordnen und werden im Steckbrief 1201 Bearbeitungsöle, -emulsionen und -lösungen beschrieben.

Verbrauchte Wirk- sowie Spülbäder aus Vorbehandlungs- und Nachbehandlungsstufen werden i. d. R. in der Abwasserbehandlungsanlage gereinigt. Dieser Abfallsteckbrief behandelt Abfälle aus sauren und alkalischen Beizprozessen sowie aus der Entfettung. Je nach Vor-/Nachbehandlungsverfahren können die Schadstoffeinträge ins Abwasser variieren. Ergänzende Informationen können zudem im Abfallsteckbrief 1101 Chemische Oberflächenbearbeitung - Galvanikschlamm nachvollzogen werden.

110105*/07* Verbrauchte Beizlösungen

Im Allgemeinen kann hierbei zwischen Beizlösungen aus der Vor- und Nachbehandlung von Werkstücken unterschieden werden, welche sich je nach Betriebsprozess, zu behandelndem Werkstück und gewünschtem Ergebnis differenzieren. Verbrauchte saure Beizen fallen sowohl bei der Vor- als auch Nachbehandlung an und enthalten freie Restsäuren (Salz-, Schwefel-, Salpeter-, Chrom-, Phosphor und Flusssäure sowie deren Mischungen), deren Salze aus den Legierungsbestandteilen der gebeizten Metalloberflächen (Eisen, Chrom, Nickel, Zink, Kupfer) sowie Beizinhibitoren. So wird z. B. bei der Behandlung von Kupfer Schwefelsäure verwendet, für Nickel sind vor allem Schwefel-, Salz- oder Salpetersäure relevant. Alkalische Beizen fallen üblicherweise nur beim Beizen von Aluminium im Rahmen einer Vorbehandlung an und enthalten im wesentlichen Natronlauge und die Metallionen der gebeizten Aluminiumlegierung. Insgesamt enthalten anfallende verbrauchte Beizlösungen die eingesetzten Beizmittel und die Metalle der gebeizten Werkstücke.

110106* Säuren a.n.g.

Hierunter werden vor allem saure verbrauchte Lösungen verstanden, die in ihrer Konzentration den ursprünglichen Säuren ähnlich sind, aber aufgrund der Anwendung und daraus resultierenden Verunreinigung entsorgt werden. Der Unterschied zu den sauren Beizlösungen ist vor allem durch die höhere Konzentration der Säure und somit über den pH-Wert begründet (pH-Wert <6).

110113*/14 Verbrauchte Entfettungsbäder

Insgesamt sind verbrauchte Entfettungsbäder mit fettemulgierenden Stoffen wie Laugen und Lösungen von Soda, Phosphaten, Tensiden belastet. Schmutzpartikel sowie Mineralöle können ebenso charakterisierend sein. Verbrauchte saure Entfettungsbäder können verdünnte Salz- und Phosphorsäure, Emulgatoren, Korrosionsschutzinhibitoren sowie freie und emulgierte Öle und Fette enthalten. Alkalische Entfettungsbäder enthalten Natriumhydroxid, Carbonate, Phosphate, Silikate, Tenside sowie freie und emulgierte Öle und Fette. Chlorierte organische Lösungsmittel können vereinzelt anfallen, sind aber heutzutage aufgrund einer strengen Reglementierung selten. In der Regel werden Entfettungsbäder kontinuierlich von störenden Stoffen befreit, insbesondere Abtrennung der Öle/Fette durch Ölabscheider oder Filtration, und weisen daher hohe Standzeiten auf.

Allgemein

Art und Menge der Schadstoffe aus der Vor- und Nachbehandlung und damit die resultierenden gefährlichen Eigenschaften sind im Allgemeinen je nach Anwendungsfall durch den Betriebsprozess und gewünschtem Ergebnis charakterisiert.
Trotz der vielfältigen Anwendungsfälle ist die Gefährlichkeit der Abfälle aus der Vor- und Nachbehandlung oft durch eine ätzende/reizende Wirkung gekennzeichnet. Zudem spielen die je nach Werkstück abgetragenen Metalle sowie im Bereich der Entfettung (Vorbehandlung) die Mineralölkohlenwasserstoffe für die Einstufung eine Rolle. Es ist stets der Einzelfall zu betrachten, um die gefährlichen Eigenschaften des Abfalls und dessen Entsorgung festlegen zu können.

Ätzende und reizende Stoffe

Bei verbrauchten Beizlösungen 110105*/07* ist der Gehalt an Säuren abhängig von der Säuremischung und dem Werkstoff und liegt zumeist zwischen 10 - 30 %. Es werden anorganische Säuren wie Salz-, Schwefel-, Fluss-, Phosphor-, Salpeter- oder Chromsäure und deren Gemische verwendet. Die Beize ist daher als Gefahrstoff einzustufen, die Beizen und ihre Dämpfe sind ätzend. Bei der Verwendung von Flusssäure (abhängig vom prozentualen Anteil) ist neben der Ätzwirkung auch eine Einstufung als akut toxisch gegeben. Die gängigen Säuren sind zudem als schwach wassergefährdend (WGK I) bzw. wassergefährdend (Flusssäure, WGK II) eingestuft. Bei alkalischen Beizen liegt der Laugenanteil im Allgemeinen unter 25 %, was u.U. eine Einstufung als ätzend erforderlich macht. Die Einstufung der alkalischen Beize muss im Einzelfall geprüft werden. Säuren a.n.g. AS 110106* sind vor allem durch den niedrigen pH-Wert charakterisiert und daher als ätzend einzustufen.

Bei verbrauchten Entfettungsbädern 110113*/14 liegt der Gehalt an Säuren oder Alkalien zumeist unter 5 %, wodurch im Allgemeinen eine Einstufung als reizend gegeben ist. Die gängigen Säuren sind als schwach wassergefährdend (WGK I) bzw. wassergefährdend (Flusssäure, WGK II) eingestuft.

Kohlenwasserstoffe

Der Anteil an Mineralölkohlenwasserstoffen in verbrauchten Beizlösungen 110105*/07* ist aufgrund einer i. d. R. vorangegangenen Entfettung gering. Der oft feststellbare TOC beruht zumeist auf organischen Beizzusätzen. Ein Gefährdungspotenzial ist in diesen Konzentrationen nicht gegeben.

Das Gefahrenpotenzial der verbrauchten Entfettungsbäder 110113*/14 hängt wesentlich von den Ölen und Fetten ab, die - je nach Wirkweise der Entfettung - in freier oder emulgierter Form enthalten sind und als schwach wässergefährdend (WGK I) eingestuft sind.

Metalle

In der verbrauchten Beizlösung 110105*/07* sowie Säuren a.n.g. AS 110106* sind alle Legierungsbestandteile der gebeizten Werkstoffe als Metallsalze enthalten, z. B. Chrom, Nickel, Vanadium. Die Gesamtkonzentration - bezogen auf den Metallgehalt - kann bei bis zu 10 % liegen. Die Salze der gängigen Legierungsmetalle sind als gewässergefährdend und gesundheitsschädlich eingestuft. Bei reinen Eisenbeizen, in denen keine Nichteisenmetalle enthalten sind, ist das Gefährdungspotenzial nicht gegeben.

Insbesondere bei den sauren Entfettungsbädern 110113*/14 können sich Metallionen anreichern. Die Konzentrationen sind jedoch gering und nicht gefahrenrelevant.

Gefährliche Abfälle sind in der Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) mit einem Sternchen (*) gekennzeichnet. Von ihnen wird angenommen, dass sie mindestens eine gefahrenrelevante Eigenschaft nach Anhang III der Richtlinie 2008/98/EG besitzen. Einige Abfallarten sind aufgegliedert in gefährliche (*) und in nicht gefährliche Abfälle (sogenannte Spiegeleinträge), bei denen die Einstufung als "gefährlich" vom Gehalt gefährlicher Stoffe abhängig gemacht wird.

Die Regelungen für den Abfallbereich beruhen u. a. auf den Rechtsvorschriften der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP-Verordnung) und gelten seit dem 01.06.2015 im europäischen Recht. Im deutschen Abfallrecht ist die AVV durch die Verordnung zur Umsetzung der novellierten abfallrechtlichen Gefährlichkeitskriterien geändert worden (siehe hierzu die Rubrik - Aktuelles zur AVV).

In der folgenden Tabelle wird aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht die vollständige Stoffeinstufung dargestellt, die bei Bedarf in Stoffdatenbanken, z. B. Einstufungs- und Kennzeichnungsverzeichnis der ECHA (EU), GESTIS (DE), GisChem (DE), GSBL (DE) oder IGS (NW), verlinkt im Quellenverzeichnis, nachgesehen werden kann.

In der folgenden Tabelle sind Links zur Abfallanalysendatenbank ABANDA angegeben, mit deren Hilfe Sie Informationen zur chemischen Zusammensetzung der Abfälle erhalten. Zu jeder Abfallart ist in der Tabelle die Anzahl der vorhandenen Analysen angegeben. (Bei weniger als 10 Analysen sind keine sinnvollen statistischen Auswertungen möglich und es wird deshalb nicht nach ABANDA verlinkt).

Die Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) enthält 842 Abfallarten, davon sind 408 als gefährlich eingestuft und mit einem Sternchen (*) gekennzeichnet. Allerdings wird nur ein Teil dieser Abfallarten als absolut gefährlich eingestuft. Bei 180 dieser gefährlichen Abfallarten kann alternativ auch eine als nicht gefährlich gekennzeichnete Abfallart ausgewählt werden, wobei dann von so genannten Spiegeleinträgen gesprochen wird.

Ein Abfall aus einem Spiegeleintrag wird im Abfallverzeichnis als gefährlich eingestuft, wenn dieser Abfall relevante gefährliche Stoffe enthält, aufgrund derer er eine oder mehrere der in Anhang III der Richtlinie 2008/98/EG aufgeführten gefahrenrelevanten Eigenschaften HP1 bis HP8 oder HP10 bis HP15 aufweist. Das Vorliegen der gefahrenrelevanten Eigenschaft HP9 wird angenommen, wenn Abfälle mit gefährlichen Erregern behaftet sind.

Bestimmte persistente organischen Schadstoffe (POP) können nach Nr. 2.2.3 in der Anlage zur AVV ebenfalls zu einer Einstufung als gefährlicher Abfall führen (siehe "Aktuelles zur AVV"). Enthalten Abfälle diese POP oberhalb der Grenzwerte gemäß Anhang IV der Verordnung (EG) Nr. 2019/1021 (POP-Verordnung) in der Fassung vom 20.06.2019, werden diese Abfälle als gefährlich eingestuft

Die Europäische Kommission hat einen Technischen Leitfaden zur Abfalleinstufung (2018/C 124/01) bekannt gemacht (siehe Quellen). Auch die Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) hat Technische Hinweise zur Einstufung von Abfällen nach ihrer Gefährlichkeit veröffentlicht (siehe Quellen). Die LAGA-Hinweise stellen vereinfachte Grenzwertlisten für den Fall bereit, dass keine genauen Informationen zur stofflichen Zusammensetzung der Abfälle vorliegen, um eine Gefährlichkeitseinstufung nach Anhang III der Richtlinie 2008/98/EG durchführen zu können. Einige Länder haben die LAGA-Hinweise zur Anwendung empfohlen (siehe „Aktuelles zur AVV“) oder planen dies. Neben den LAGA-Hinweisen sind ggf. zusätzliche oder abweichende länderspezifische Anforderungen bei der Abfalleinstufung zu beachten.

Diese Informationen werden derzeit für IPA aufbereitet und sollen zukünftig wieder hier dargestellt werden.

Vermeidung

Insgesamt sollte geprüft werden, inwieweit eine Vorbehandlung bzw. Nachbehandlung notwendig ist. Eine Verkürzung der Lagerzeit vor bzw. zwischen den einzelnen Behandlungsschritten oder eine staubfreie Lagerung verringert die Verschmutzung der zu behandelnden Werkstücke. Eventuell kann sogar auf einen Korrosionsschutz mit Ölen verzichtet werden, so dass notwendige Vorbehandlungen überflüssig sind. Die Bildung von Reinigungsklassen ermöglicht eine separate Behandlung von Werkstücken und spart u. U. Vorbehandlungs- bzw. Nachbehandlungsschritte.
Können Vorbehandlungs- bzw. Nachbehandlungsprozesse insgesamt nicht vermieden werden, so werden Abfälle vor allem durch die Verlängerung der Badstandzeit der Beizlösungen oder Entfettungsbäder minimiert. Entscheidend für den Chemikalienverbrauch und den entsprechenden Anfall von verbrauchten Beizen, Entfettungslösungen sowie Säuren sind z. B. der Verschmutzungsgrad der Werkstücke oder die qualitativen Vorgaben an die Badführung (Abtrennung von Störstoffen, Nachschärfen, Regeneration etc.). Verfahrenstechnische Ansätze zur Verlängerung der Standzeiten sind:

• Minderung des Schmutzeintrages (z. B. mechanische Vorentrostung und Vorentzundern durch Bürsten und Strahlen)
• Verringerung des Rost-/Zunderbefalls durch entsprechende Lagerung
• Regelmäßige Kontrolle der Badzusammensetzung und Nachschärfen
• Bessere Ausnutzung von Prozessbädern (Spül- und Waschzonen z.B. in Kaskadenführung, Verschleppungen in Folgebäder vermeiden
• Entfernung fester Verunreinigungen durch Filtration der Bäder

Weiterführende Informationen zur Vermeidung von Abfällen bei der chemischen Oberflächenbehandlung im Bereich Vor-/Nachbehandlung können aufgrund der inhaltlichen Vergleichbarkeit im Abfallsteckbrief 1101 Chemische Oberflächenbearbeitung - Galvanikschlamm" nachvollzogen werden.

Sammlung und Bereitstellung

Verbrauchte Beizen und Entfettungslösungen werden im Allgemeinen über die betriebseigene Abwasserbehandlungsanlage entsorgt. Ist dies nicht möglich, sind die Beizen AS 110105*/110107* und Säuren a.n.g. AS110106* in säurefesten, dichten Behältnissen, die verbrauchten Entfettungslösungen AS 110113*/110114 in flüssigkeitsdichten Behältnissen zu sammeln, eindeutig zu deklarieren und in einer externen chemisch-physikalischen Anlage (CPB) als Abfall zu entsorgen. (Lager- und Gefahrgutvorschriften beachten, z. B. Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV)).
Unabhängig von einer Einzelfallbetrachtung erfüllen verbrauchte Entfettungsbäder grundsätzlich nicht die Indirekteinleitervorgaben oder lokalen Abwassersatzungen, müssen also in jedem Fall einer Behandlung zugeführt werden.

Vorbereitung zur Wiederverwendung

Die verbrauchten Beiz- und Entfettungslösungen werden aufbereitet, um diese nach Entfernung von Störstoffen bzw. Aufkonzentration von Wirkstoffen dem Prozesskreislauf wieder hinzuzuführen. Die verschiedenen verfahrenstechnischen Möglichkeiten wurden bereits unter dem Aspekt der Abfallvermeidung aufgeführt. Ist die Aufarbeitung nicht mehr möglich, so besteht die Möglichkeit der Verwertung / Beseitigung.

Verwertung

Die internen und externen Aufarbeitungs- und Verwertungsmöglichkeiten der verbrauchten Beizlösungen AS 110105*/110107* sowie Säuren a.n.g. AS110106* sind von der Art und Menge der Säure oder auch Laugen, der Art und Menge der Metalle und der Belastung mit Fremdstoffen abhängig. Als Regenerationsverfahren werden die Diffusionsdialyse, Säureretardation, thermische Regeneration, Elektrodialyse, Gefrier-/Fällungskristallisation und Nanofiltration in beschränktem Maße praktiziert. Hierbei können Metallionen abgetrennt werden, welche sich in den Beizen angereichert haben. Die freie Säure bzw. Lauge der Prozesslösung soll weitestgehend zurückgewonnen werden. Bei edelmetallhaltigen Beizen kann die Rückgewinnung der Metalle im Vordergrund stehen. Die Verwertung erfolgt intern und extern.

Bei verbrauchten Entfettungsbädern AS 110113*14 ist der Gehalt an Wertstoffen, überwiegend Mineralölkohlenwasserstoffe, so gering, dass weder eine stoffliche noch eine energetische Verwertung möglich ist.

Beseitigung

Verbrauchte AS 11015*/07* sowie Säuren a.n.g. AS 110106* aus Galvanikbetrieben werden i. d. R. über die betriebseigene Abwasseranlage oder ggf. extern in chemisch-physikalischen Behandlungsanlagen entsorgt.

Verbrauche Entfettungsbäder AS 110113*14 sind, sofern eine Behandlung in der betriebseigenen Abwasserbehandlungsanlage nicht möglich ist, in einer chemisch-physikalischen Behandlungsanlage (CP-Anlage) zu entsorgen (AS 110113*/14). Bei hoch belasteten Entfettungsbädern, die zudem aufgrund von Störstoffen nicht in einer CP-Anlage behandelt werden können, kommt die Verbrennung in einer Sonderabfallverbrennungsanlage (SAV) in Betracht.

Hier finden Sie die im Steckbrief aufgeführten relevanten Vorschriften und Arbeitshilfen.