Herkunft und charakteristische Zusammensetzung

Allgemein

Im Rahmen der Galvanotechnik werden u. a. Metalle bearbeitet, um deren Oberflächeneigenschaften zu verändern, wie z.B. Härte, Abriebfestigkeit oder Verbesserung der Optik. Auf dem Prinzip der Elektrolyse beruhend, werden die Werkstücke in meist wässrigen Metallsalzlösungen, sogenannte Elektrolytbäder oder auch Prozessbäder, behandelt. Der Elektrolyt besteht im Wesentlichen aus Wasser, Metallsalzen und Zusatzstoffen. Diese sogenannten Additive sind vorwiegend organisch, wie z. B Einebner oder Glanzbildner.
Bei der Herkunft von Abfällen aus der galvanotechnischen Beschichtung wird allgemein zwischen vier Bereichen unterschieden:

• Vorbehandlung (z. B. reinigen, entfetten und beizen)
• Beschichtung
• Nachbehandlung (z. B. chromatieren, versiegeln)
• Abwasserbehandlung

Die vier Bereiche sind anwendungsspezifisch ausgerichtet, z. B. nach Art des zu beschichtenden Werkstoffs, Qualitäts- und Reinheitsanforderungen.
Ein zu behandelndes Werkstück wird in der Vorbehandlung, Beschichtung und Nachbehandlung in unterschiedliche Wirkbäder getaucht. Um die Standzeit des jeweiligen Wirkbades zu verlängern, müssen verbrauchte Prozesschemikalien und Wirkstoffe ersetzt (nachschärfen) und Störstoffe entfernt werden, z. B. durch Filtrieren. Lassen sich Störstoffe durch Badpflegemaßnahmen nicht mehr entfernen bzw. Wirkstoffe ersetzen, so muss das verbrauchte Wirkbad ausgetauscht werden. Zudem ist eine sorgfältige Spülung des Werkstücks vor dem folgenden Behandlungsschritt wichtig, um Verunreinigungen des Folgebades durch Verschleppungen zu verhindern.

Insgesamt können dabei belastete Spülwässer bzw. verbrauchte Wirkbäder bei allen Behandlungsschritten anfallen, welche je nach Werkstück unterschiedliche Inhaltstoffe aufweisen:

• Metallionen, z. B. Chrom, Eisen, Kupfer, Nickel, Zink
• toxische Anionen, z. B. Cyanid oder Chromat,
• Neutralsalze, z. B. Sulfate, Chloride,
• vielfältige organische und anorganische Zusatzstoffe der einzelnen Bäder, z. B. Beizinhibitoren und Glanzzusätze, die ggf. auch sogenannte Komplexbildner enthalten, z. B. EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) oder Polyphosphate,
• mit den zu beschichtenden Werkstücken eingeschleppte organische Schadstoffe, z. B. Fette und Öle.

Diese werden im Bereich der betriebsinternen Abwasseranlage behandelt, wobei die branchentypischen Abfälle (z. B. sogenannte Galvanikschlämme) entstehen. Die Abfallrelevanz der galvanotechnischen Beschichtung ist somit durch folgende Faktoren bedingt:

• Material des Werkstück (Verunreinigungen, Abtrag von Metalloxiden)
• Lebensdauer des Wirkbades (je nach Anwendungsgebiet)
• Eintrag von Verunreinigungen (Kühlschmierstoffe oder Korrosionsschutzöle, Beiz- oder Entfettungsmittel)

Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich auf den Bereich Spülen und Abwasserbehandlung. Abfälle aus dem Bereich Vor-/Nachbehandlung sind in dem Abfallsteckbrief 1101 Chemische Oberflächenbearbeitung -Vorbehandlung beschrieben.


Galvanikschlämme 110109*/10

In der Abwasseranlage eines Galvanikbetriebs werden die verschiedenen verbrauchten Teilströme aus den vorgenannten Behandlungsschritten behandelt, so z. B. aus den Teilprozessen Entfettung, Beizen und Metallisierung, sowie Spülwässer, in denen sich anorganische und organische Stoffe anreichern. Im Wesentlichen enthalten die verbrauchten Prozessbäder und Spülwässer die abhängig vom Galvanikbetrieb eingesetzten Stoffe.

Durch die Behandlung werden die gelösten Metallionen, z. B. Chrom, Eisen, Kupfer, Nickel, Zink, im Wesentlichen durch chemische Fällung, in der Regel mit Natriumhydroxid (Natronlauge) und/oder Calciumhydroxid (Kalkmilch), in schwerlösliche Verbindungen umgewandelt, z. B. Hydroxide oder Oxidhydrate. In einer der Fällung vorangehenden Vorbehandlung werden toxische Anionen durch Oxidation (z. B. Cyanid) oder Reduktion (z. B. Chromat) zerstört. Daneben finden sich - je nach spezifischen Bedingungen - Sulfate, Phosphate, Silikate und Fluoride im Schlamm. Vereinzelt werden Metalle auch als Metallsulfide gefällt. Neutralsalze können nur durch energieaufwendiges Verdampfen des Abwassers abgetrennt werden.

Die bei der Fällung entstehenden schwerlöslichen Niederschläge sedimentieren zu einem Dünnschlamm mit ca. 3 - 5 % Feststoffgehalt, der anschließend zumeist mechanisch, z. B. mittels Kammerfilterpresse, zu einem stichfesten, brockigen Schlamm, dem eigentlichen Galvanikschlamm, mit ca. 30 - 40 % Trockensubstanz (TS) entwässert wird. Ggf. kann durch eine thermische Behandlung, z. B. Warmlufttrocknung, > 70 % TS erreicht werden. Die Zusammensetzung des Schlamms wird durch eine Vielzahl betrieblicher Parameter beeinflusst, u. a. Art und Betriebsweise des galvanotechnischen Prozesses, Abtrennung und separate Behandlung von Teilströmen, Art und Betriebsweise des Fällungsprozesses, angestrebte Entsorgung (Verwertung oder Beseitigung). Vielfach wird mit dem Ziel der späteren Verwertung ein Monoschlamm mit hohen Gehalten an Nichteisen-Metallen erzeugt.

110110 Schlämme und Filterkuchen mit Ausnahme derjenigen, die unter 11 01 09 fallen

Dem Abfallschlüssel 110110 werden die Schlämme und Filterkuchen zugeordnet, die keine gefährlichen Stoffe enthalten. Der bei der Abwasserbehandlung entstandene Schlamm bzw. Filterkuchen wird so aufbereitet, dass dieser frei von schadhaften Stoffen ist und als nicht gefährlich eingestuft werden kann. Werden über die jeweiligen Abwasserbehandlungsschritte (z. B. Nitrit-/Cyanidentgiftung, diverse Fällungsprozesse) sämtliche einstufungsrelevanten Stoffe bezüglich der Abfallgefährlichkeit, z. B. cyanid- bzw. chromhaltige Verbindungen sowie Schwermetalle, aus dem Schlamm entfernt, kann dieser als nicht gefährlich deklariert werden.

110108* Phosphatierschlämme

Das Phosphatieren ist eine spezielle Art der Oberflächenbehandlung, bei der vorzugsweise Stahl- und Eisenteile bearbeitet werden. Hierbei soll vor allem die Haftfestigkeit von Lackschichten erhöht und der Korrosionsschutz verbessert werden. Es wird eine schwerlösliche Metallphosphatschicht auf der Oberfläche des Werkstückes aufgebracht, wobei insbesondere zwischen folgenden Phosphatierungsmitteln unterschieden wird:

• Eisenphosphat
• Zinkphosphat
• Manganphosphat

In den wässrigen Prozesslösungen befinden sich Phosphatanionen sowie Metallkationen, dementsprechend beinhalten die verbrauchten Prozess- und Spülwässer einen höheren Anteil an Phosphatverbindungen. Die im Rahmen der Abwasserbehandlung entstehenden Phosphatierschlämme sind vor allem mit Metallhydroxiden und -sulfiden belastet. Diese Schlämme unterscheiden sich allerdings in der Entstehungsweise nicht von den Schlämmen, die im Bereich des AS 110109*/10 Schlämme und Filterkuchen beschrieben sind.

110111* Wässrige Spülflüssigkeiten, die gefährliche Stoffe enthalten

Das behandelte Werkstück wird nach jedem Behandlungsschritt gespült, um anhaftende Wirkchemikalien zu entfernen und möglichst geringe Verunreinigungen in das nachfolgende Wirkbad einzuschleppen. Zugleich soll eine weitergehende Reaktion des Wirkbades und der Werkstückoberfläche unterdrückt werden. Der Spülprozess soll dabei schnell und unter Verwendung von möglichst wenig Wasser erfolgen, wobei die Spülwassermengen durch Mehrfach- und Kaskadenspülen, sowie Regeneration des Wirkstoffes reduziert werden.
Die Abfallrelevanz von verbrauchtem Spülwasser ergibt sich vor allem über die Wirkstoffe des vorhergehenden Wirkbades. Im Spülwasser können je nach Anwendungsart verschiedene Schwermetalle, Metallsalze oder auch Cyanide enthalten sein. Die Spülwässer können insgesamt separat entsorgt oder der betrieblichen Abwasserbehandlungsanlage zugeführt werden.

110112 Wässrige Spülflüssigkeiten mit Ausnahme derjenigen, die unter 11 01 11 fallen

Dem Abfallschlüssel 110112 werden die Spülflüssigkeiten zugeordnet, die keine gefährlichen Stoffe enthalten. Im Rahmen der Abwasserbehandlung oder z. B. über eine Verdunstung/Verdampfung können die Spülflüssigkeiten soweit aufbereitet werden, dass sie z. B. frei von Schwermetallen oder sonstigen giftigen Inhaltsstoffen sind und als nicht gefährlich eingestuft werden können. Im Allgemeinen wird versucht, die Spülflüssigkeiten dem Spülkreislauf nach einer Behandlung zurückzuführen.

110115* Eluate und Schlämme aus Membransystemen oder Ionenaustauschsystemen, die gefährliche Stoffe enthalten

Spülwasser in Galvanikanlagen werden im Kreislauf geführt und erfahren in regelmäßigen Abständen eine Reinigung. Die teilweise schadhaften Inhaltsstoffe werden in Ionenaustauschsystemen gebunden und das gereinigte Wasser dem Prozess zurückgeführt. Die Belastung von Membran- bzw. Ionenaustauschsystemen hängen dann i. d. R. von den zu behandelnden Prozesslösungen ab.
Die bei der periodischen Regenerierung der Systeme anfallenden Konzentrate (Regenerate) werden - je nach Bedingungen - der betrieblichen Abwasserbehandlung zugeführt oder extern entsorgt. Die Zusammensetzung ist dabei vergleichbar mit den verbrauchten Prozesslösungen. Die erzeugten Eluate oder Schlämme sind überwiegend durch eine Mischung verschiedener anorganischer Komponenten, wie Säuren bzw. Laugen mit metallischen und nichtmetallischen Salzen, charakterisiert.

1101016* Gesättigte oder verbrauchte Ionenaustauscherharze

Metallionenhaltige Spülwässer besitzen einen hohen Verdünnungsgrad und werden zur Wassereinsparung oftmals mittels Ionenaustauschern gereinigt. Dazu werden zumeist Austauscherharze verwendet, an denen sich die Metallionen anlagern. In technischen Anlagen sind die Ionenaustauscher als Behälter ausgeführt, die überwiegend aus Stahl mit innerer Hartgummierung gefertigt sind. Im Behälter sind Drainagesysteme oder Düsenböden für den Ein- und/oder Austritt der behandelten Flüssigkeit und der Regenerierlösungen eingebaut. In die Behälter werden Austauschharze eingefüllt. Mit Hilfe der Harze werden Wirkstoffe aus den Flüssigkeiten entfernt, welche z. B. bei einer Regeneration eines Prozessbades in konzentrierter Form wieder freigesetzt werden können. Die Harze weisen eine begrenzte Standzeit auf und müssen nach einigen Regenerationszyklen gegen neue ausgetauscht werden.