Galvanik

Zu den einzelnen Arbeitsschritten in der Prozesskette haben wir nützliche Informationen in unterschiedlichen Kategorien – Projektbeispiele, beste verfügbare Technik und Videos – für Sie gesammelt. Fahren Sie mit der Maus über einzelne Elemente und erfahren Sie, wie sich Ihre Prozesse optimieren lassen.

Prozesskette Galvanik

Produktgestaltung

Projekte

Mikroverzinkungstechnologie

Prozesseigenschaften:
  • Mit einer durchschnittlichen Schichtdicke von circa 10 μm kann gegenüber einer im klassischen Stückverzinkungsprozess hergestellten Zinkschicht eine Einsparung des Rohstoffs Zink von circa 80 % erreicht werden.
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Beste verfügbare Technik

Auswahl der Fertigungsverfahren, die der Oberflächenbehandlung vorausgehen

  • Ein anderes Bearbeitungsöl, das in die Mikro-Struktur eingepresst wird, kann sich einer normalen Entfettung widersetzen.
  • Verminderung der in der mechanischen Vorfertigung eingesetzten Öle und Fette durch: Verwendung flüchtiger Schmierstoffe, Bearbeitung unter Einsatz der Minimalschmierung, Abtropfen lassen und/oder Schleudern der Werkstücke, Vorreinigung der Werkstücke am Herstellungsort, Verkürzen der Lagerzeit, Bohren mit Pressluftkühlung, Verwendung von Schmierfilmen aus Kunststoff beim Stanzen.
  • Reduktion von Nacharbeit

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 200, S. 215

Richtig ausgewogene Spezifikationen für die Werkstücke

Kombination von dünneren und dickeren Schichtdicken, da die Abscheidung bevorzugt an Kanten und Ecken (wo Stromdichte am höchsten ist) erfolgt --> Verhindert, dass bei nachträglicher Verformung die Schicht abblättert

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 199

Materialbeschaffung / Lagerung

Projekte

Umstellung bestehender Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Modellhafte Erarbeitung neuer Formen der Zusammenarbeit zwischen Galvanik und Fachfirma

Prozesseigenschaften:
  • internetfähiger, grafisch strukturierter Leitfaden mit spezifischen Entscheidungshilfen für die Umstellung bestehender Galvanikanlagen auf Prozesstechniken mit möglichst geringem Chemikalienverbrauch für die Zusammenarbeit von Galvanikbetrieben und Chemikalienzulieferern
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Einbeziehung einer Fachfirma für Prozesschemie

Prozesseigenschaften:
  • Stoffverlustminimierung durch neue Formen der Zusammenarbeit und Abrechnung von Leistungen zwischen Betreibern galvanotechnischer Anlagen und Fachfirmen für Prozesschemie
  • die Berechnung auf der Basis von Verfahrensindikatoren beteiligt die Fachfirma am Erfolg der Einsparmaßnahmen durch die Definition und finanzielle Bewertung von Erfolgskriterien
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Beste verfügbare Technik

Korrosionsschutz durch Beschichtung mit Öl oder Fett

  • Öl und/oder Fett können zum Korrosionsschutz beim Lagern eingesetzt werden. Der Nachteil ist, dass die Teile gereinigt werden müssen.
  • Vermeiden von Strippen, Nacharbeit und Schrott

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 214

Lagerung von Chemikalien und Werkstücken/Substraten

  • die Bildung von Blausäure wird dadurch verhindert, dass Säuren und Zyanide getrennt gelagert werden
  • Säuren und Laugen sind getrennt zu lagern
  • durch getrenntes Lagern von brennbaren und oxidierenden Stoffen wird die Brandgefahr vermindert
  • alle Chemikalien, die unter Feuchtigkeit selbstentzündlich sind, müssen in einem Trockenbereich und getrennt von oxidierenden Stoffen gelagert werden, um die Brandgefahr zu vermindern. Dieser Lagerbereich ist entsprechend zu kennzeichnen, um zu verhindern, dass beim Brandbekämpfen Wasser eingesetzt wird
  • die Verschmutzung des Bodens und der Gewässer durch Verschütten von Chemikalien oder Leckagen muss verhindert werden
  • das Korrodieren von Lagertanks, Rohrleitungen, Förder- und Überwachungssystemen durch aggressive Chemikalien oder Chemikaliendämpfe ist zu verhindern

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 394

Verkürzen der Lagerzeit

Vermeidung oder Verkürzung der Lagerzeit zwischen zwei Arbeitsgängen, z. B. zwischen Vorbereitung und Kernprozess oder zwischen Kernprozess und Auslieferung, kann eine Zusatzbehandlung zum Korrosionsschutz überflüssig machen.

  • Realisierung durch JIT- (just in time) System oder gute Produktionsplanung
  • Vermeiden von Strippen oder Nacharbeit von Ausschuss

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 212

Verpackung

Werkstücke oder Grundmaterial können mit absorptionsfähigen oder korrosionshemmenden Materialien, wie Spezialpapier oder Holzspänen verpackt werden.

  • Verhinderung von Korrosion und mechanischen Beschädigungen beim Transport
  • erhöhter Rohstoffverbrauch kann durch Verwendung von rückgewinnbaren Verpackungssystemen ausgeglichen werden
  • weniger Strippen und Nacharbeit

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 213

Videos

Perfekter Materialstrom im Schwarzwald

Handling / Beladen

Projekte

Abfallvermeidung durch Einsatz einer neuen Vorbehandlungstechnik in Feuerverzinkereien für Stückverzinkung

Prozesseigenschaften:
  • der bei der Abgasreinigung des Verzinkungsbads m.H. filternder Abscheider anfallender Staub kann ohne Probleme zur Rückgewinnung von Flussmittelsalzen aufgearbeitet werden
  • staubförmige Emissionen im gereinigten Abgas erreichen nur 1/25 der zulässigen Obergrenze von 10 mg/cbm, bei Cadmium liegen sie unterhalb der Nachweisgrenze von 0,0002 mg/cbm
  • Hubgerüste bei allen Prozessbädern der Vorbehandlungslinie: Absenken der Salzsäurekonzentrationen durch intervallartige Hubbewegungen der Ware und somit geringere Verschleppungsrate in Folgebädern
  • geringere Chlorwasserstoff-Emissionen am Arbeitsplatz
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Beste verfügbare Technik

Optimierte Gestellbehandlung reduziert Austrag

Die Werkstücke werden so auf die Gestelle gehängt, dass die größten Flächen senkrecht positioniert sind damit die anhaftende Flüssigkeit zur unteren Kante der Werkstücke hin ablaufen. Wenn die Gestelle aus der Prozesslösung ausgehoben werden, sollten sie so geschwenkt werden, dass sich schneller große Tropfen bilden und von der untersten Kante der Teile abtropfen können. Die Abtropfzeit über dem Prozessbehälter sollte so lang sein, dass die anhaftende Flüssigkeit zusammenlaufen und von den Teilen abtropfen kann. Durch langsames Ausheben der Gestelle aus der Prozesslösung kann die Austragsmenge beträchtlich verringert werden.
Sacklöcher sollen so weit wie möglich vermieden, schöpfende Teile mit der Öffnung schräg nach unten so aufgehängt werden, dass möglichst wenig Prozesslösung in das Spülwasser eingetragen wird. Manchmal kann mit dem Kunden vereinbart werden, dass schöpfende Teile, die viel austragen, Auslauföffnungen erhalten. Das Abtropfen von Prozesslösung auf am Gestell im unteren Bereich angeordnete Teile wird normalerweise durch geschicktes Anordnen der Werkstücke so weit wie möglich vermieden.
Der Austrag durch Gestelle kann durch Neigen des Tragarms am Transportwagen reduziert werden; dadurch werden horizontal liegende Flächen, von denen die anhaftende Lösung nur schwer ablaufen kann, geneigt. Es gehört zu einer normalen Inspektion und Wartung, die Isolationsbeschichtung der Gestelle zu überprüfen, um festzustellen, ob die Oberfläche der Isolierschicht glatt und frei von Rissen und Spalten ist, in denen Lösung eingeschlossen und festgehalten werden kann. Es ist gute betriebliche Praxis, Gestelle auf defekte Isolation hin zu untersuchen und sie wenn erforderlich, zu reparieren oder zu ersetzen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Optimierte Trommelbehandlung reduziert Austrag

Der Kunststoff, aus dem die Trommeln gefertigt sind, hat normalerweise eine glatte Oberfläche und wird auf Verschleißstellen, Bruchstellen oder Grate im Bereich der Bohrlöcher untersucht. Die Bohrlöcher in den Trommelwandungen sollen einen genügend großen Querschnitt haben, um die Kapillarwirkung zu minimieren, die Stirnwände der Trommel sollen ausreichend dick sein, um den Festigkeitsanforderungen zu genügen. Der perforierte Anteil am gesamten Trommelkörper soll so groß wie möglich sein, damit die ausgetragene Lösung leicht in den Prozessbehälter zurücklaufen kann. Dies verbessert auch den Wirkungsgrad des gesamten Galvanisierprozesses durch erleichterten Lösungsaustausch und verminderten Spannungsabfall.
Der Austrag kann durch intermittierende Drehung der Trommel während des Abtropfvorganges über dem Behandlungsbehälter (wie z. B. Drehen um etwa 90°, Stillstand von mindestens 10 s, danach Wiederholung der Abfolge usw.) weiter reduziert werden.
Eine weiter Reduzierung des Austrags kann durch Drainageleisten im Inneren der Trommel erreicht werden: Sie führen die Flüssigkeit zusammen, die aus der sich drehenden Trommel ausläuft.
Der Austrag kann ganz erheblich reduziert werden, wenn die überschüssige Flüssigkeit aus der Trommel während des Abtropfvorganges über dem Arbeitsbehälter ausgeblasen wird. Über heißen Lösungen können die Trommeln zusätzlich mit Wasser gespült oder besprüht werden. Eine Innenspülung der Trommel ist noch effizienter: Die Innenspülung erfolgt über ein Verteilerrohr in der Trommel, durch die das Wasser in das Innere der Trommel geführt wird und dann durch die Teile ablaufen kann.
In einer Trommel liegen die Teile üblicherweise so, dass sich die größten Flächen waagrecht anordnen. Zur Verbesserung des Auslaufens kann die Trommel schräg geneigt aus dem Behälter gehoben werden. Der Hubmechanismus des Transportwagens muss entsprechend ausgelegt sein. Siebstopfen statt Bohrlöchern in der Trommelwandung haben sich durch die geringeren Bohrungslängen als günstig erwiesen. Austrag und Spannungsabfall in der Perforation können durch Siebstopfen wirksam verringert werden.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Sachgemäße Behandlung von Werkstücken oder Substraten

Verfahren / Technologie:Trommel-, Gestell-, Band-, Spulen- o. Rollenbehandlung

Durch sachgemäße Behandlung der Öberflächen von Werkstücken oder Substraten durch geeignete und richtig angewandte Verfahrensführung wird vermieden, dass beträchtliche Mengen an Metall wieder abgetragen (gestrippt) werden müssen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 199, S. 200

Spülen von Gestellen oder Trommeln reduziert Austrag

Wenn Gestelle oder Trommeln aus dem Arbeitsbehälter mit beheizter Lösung gehoben werden, ist es gute betriebliche Praxis, sie während des Hubvorgangs mit Spülwasser zu besprühen. Dadurch wird eine Reduzierung der Austragsverluste bei gleichzeitigem Ausgleich der Verdunstungsverluste erreicht. Diese Behandlung kann mit einem Vorspülen kombiniert werden, wodurch mit Wasser verdünnte Prozesslösung aus der ersten Standspüle in die Prozesslösung zurückgeführt wird. Kombinierte Wasser-Luft-Düsen können eingesetzt werden, um anhaftende oder in Spalten eingeschlossene Lösung über dem Arbeitsbehälter, oder besser noch, in einem leeren Behälter zu entfernen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Vorbehandlung

Projekte

Bandstahlreinigung mit glänzenden Ergebnissen

Prozesseigenschaften:
  • Umweltfreundliche Reinigungsmittel und technologische Innovationen zur Reduktion des Verbrauchs großer Mengen an Wasser und Chemikalien
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Beizen und Brennen von Halbzeugen aus Kupfer- und Kupfer-Nickel-Werkstoffen ohne Salpetersäure und Chromsäure

Prozesseigenschaften:
  • Ersatz der Beizmittel Chrom- und Salpetersäure
  • fortlaufende Regeneration der Beizlösung
  • Kupferrückgewinnung mittels Elektrolyse bzw. Membranelektrolyse
  • abwasserfreies Verfahren
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Entwicklung, Erprobung und Optimierung einer stoffverlustminimierten Prozesstechnik zum Beizen/Ätzen kombinierter Metalle

Prozesseigenschaften:
  • Regenerierung der Salzsäure beim Ätzen von Verbundmetallen
  • Kosteneinsparungen von etwa 25.000 €/a, da der Verbrauch von Prozess- und Neutralisationschemikalien sowie die Menge des anfallenden Schlamms um 90% reduziert wird
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Neues Klebeband macht das lokale Beizen von Aluminium einfacher, sicherer und umweltfreundlicher

Prozesseigenschaften:
  • Im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren fällt kein Spülwasser an, das aufwendig entsorgt werden muss.
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Substitution galvanischer Verfahren mittels sekundärer Plasmastrahlbeschichtung

Prozesseigenschaften:
  • Ionenquelle mit ablenkbarem Strahl zur sekundären Ionenstrahlbeschichtung als Alternative zur Galvanik
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Umrüstung einer Galvanik auf umweltfreundliche Beize

Prozesseigenschaften:
  • Reduzierung des Bedarfs an Frischsäure, weiteren Zusatzstoffen in den Beizbädern und Bedarf an Behandlungschemikalien für die Abwasserbehandlung
  • Reduzierung von Altsäure- sowie  Abfall- und Abwasseraufkommen
  • Kostenminimierung für Frischsäure, Behandlungschemikalien, Behandlungsaufwand für Altsäure, Stillstandszeiten für Badneuansatz etc.
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Verfahrensvergleich bei der biologischen Regeneration von Entfettungslösungen (TV 1)

Prozesseigenschaften:
  • erhebliche Verlängerung der Standzeit des Entfettungsbades
  • Einführung eines Kaskadenbeizsystem: Qualität der Beize im Vergleich zum Ausgangszustand deutlich besser und  Ausnutzungsgrad der Beizsäure erheblich gesteigert
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Beste verfügbare Technik

Auswahl der Fertigungsverfahren, die der Oberflächenbehandlung vorausgehen

  • Ein anderes Bearbeitungsöl, das in die Mikro-Struktur eingepresst wird, kann sich einer normalen Entfettung widersetzen.
  • Verminderung der in der mechanischen Vorfertigung eingesetzten Öle und Fette durch: Verwendung flüchtiger Schmierstoffe, Bearbeitung unter Einsatz der Minimalschmierung, Abtropfen lassen und/oder Schleudern der Werkstücke, Vorreinigung der Werkstücke am Herstellungsort, Verkürzen der Lagerzeit, Bohren mit Pressluftkühlung, Verwendung von Schmierfilmen aus Kunststoff beim Stanzen.
  • eine somit optimierte Reinigung reduziert Nacharbeit

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 200, S. 215

Ersatz und Auswahl an Entfettungen

Mechanische Vorreinigung (Abschleudern)

  • überschüssige Öle und Fette können weitestgehend mechanisch, d. h. durch Abschleudern oder ein Luftmesser, entfernt werden, bevor die Teile chemisch in wässriger Lösung oder durch Lösemittel entfettet werden. Das verlängert die Standzeit von Entfettungslösungen und reduziert Chemikalien,  Aufwand für die Entfettung und Abfall.


Lösemittelentfettung

  • wird für anspruchsvolle Arbeiten benutzt, z. B. einige Raumfahrt- oder militärische Anwendungen und dann, wenn eine wässrige Behandlung die Oberfläche beschädigen kann.


Entfetten in wässriger Lösung m.H. von Chemikalien (Heißentfetten)

  • bietet sich in fast allen Fällen als wohlerprobte Alternativen zu Verfahren auf Lösemittelbasis an. Die verwendeten Säuren und Laugen sind in herkömmlichen Abwasseranlagen einfach und leicht zu behandeln, es sei denn, sie enthalten starke Komplexbildner.


Entfetten in schwach emulgierenden Lösungen

  • schwach emulgierende Lösungen sind leicht zu warten und stellen eine Variante der chemischwässrigen Entfettung dar. Die in schwachen Emulsionen verwendeten oberflächenaktiven Substanzen sind chemisch so beschaffen, dass sie mit den entfernten Ölen und Fetten keine stabilen Emulsionen bilden. Der Inhalt der Entfettungsbehälter wird in einen Auffangbehälter (üblicherweise einer für eine Gruppe von Entfettungsbehältern) abgelassen, um aufschwimmendes Öl und absetzbare Stoffe zu entfernen. In schwachen Emulsionen geschieht die Trennung von selbst, so dass einfache mechanische Einrichtungen (Skimmer) für die Entfernung des Öls eingesetzt werden können. Durch kontinuierliche Entfernung von Verunreinigungen im Auffangbehälter und Rückführung der gereinigten Entfettungslösung in den Arbeitsbehälter wird eine lange Standzeit der Lösung erreicht.


Biologisches Entfetten

  • ist nur eine Wartungstechnik für schwachalkalische Entfettungslösungen, deren kurze Standzeit durch kontinuierliche Regenerierung im Bypass überwunden wird


Trockeneis 

  •  Entfernung von Öl und Fett, Partikeln, Farbe usw., ohne Lösemittel zu verwenden. Trockener Abfall, der nur aus den entfernten Bestandteilen besteht.


Reinigen mit Ultraschall

  • Beim Reinigen mit Ultraschall werden hochfrequente Schallwellen eingesetzt, um die Reinigungswirkung von wässrigen, halbwässrigen und Lösemittelreinigern zu verstärken. Die Schallwellen erzeugen in der Flüssigkeit Zonen hohen und niederen Drucks, wodurch sich mikroskopisch kleine Dampfbläschen bilden, die implodieren, wenn die Schallwelle sich bewegt und die Zone von negativem zu positivem Druck wechselt; diesen Vorgang nennt man Kavitation. Geschieht dies an der zu reinigenden Oberfläche, führen die Druckschwankungen zu örtlichem Aufprall, der an der Oberfläche eine mechanische Wirkung hervorruft. Theoretisch entstehen örtlich begrenzte Drücke von >1000 bar, durch die Fett und Schmutz verdrängt werden. Passende Reinigungsmittel machen dies zu einem in wässrigen Lösungen gangbaren Verfahren --> wirkungsvollere Reinigung mit weniger gefährlichen Chemikalien in wässrigen Lösungen.


Elektrolytische Reinigung mit Überwachnung des pH-Wertes

  • der pH-Wert der Entfettungslösung wird kontinuierlich überwacht, um ihre Wirkung festzustellen und die Zugabe neuer Lösung zu steuern. Das minimiert den Verbrauch von Entfettungslösung und die Menge der verworfenen Lösung, die behandelt werden muss. Reduziert die Abwasser- und Schlammmenge der Abwasserbehandlungsanlage.


Hochleistungs-Entfettungssysteme

  • für die hochqualitative Reinigung werden wässrige Verfahren eingesetzt, die durch elektrolytische Maßnahmen ergänzt werden können. Hochqualitatives Reinigen ist bei den modernen Elektrolyten, wie sauer Zink usw., von entscheidender Bedeutung. Für stark ölige Teile kann eine mehrstufige Entfettung vorteilhaft sein. In der ersten Stufe wird zum Vorentfetten heißes Wasser oder ein schwach emulgierender Reiniger, in der zweiten Stufe ein stark emulgierender Reiniger eingesetzt. Bei zwei in Reihe angefahrenen Entfettungen kann die Standzeit der Lösungen noch dadurch beträchtlich verlängert werden, dass mit der Lösung aus dem zweiten Behälter die erste verunreinigte Lösung ergänzt oder ganz ersetzt wird. Die Standzeit der Entfettungslösungen wird verlängert und Nacharbeit wird reduziert.


Heißwasser

  • Heißwasser (80 - 90 °C) kann Öl und Fett zum größten Teil ohne Chemikalien entfernen. Dieses Verfahren wird hauptsächlich in der Automobilindustrie zur Reinigung von Blechkarosserien eingesetzt. Die Verwendung eines Hochdruck-Wasserstrahls erhöht den Reinigungseffekt zusätzlich.


Abwischen von Hand

  • Große und/oder hochwertige Teile können von Hand mit Stoff oder Papierwischtüchern gereinigt werden.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 291

Ökospülen oder Vortauchen

Ein Teil des Austrags aus Prozesslösungen, die (aber nicht ausschließlich) bei Raumtemperatur betrieben werden, kann durch Einsatz einer einzigen Spülstation zurückgewonnen werden, in die die Warencharge vor und nach der Behandlung getaucht wird. Die Ökospüle (oder Vortauchspüle) kann von Anfang an mit verdünnter Prozesslösung oder nur mit entsalztem Wasser angesetzt werden. In letzterem Fall wird die Gleichgewichts-Konzentration von 0.5 C0 (50 %) erst nach einiger Zeit erreicht. Die Lösung braucht nur gewechselt zu werden, wenn der Behälter und/oder die Behälterwände gereinigt werden müssen. Während eines normalen Betriebs muss, unter der Annahme, dass der Eintrag dem Austrag mengenmäßig gleich ist, kein Wasser zugeführt werden. Die Austragsrückführrate beträgt (beim Gestell- und Trommelgalvanisieren) etwa 50 %.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 239

Reduzieren des Eintrags

Eintrag kann eine Prozesslösung verunreinigen, wenn nach der vorhergehenden Prozessstufe ungenügend gespült wurde. Der Eintrag von sauberem Spülwasser kann eine Prozesslösung beträchtlich verdünnen. Eintrag von Spülwasser kann durch (das Vortauchen in) eine Öko-Spüle minimiert werden oder dadurch, dass so viel Spülwasser wie möglich durch z. B. Luftmesser oder mit Abquetschrollen von Blechen oder Bandmaterial entfernt wird. Auch chemische Systeme (Lancy) können den Wassereintrag verringern.

Reduzieren des Eintrags führt zu einer Verlängerung der Standzeit der Prozesslösungen, Verbesserung der Prozessqualität und Reduzierung der Materialkosten für Ansatzchemikalien.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Warten von Entfettungslösungen

Mehrfaches Verwenden von Entfettungslösungen in Kaskadenform

  • beträchtliche Reduzierung des Elektrolyt- und Wasserverbrauchs und die sich daraus ergebende, reduzierte Abwassermenge


Einfache Verfahren - Filtration mit Zellulosefiltern, mechanische Trennung durch Skimmer, Schwerkraft-Ölabscheider

  • Verlängerung der Standzeit der Entfettungslösung durch Entfernen von Öl


Statischer Abscheider für Entfettungslösungen

  • großes Absenken des CSB-Werts im Abwasser, in manchen Fällen bis zu 50 %; beträchtliche Reduzierung des Verwurfs verbrauchter Lösungen: in den meisten Fällen werden 50 bis 70% Reduzierung erreicht; etwa 50% weniger Netzmittel müssen gekauft werden


Biologisches Regenerieren der Entfettungslösung

  • arbeitet im neutralen Bereich bei einer Temperatur von etwa 45 °C; reduziert den Chemikalienverbrauch, da die Lösung nur selten neu angesetzt werden muss; reduziert den Einsatz gefährlicher Chemikalien und den Chemikalienverbrauch zur Neutralisation abgelassener, verbrauchter Prozesslösung, verbunden mit weniger Auswirkungen von Tensiden auf die Abwasserbehandlung; geringere Verdunstungsverluste, deshalb weniger Bedarf an Wasserdampfabsaugung


Zentrifugieren von Entfettungslösungen

  • reduziert das Verwerfen von Entfettungslösungen, die mit Öl und Feststoffen verunreinigt sind; Verunreinigungen werden in der Entfettungslösung auf einem niederen Niveau gehalten, wodurch auch der Austrag und die Verunreinigung des Spülwassers verringert werden; das Öl wird am Austritt der Trennzentrifuge konzentriert aufgefangen und kann ggf. wieder aufbereitet und zurückgewonnen werden; Schlämme werden getrennt gesammelt; die Häufigkeit des Verwerfens wird reduziert (zwischen 30-80 %), je nach Größe und Kapazität der Anlage und vielen anderen anlagenspezifischen Parametern, einschließlich des Heizungsbedarfs und nötiger Stillstandszeiten; waschaktive Substanzen gehen nicht verloren


Membranfiltration von emulgierenden Entfettungslösungen - Mikro- oder Ultrafiltration

  • reduziert den Chemikalien- und Energieverbrauch beim Entfetten stark verunreinigter Werkstücke oder Substrate; verlängert die Standzeit von Entfettungslösungen (bis zum 10-fachen); reduziert den Netzmittelverbrauch um 50 % und nach Angaben der Wasserbehörde die Verschmutzung durch Verringerung des CSB um 30 -70 %; weniger verbrauchte Lösungen (üblicherweise mit Ölgehalten zwischen 10 und 15 g/l) werden verworfen

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 320

Metallabscheidung

Projekte

Beizen und Brennen von Halbzeugen aus Kupfer- und Kupfer-Nickel-Werkstoffen ohne Salpetersäure und Chromsäure

Prozesseigenschaften:
  • Ersatz der Beizmittel Chrom- und Salpetersäure
  • fortlaufende Regeneration der Beizlösung
  • Kupferrückgewinnung mittels Elektrolyse bzw. Membranelektrolyse
  • abwasserfreies Verfahren
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Einhalten der Schichtdicke durch ein prozessintegriertes Messgerät

Prozesseigenschaften:
  • Ein prozessintegriertes Messgerät für den industriellen Einsatz überwacht die Galvanisierung und hilft die Schichtdicke besser einzuhalten.
  • Allein durch verminderten Materialeinsatz werden im Unternehmen so mehrere Tausend Euro pro Jahr eingespart. Auch der Durchsatz der Anlagen wird gesteigert.
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Entwicklung eines Energie sparenden Oxidationsverfahrens zur Herstellung extrem fester Harteloxalschichten auf hochlegierten Aluminiumwerkstoffen mittels selbsterlernter Stromdichteregelung

Prozesseigenschaften:
  • Energieeinsparungen von bis zu 57 %  durch das relativ niedrige Spannungsniveau
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Entwicklung eines Verfahrens zur cyanidfreien alkalischen Glanzverzinkung in konventionellen galvanischen Anlagen und Ersatz von Chrom(VI) in Zinkpassivierungen

Prozesseigenschaften:
  • Verfahren in einer Zentrifugenanlage weist gegenüber herkömmlichen cyanidfreien Verfahren einen besseren Korrosionsschutz auf
  • die Verschleppung liegt in Zentrifugenanlagen nur noch bei ca. 10-25% im Vergleich zu konventionellen Anlagen mit vergleichbarer Kapazität, weil die Lösung nach der Behandlung abgeschleudert und zurückgeführt wird
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Harteloxalverfahren für hochlegiertes Aluminium

Prozesseigenschaften:
  • Härten von hochlegiertem Aluminium mittels elektrolytischer Oxidation
  • im Vergleich zu herkömmlichen Härtungsverfahren wird beim Eloxieren im Mittel 45% Energie gespart; der Härtungsprozess ist außerdem erheblich kostengünstiger
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Substitution galvanischer Verfahren mittels sekundärer Plasmastrahlbeschichtung

Prozesseigenschaften:
  • Ionenquelle mit ablenkbarem Strahl zur sekundären Ionenstrahlbeschichtung als Alternative zur Galvanik
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Beste verfügbare Technik

Beheizen der Elektrolyte / Reduzieren der Wärmeverluste

  • Prozesslösungen können mit Wärme aus den Prozessstufen beheizt werden, in denen Wärme erzeugt wird.

  • Wasser aus Kühlkreisläufen verschiedener Prozesslösungen kann zur Beheizung von Lösungen mit niederer Arbeitstemperatur genutzt werden.

  • Alternativ kann das warme Kühlwasser in einem zentralen Behälter gesammelt und durch eine passende Wärmepumpe gekühlt werden. Die gewonnene Energie kann genutzt werden, um Prozesslösungen mit einer Arbeitstemperatur von bis zu 65 °C oder Wasser für andere Anwendungszwecke zu erwärmen.

  • Verwendung isolierter Behälter und aufschwimmender Kugeln zum Abdecken der Flüssigkeitsoberfläche zur Isolation von Prozesslösungen

  • Reduzierung der Betriebstemperatur von Prozesslösungen

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 222, S. 396

Elektrolytbewegung

Bewegung der Prozesslösungen, um innerhalb der gesamten Prozesslösung eine gleichmäßige Konzentrationsverteilung zu erhalten und  um die Bildung von Gasblasen und Verunreinigungen an der Oberfläche der Werkstücke und Substrate, die Unebenheiten der Schicht, Narben usw. zu verhindern. 

Elektrolytbewegung durch:

  • Druckluft durch Düsen

  • hydraulische Bewegung

  • Bewegung der Werkstücke durch Bewegen des Warenträgers oder der Warenschiene durch Exzenterscheiben oder Motoren

  • Bei der Behandlung in Trommeln wird gewöhnlich schon durch die Drehung der Trommel und die sich darin bewegenden Werkstücke eine ausreichende Bewegung erzielt.

  • Lufteinblasung: 

    • in Elektrolyte, um eine Verdunstungskühlung zu unterstützen, wenn der Austrag zurückgeführt werden soll 
    • in Anodisierlösungen
    • in anderen Prozessen, wo die Elektrolytbewegung notwendig ist, um die erforderliche Qualität zu erreichen
    • in Lösungen, in denen die Luft für die Oxidation von Zusätzen notwendig ist
    • wo es erforderlich ist, reaktive Gase (z. B. Wasserstoff) auszutreiben

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 216, S. 395

Elektrolytische Verchromung – Galvanisieren bei geschlossenem Kreislauf

Galvanisieren mit Cr(VI) kann bei geschlossenem Chromsäurekreislauf durchgeführt werden. Dies wird durch eine Kombination von Kaskadenspülen und einem Verdunster erreicht, der ein Gleichgewicht zwischen Spülwassereinsatz und Wasserverdunstung herstellt. Kationen, die sich im Elektrolyten anreichern werden durch Ionenaustausch entfernt. Cr(VI) oder andere Stoffe gelangen nicht ins Abwasser. Das minimiert die Kapitalkosten sowie den Chemikalien- und Energieverbrauch bei der Behandlung. Chromsäure und andere Komponenten (wie Entschäumungsmittel, z. B. PFOS) werden in den Prozess zurückgeführt.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 264

Ersatz durch alternative Verfahren

Um die hohen Standards hinsichtlich Korrosionsvermeidung zu erreichen, werden immer häufiger Mehrschichtsysteme eingesetzt. Dies versetzt die Hersteller in die Lage, ihren Kunden alternative Systeme anzubieten, die den gleichen Leistungskriterien gerecht werden und die Möglichkeit eröffnen, sich von solchen Verfahren zu trennen, die die Umwelt mehr belasten (Reduzierung toxischer Emissionen).
Beispiele:

  • Stromlos Nickel in einigen Anwendungsfällen statt Hartchrom,
  • Zinklegierungen in Verbindung mit organischen Lacken, die im Tauchverfahren oder elektrophoretisch aufgebracht werden, anstelle von Zink und Chrompassivierung.
  • Elektrophoretische Lackierung in Verbindung mit Phosphatierung

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 299

Filtrieren von Prozesslösungen

Suspendierte Partikel können sich in Elektrolyten negativ auf die Qualität der abgeschiedenen Schicht auswirken (insbesondere dann, wenn die Partikel in die Schicht eingebaut werden). Die Filtration von Prozesslösungen dient dazu, diese Partikel (z. B. Späne oder Schmutz), die durch die Werkstücke/Substrate in die Lösung eingetragen worden sind sowie Anodenschlamm, Staub aus der Luft oder die im Prozesses entstandenen unlöslichen Verbindungen (meist Metallhydrolysate) zu entfernen und Standzeiten von Prozesslösungen zu verlängern. Um eine kontinuierliche Entfernung der Feststoffe sicherzustellen wird der Filterkreislauf im Bypass zum Behandlungsbehälter betrieben.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 308

Kühlung

  • Der Einsatz geschlossener Kühlsysteme spart Wasser.
  • Die Zusammensetzung des Elektrolyten optimieren und den Betriebstemperaturbereich anheben, um überflüssiges Kühlen zu vermeiden. Die Temperatur des Elektrolyten soll im optimierten Bereich überwacht werden.
  • Kälteaggregate in neue Anlage und beim Ersetzen vorhandener Kühlsysteme einsetzen,
  • überschüssige Energie im Elektrolyten durch Verdunstungskühlung abführen, wenn das Elektrolytvolumen reduziert werden muss, um Chemikalien zudosieren zu können, oder der Elektrolytaustrag mit dem Wasser aus der nachgeschalteten Spülkaskade in den Prozess zurückgeführt werden kann und sich dadurch die Abwasser- und Stoffverluste aus dem Prozess vermindern lassen.
  • Vorzugsweise einen Verdunster an Stelle eines Kühlsystems installieren, wenn die Energiebilanz zu Gunsten des Verdunsters ausfällt und die Chemie des Prozesses nicht beeinträchtigt wird.
  • offene Kühlsysteme so konstruieren, installieren und  warten, dass sich Legionellen weder bilden noch übertragen werden können

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 233 + S. 396

Reduzieren des Austrags

Die Reduzierung des Austrags ist eine Primärmaßnahme für die

  • Minimierung der Chemikalienverluste

  • Reduzierung des Spülbedarfs

  • Reduzierung der Kosten für Rohstoffe

  • Reduzierung von Qualitäts- und Wartungsproblemen in nachfolgenden Prozessen

  • Reduzierung von Umweltproblemen im Zusammenhang mit Spülwässern

Der Austrag hängt von vielen Parametern ab und kann nur durch Zusammenarbeit aller Beteiligten erreicht werden. Deshalb ist auch ein gründliches Verständnis der komplexen Zusammenhänge durch das Betriebspersonal erforderlich, um diese Sachlage erfolgreich verbessern zu können.

Maßnahmen zur Reduktion des Austrags:

  • Der Einsatz von zueinander passenden Chemikalien (z. B. die Verwendung der gleichen Säure zum Beizen oder Dekapieren der Oberfläche vor der Behandlung in einem sauren Elektrolyten) reduziert die Folgen des Chemikalienaustrags in den Folgeprozess.
  • Gestellbehandlung: Die Werkstücke werden so auf die Gestelle gehängt, dass die größten Flächen senkrecht positioniert sind damit die anhaftende Flüssigkeit zur unteren Kante der Werkstücke hin ablaufen. Wenn die Gestelle aus der Prozesslösung ausgehoben werden, sollten sie so geschwenkt werden, dass sich schneller große Tropfen bilden und von der untersten Kante der Teile abtropfen können. Die Abtropfzeit über dem Prozessbehälter sollte so lang sein, dass die anhaftende Flüssigkeit zusammenlaufen und von den Teilen abtropfen kann. Durch langsames Ausheben der Gestelle aus der Prozesslösung kann die Austragsmenge beträchtlich verringert werden. Sacklöcher sollen so weit wie möglich vermieden, schöpfende Teile mit der Öffnung schräg nach unten so aufgehängt werden, dass möglichst wenig Prozesslösung in das Spülwasser eingetragen wird. Manchmal kann mit dem Kunden vereinbart werden, dass schöpfende Teile, die viel austragen, Auslauföffnungen erhalten. Das Abtropfen von Prozesslösung auf am Gestell im unteren Bereich angeordnete Teile wird normalerweise durch geschicktes Anordnen der Werkstücke so weit wie möglich vermieden.  Der Austrag durch Gestelle kann durch Neigen des Tragarms am Transportwagen reduziert werden; dadurch werden horizontal liegende Flächen, von denen die anhaftende Lösung nur schwer ablaufen kann, geneigt. Es gehört zu einer normalen Inspektion und Wartung, die Isolationsbeschichtung der Gestelle zu überprüfen, um festzustellen, ob die Oberfläche der Isolierschicht glatt und frei von Rissen und Spalten ist, in denen Lösung eingeschlossen und festgehalten werden kann. Es ist gute betriebliche Praxis, Gestelle auf defekte Isolation hin zu untersuchen und sie wenn erforderlich. zu reparieren oder zu ersetzen.
  • Trommelbehandlung: Der Kunststoff, aus dem die Trommeln gefertigt sind, hat normalerweise eine glatte Oberfläche und wird auf Verschleißstellen, Bruchstellen oder Grate im Bereich der Bohrlöcher untersucht. Die Bohrlöcher in den Trommelwandungen sollen einen genügend großen Querschnitt haben, um die Kapillarwirkung zu minimieren, die Stirnwände der Trommel sollen ausreichend dick sein, um den Festigkeitsanforderungen zu genügen. Der perforierte Anteil am gesamten Trommelkörper soll so groß wie möglich sein, damit die ausgetragene Lösung leicht in den Prozessbehälter zurücklaufen kann. Dies verbessert auch den Wirkungsgrad des gesamten Galvanisierprozesses durch erleichterten Lösungsaustausch und verminderten Spannungsabfall. Der Austrag kann durch intermittierende Drehung der Trommel während des Abtropfvorganges über dem Behandlungsbehälter (wie z. B. Drehen um etwa 90°, Stillstand von mindestens 10 s, danach Wiederholung der Abfolge usw.) weiter reduziert werden. Eine weiter Reduzierung des Austrags kann durch Drainageleisten im Inneren der Trommel erreicht werden: Sie führen die Flüssigkeit zusammen, die aus der sich drehenden Trommel ausläuft.  Der Austrag kann ganz erheblich reduziert werden, wenn die überschüssige Flüssigkeit aus der Trommel während des Abtropfvorganges über dem Arbeitsbehälter ausgeblasen wird. Über heißen Lösungen können die Trommeln zusätzlich mit Wasser gespült oder besprüht werden. Eine Innenspülung der Trommel ist noch effizienter: Die Innenspülung erfolgt über ein Verteilerrohr in der Trommel, durch die das Wasser in das Innere der Trommel geführt wird und dann durch die Teile ablaufen kann. In einer Trommel liegen die Teile üblicherweise so, dass sich die größten Flächen waagrecht anordnen. Zur Verbesserung des Auslaufens kann die Trommel schräg geneigt aus dem Behälter gehoben werden. Der Hubmechanismus des Transportwagens muss entsprechend ausgelegt sein. Siebstopfen statt Bohrlöchern in der Trommelwandung haben sich durch die geringeren Bohrungslängen als günstig erwiesen. Austrag und Spannungsabfall in der Perforation können durch Siebstopfen wirksam verringert werden.

 

  • Eigenschaften der Prozesslösungen: Der Austrag kann dadurch verringert werden, dass die Temperatur der Prozesslösung erhöht wird, was in der Regel die Viskosität herabsetzt. Wenn man die Konzentration der Prozesslösung herabsetzt, wird der Austrag wirksam reduziert, zum einen durch die im Austrag verminderte Stoffmenge, zum anderen durch die verringerte Oberflächenspannung und Viskosität normaler ionischer Lösungen. Die Zugabe von Tensiden in die Lösung verringert den Austrag durch Verringerung der Oberflächenspannung. Um übermäßig hohe Konzentrationen zu vermeiden, sollte die Prozesslösung bei der Regeneration und Wartung auf ihre Zusammensetzung hin überprüft werden. Dies und die Auswahl entsprechender Prozesslösungen sind ein wichtiger Schritt, um den Austrag zu reduzieren.

 

  • Verringern des Austrags durch Abtropfen - Spülen: Wenn Gestelle oder Trommeln aus dem Arbeitsbehälter mit beheizter Lösung gehoben werden, ist es gute betriebliche Praxis, sie während des Hubvorgangs mit Spülwasser zu besprühen. Dadurch wird eine Reduzierung der Austragsverluste bei gleichzeitigem Ausgleich der Verdunstungsverluste erreicht. Diese Behandlung kann mit einem Vorspülen kombiniert werden, wodurch mit Wasser verdünnte Prozesslösung aus der ersten Standspüle in die Prozesslösung zurückgeführt wird. Kombinierte Wasser-Luft-Düsen können eingesetzt werden, um anhaftende oder in Spalten eingeschlossene Lösung über dem Arbeitsbehälter, oder besser noch, in einem leeren Behälter zu entfernen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Reduzieren des Eintrags

Eintrag kann eine Prozesslösung verunreinigen, wenn nach der vorhergehenden Prozessstufe ungenügend gespült wurde. Der Eintrag von sauberem Spülwasser kann eine Prozesslösung beträchtlich verdünnen. Eintrag von Spülwasser kann durch (das Vortauchen in) eine Öko-Spüle minimiert werden oder dadurch, dass so viel Spülwasser wie möglich durch z. B. Luftmesser oder mit Abquetschrollen von Blechen oder Bandmaterial entfernt wird. Auch chemische Systeme (Lancy) können den Wassereintrag verringern.

Reduzieren des Eintrags führt zu einer Verlängerung der Standzeit der Prozesslösungen, Verbesserung der Prozessqualität und Reduzierung der Materialkosten für Ansatzchemikalien.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Regenieren und Wiederverwenden von Spülwasser (Kreislaufführung)

Gebrauchtes Spülwasser kann regeneriert werden und somit zu Einsparungen im Wasserverbrauch führen und die Menge des zu behandelnden Wassers verringern. Gleichzeitig reduzieren sich die Kosten für die Abwasserbehandlung, für das eingesetzte Kapital, und für den Energie- und Chemikalienverbrauch.

  • Regeneration durch Ionenaustausch: Wird das Spülwasser über Kationen- und/oder Anionenaustauscherharze geleitet, werden die Kationen gegen H+-, und die Anionen gegen OH--Ionen ausgetauscht und man erhält annähernd ein Wasser von der Qualität entsalzten Wassers. Dieses wird den Spülbehältern wieder zugeführt.
  • Regeneration durch Umkehrosmose: Die Umkehrosmose wird benutzt, um Spülwässer aufzukonzentrieren und Stoffe zurückzugewinnen und Abwasser sowie Rohwasser oder im Kreislauf geführtes Wasser zu behandeln.. Die Umkehrosmose nutzt ein hydrostatisches Druckgefälle an einer semipermeablen Membran, um Wasser aus einer Salzlösung abzutrennen. Der aufgewandte Druck übersteigt den osmotischen Druck der zugeführten Lösung und zwingt das Wasser, aus der konzentrierten in die verdünntere Lösung zu fließen; das ist die Umkehr der natürlichen osmotischen Diffusion. Gelöste Stoffe werden an der Membran zurückgehalten. Viele mehrwertige Ionen können zu über 99% zurückgehalten werden. Einwertige Ionen haben charakteristische Rückhalteraten in der Größenordnung von 90 - 96%.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 243, S. 261

Retardation (Adsorption von Säuren durch Harze)

Retardation ist eine Trenntechnik zur Rückgewinnung von verbrauchten Säuren, die auf Ionenaustausch beruht. Das Retardationsverfahren wird in erster Linie zur Regeneration von verbrauchten Beizen und zur Konstanthaltung des Aluminiumgehalts beim Anodisieren eingesetzt. In der ersten Stufe wird eine hochkonzentrierte metallhaltige (oder eine saure Salze enthaltende) Lösung im Aufstrom durch ein Ionenaustauscherharzbett gepumpt, wo der größte Teil der Säure vom Ionenaustauscherharz adsorbiert wird, während die Metallkationen elektrostatisch abgestoßen werden und vorbei strömen. In einer zweiten Stufe wird Wasser im Abstrom durch das Harzbett gepumpt, das die freigesetzte Säure aufnimmt. Die zurückgewonnene Säure kann wieder verwendet werden. Abhängig von der Art der Säure und des Metalls lässt sich eine Abreicherungsrate von 40 - 60% erzielen.
Das Retardationsverfahren kann eingesetzt werden für:

  • Schwefelsaure Elektrolyte zum Anodisieren von Aluminium

  • Schwefel- oder Salpetersäurebeizen, Ätzlösungen oder Glanzbeizen für Kupfer und Messing

  • Salpeter-/Flusssäurebeizen für die Edelstahlbehandlung

  • Phosphor- und/oder Schwefelsäurebeizen für Edelstahl oder das Elektropolieren von Aluminium

  • Säuren, die bei der Regeneration von Kationenaustauschern anfallen

  • Schwefel- oder Salzsäurebeizen für blanken oder feuerverzinkten Stahl

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 309

Spültechniken und Austragsrückführung

Ökospülen oder Vortauchen:
Ein Teil des Austrags aus Prozesslösungen, die (aber nicht ausschließlich) bei Raumtemperatur betrieben werden, kann durch Einsatz einer einzigen Spülstation zurückgewonnen werden, in die die Warencharge vor und nach der Behandlung getaucht wird. Die Ökospüle (oder Vortauchspüle) kann von Anfang an mit verdünnter Prozesslösung oder nur mit entsalztem Wasser angesetzt werden. In letzterem Fall wird die Gleichgewichts-Konzentration von 0.5 C0 (50 %) erst nach einiger Zeit erreicht. Die Lösung braucht nur gewechselt zu werden, wenn der Behälter und/oder die Behälterwände gereinigt werden müssen. Während eines normalen Betriebs muss, unter der Annahme, dass der Eintrag dem Austrag mengenmäßig gleich ist, kein Wasser zugeführt werden. Die Austragsrückführrate beträgt (beim Gestell- und Trommelgalvanisieren) etwa 50 %.

Spühspülen:

  • über der Behandlungslösung oder in einem separaten Behälter. Sprühspülen über der Behandlungslösung vor Tauchspülen ist eine wirksame Spülmethode. Das Spülwasser wird auf die Teile gesprüht während sie sich noch über der Behandlungslösung befinden. Die für das Sprühspülen verwendete Wassermenge darf nicht größer sein, als die aus der Behandlungslösung verdunstende Wassermenge, um den Wasserhaushalt im Gleichgewicht zu halten. Das Vorspülen bewirkt eine direkte Rückführung von Prozesslösung in den Arbeitsbehälter. Sprühspülen in einem separaten Behälter ist die erste Spülstufe, aus der das Spülwasser der Prozesslösung zugeführt werden kann, um die Verdunstungs- und Austragsverluste auszugleichen. Dies ist ein wesentlicher Behandlungsschritt, durch den der Verlust von Chemikalien aus Prozessbehältern verringert werden kann.

Spültechniken für handbediente oder halbautomatisierte Anlagen:

  • werden bei kleinem Durchsatz oder für Entwicklungsarbeiten eingesetzt. Die Steuerung des Wasserverbrauchs sowie des Ein- und Austrags können sich als schwieriger erweisen. Um in einer handbedienten Anlage eine angemessene Abtropfzeit einhalten zu können, sollten Gestelle oder Trommeln auf ein stationäres Stützgestell über dem Arbeitsbehälter gehängt werden. Dies ermöglicht das Sprühspülen zur Rückführung des Austrags direkt über dem Behandlungsbehälter und sorgt für genügend langes Abtropfen vor dem folgenden Tauchspülen. In halbautomatischen Anlagen kann das Sprühspülen auch von Hand durchgeführt werden.

Chemisches Spülen (kann nur bei zyanidfreien Prozessen angewendet werden):

  • Technik, genannt Lancy-Verfahren, mit der eine wirksame Reinigung der Teile durch chemische Spülung erreicht wird. Hierbei reagiert die ausgetragene Prozesslösung gleichzeitig chemisch mit der Spüllösung. Reduziert die erforderliche Kapazität der Abwasseranlage dadurch, dass sie die Stufen für die primäre Abwasserbehandlung überflüssig macht oder verringert. Die Einbindung chemischer Spülen kann die Anzahl der benötigten Spülstationen reduzieren mit einem daraus folgenden Anstieg der Verunreinigungen in den Spülen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 239

Überwachen der Konzentration von Verfahrenschemikalien

Prozesslösungen werden in zunehmendem Maße unwirksam, wenn die Betriebskonzentration bestimmter Verfahrenschemikalien unter den Sollwert abfällt. Durch Nachdosieren der Chemikalien kann die Standzeit einer Lösung verlängert werden. Ein Hauptproblem aber bleibt bestehen, nämlich, dass das Bedienungspersonal dazu neigt, mehr Chemikalien als notwendig nachzufüllen. Womöglich ist die automatische Zudosierung die beste Möglichkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu erreichen, sie ermöglicht regelmäßige Zugaben und vermeidet Konzentrationsschwankungen. Sie kann gesteuert werden durch Parameter, wie Zeit, Temperatur, Durchflussmenge oder andere Führungsgrößen wie pH-Wert oder rH-Wert. Bestehende Verfahren können bezüglich der Absenkung der Chemikalienkonzentration durch Chemikalienlieferanten oder durch eigene Fachleute optimiert werden; dies gilt insbesondere für die Chemikalien mit bedeutenden Auswirkungen auf Umwelt oder Gesundheit.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 267

Unterschiedliche Stromausbeuten an den Elektroden

Eine höhere anodische Stromausbeute führt zu einem Anstieg der Metallionenkonzentration. Das lässt sich bei einigen Elektrolyten, wie etwa in Nickel- und Zinklösungen, beobachten.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, mit diesem Problem umzugehen, die einzeln oder in Kombination angewandt werden können:

  • wo es die Chemie des Elektrolyten erlaubt, werden unlösliche Anoden eingesetzt und die Metalle außerhalb des Arbeitsbehälters bei überwachter Lösungsdichte gelöst.

  • Ersetzen der löslichen Anoden durch Membrananoden mit eigenem Stromkreis,

  • Einsetzen spezieller unlösliche Anoden, die es ermöglichen, die Lösungskonzentration im Gleichgewicht zu halten.

  • Behandlung von Werkstücken oder Substraten, die höhere Schichtdicken verlangen.

  • "Ausgalvanisieren" auf Stahlblech.

  • Entfernung von Anoden.


Erreichter Nutzen für die Umwelt

  • Minimierung des Energieverbrauchs und des Abfalls, der durch Austrag von Metallionen aus dem Prozess entsteht.

  • Reduzieren der Metallabscheidung auf das verlangte spezifizierte Maß.

  • Reduzieren der Auswirkungen auf die Umwelt durch Nacharbeit wegen Überbeschichtung.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 269

Videos

Rundgang bei Süss Oberflächentechnik GmbH

Spülen

Projekte

Abwasserarme und abfallarme Lohngalvanik durch Abwasserreycling und Verwertung der Reststoffe

Prozesseigenschaften:
  • durch getaktete Spritzspültechnik und Rückführung konnte die Abwassermenge auf 20-30% gegenüber herkömmlichen Anlagen reduziert werden
  • bei der Entfettung wird zur Einsparung von Reinigungsmitteln eine zusätzliche Vorentfettung ausschließlich mit heißem Wasser durchgeführt
  • Regeneration der Reinigungsbäder per Mikrofiltration und Umkehrosmose
  • Dekapierbäder werden durch Umkehrosmose aufkonzentriert und den Beizbädern zugegeben
  • erschöpfte Beizen werden durch Trennung der enthaltenen Metalle (Eisen und Zink) mit Ionentauscher aufgearbeitet
  • nicht verwertbare Metalle (Eisen, Chrom und Zink der Chromatierbäder) werden durch stufenweise Fällung bei verschiedenen pH-Werten selektiv getrennt und verwertet
  • Abwässer aus der Phosphatierung werden getrennt erfasst und behandelt, Rückstände der Zinkschlammverwertung zugeführt
  • Prozesslösungen aus der Entmetallisierung werden separat elektrolytisch aufgearbeitet
  • die zink- und nickelhaltigen Lösungen der elektrolytischen Metallabscheidung werden in einem weitgehend geschlossenen Kreislauf geführt
  • Aufkonzentration der rückzuführenden Spülwässer wird durch Umkehrosmose und Eindampfung energiesparend durchgeführt
Zur kompletten Projektbeschreibung

Stoffkreislaufschließung bei abtragenden Verfahren in Prozesslösungen: Membran-Anwendungstechnik und Erprobung in einer Feuerverzinkerei

Prozesseigenschaften:
  • Elektrodialyse zur Spülwasser-Aufbereitung
  • Energiebedarf zur Behandlung von 1,4 m³/h beträgt 0,5 kW/h
Zur kompletten Projektbeschreibung

Substitution galvanischer Verfahren mittels sekundärer Plasmastrahlbeschichtung

Prozesseigenschaften:
  • Ionenquelle mit ablenkbarem Strahl zur sekundären Ionenstrahlbeschichtung als Alternative zur Galvanik
Zur kompletten Projektbeschreibung

Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Gestellautomat zur Veredelung von Metalloberflächen

Prozesseigenschaften:
  • erhöhte Rückführgrad und signifikante Verringerung des Verbrauchs an Prozess- und Abwasserbehandlungschemikalien durch Optimierung der Spültechnik in Verbindung mit einer Ionenaustauscherkreislaufanlage
  • geschlossener interner Stoffkreislauf ohne peripheren Konzentrator und Regenerator für  das Teilsystem Chrom

 

Zur kompletten Projektbeschreibung

Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH

Prozesseigenschaften:
  • schrittweiser Umbau der Kernanlage und der peripheren Anlagen auf stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei laufender Produktion
  • optimierte Spültechnik
  • Realisierung von Stoffverlustminimierung, Kostensenkung und Reduzierung des Abwasservolumens
Zur kompletten Projektbeschreibung

Beste verfügbare Technik

Chemisches Spülen

Verfahren / Technologie:Lancy-Verfahren
  • Technik, genannt Lancy-Verfahren, mit der eine wirksame Reinigung der Teile durch chemische Spülung erreicht wird. Hierbei reagiert die ausgetragene Prozesslösung gleichzeitig chemisch mit der Spüllösung

  • Reduziert die erforderliche Kapazität der Abwasseranlage dadurch, dass sie die Stufen für die primäre Abwasserbehandlung überflüssig macht oder verringert

  • die Einbindung chemischer Spülen kann die Anzahl der benötigten Spülstationen mit einem daraus folgenden Anstieg der Verunreinigungen in den Spülen reduzieren

  • die Hauptanwendung des Lancy-Verfahrens, nämlich die Oxidation ausgetragener Zyanide durch Spülen in einer Chlorbleichlaugelösung, ist derzeit wegen der damit verbundenen und gefürchteten AOX-Bildung eingeschränkt

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 242, S. 239

Einfach-Spültechniken

In manchen Fällen ist Einfachspülen notwendig und zwar dort, wo zu intensives Spülen der Oberfläche zu einem Qualitätsverlust führt, z. B. nach Schwarzpassiviern von Zink, Dickfilmpassivieren oder Spülen zwischen Nickel und Glanzchrom.
In anderen Fällen gelingt die Unterbrechung einer chemischen Reaktion auf der Oberfläche nur, wenn eine schnelle Verdünnung in der ersten Spülstation erfolgt, was einen hohen Wasserverbrauch nach sich zieht, wenn die Chemikalienkonzentration in der ersten Spüle niedrig gehalten werden soll. Andere Beispiele für den Einsatz von Einfachspülen sind handbediente und halbautomatische Anlagen mit geringem Durchsatz, oder Entwicklungsarbeiten.

Um die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren, kann

  • das hier benötigte Wasser regeneriert und innerhalb des Prozesses im Kreislauf geführt werden, z. B. durch einen Ioneneaustauscher, oder es kann regeneriertes Wasser aus anderen Quellen benutzt werden,

  • dort, wo es technisch möglich ist, durch die Wahl zueinander passender Chemikalien in aufeinander folgenden Lösungen die Notwendigkeit zum Spülen minimiert werden (z. B. gleiche Säurebasis).

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 244

Mehrfach-Spültechniken

Kaskadenspülsysteme für eine messbare Verringerung der Abwassermenge und Abwasserbehandlung. Mehrfachspülen ist besonders geeignet, eine hohe Verdünnungsrate (bzw. hohes Spülkriterium) mit wenig Wasser zu erreichen. Beim Gegenstrom- (Kaskaden-)spülen fließt das Wasser entgegen der Warentransportrichtung. Es wird ein geringerer Spülwasserbedarf durch die Auswahl des richtigen Spülsystems erreicht. Die größte Wasserersparnis ergibt sich beim Übergang von einstufiger zu zweistufiger Spülung. Die Wassersparwirkung nimmt mit steigender Zahl der Spülstationen ab. Allerdings braucht die Wassermenge nicht kleiner gewählt zu werden, als zum direkten Ausgleich von Wasserverlusten aus den Lösungen, die bei Raumtemperatur betrieben werden, erforderlich ist. Die erzielbare Rückgewinnungsrate ist bei einer vorgegebenen Verdunstungsmenge direkt proportional der Chemikalienkonzentration in der ersten Spülstufe.
Bei der Kreislaufschließung innerhalb eines Prozesses wird Wasser zum Ausgleich von Verdunstungs- und Austragsverlusten aus der ersten Spüle in die Prozesslösung geführt. Prozesslösungen, die bei höheren Temperaturen betrieben werden und nach denen mehrstufig gespült wird, eröffnen diese Möglichkeit. Durch die Einführung von Mehrfach-Spülsystemen, kombiniert mit einem Spülwasserkreislauf-System und anderen Techniken, kann der Abwasseranfall um bis zu 90 % gesenkt werden. Bei einer Bandanlage wird von einer Reduzierung um 30 m3 pro Stunde berichtet.

  • Mehrfach-Gegenstromspülung

  • Mehrfach-Standspülen

  • Zweifach-Standspüle vor einer abschließenden Kreislaufspüle

  • Mehrfach-Kaskadenspülen bei begrenztem Platz in der Behandlungsanlage (Kaskaden außerhalb der Behandlungsanlage aus Platzgründen; dabei befindet sich nur ein Spülbehälter pro Verfahrensschritt in der Behandlungslinie. Jeder Spülbehälter ist mit mehreren externen Behältern verbunden, die nach dem Kaskadenprinzip betrieben werden. Die Werkstücke oder Substrate werden in den Spülbehälter gebracht und nacheinander mit dem Wasser der jeweiligen Spülstufe beaufschlagt und so zunehmend sauberer. Das Spülen kann durch Sprühen erfolgen oder durch Tauchen der Werkstücke oder Substrate, wenn der Behälter mit Wasser gefüllt wird.)

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 245, S. 252, S. 340

Ökospülen oder Vortauchen

Ein Teil des Austrags aus Prozesslösungen, die (aber nicht ausschließlich) bei Raumtemperatur betrieben werden, kann durch Einsatz einer einzigen Spülstation zurückgewonnen werden, in die die Warencharge vor und nach der Behandlung getaucht wird. Die Ökospüle (oder Vortauchspüle) kann von Anfang an mit verdünnter Prozesslösung oder nur mit entsalztem Wasser angesetzt werden. In letzterem Fall wird die Gleichgewichts-Konzentration von 0.5 C0 (50 %) erst nach einiger Zeit erreicht. Die Lösung braucht nur gewechselt zu werden, wenn der Behälter und/oder die Behälterwände gereinigt werden müssen. Während eines normalen Betriebs muss, unter der Annahme, dass der Eintrag dem Austrag mengenmäßig gleich ist, kein Wasser zugeführt werden. Die Austragsrückführrate beträgt (beim Gestell- und Trommelgalvanisieren) etwa 50 %.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 239

Reduzieren des Austrags

Maßnahmen zur Reduktion des Austrags:

  • Verringern des Austrags durch Abtropfen - Spülen: Wenn Gestelle oder Trommeln aus dem Arbeitsbehälter mit beheizter Lösung gehoben werden, ist es gute betriebliche Praxis, sie während des Hubvorgangs mit Spülwasser zu besprühen. Dadurch wird eine Reduzierung der Austragsverluste bei gleichzeitigem Ausgleich der Verdunstungsverluste erreicht. Diese Behandlung kann mit einem Vorspülen kombiniert werden, wodurch mit Wasser verdünnte Prozesslösung aus der ersten Standspüle in die Prozesslösung zurückgeführt wird. Kombinierte Wasser-Luft-Düsen können eingesetzt werden, um anhaftende oder in Spalten eingeschlossene Lösung über dem Arbeitsbehälter, oder besser noch, in einem leeren Behälter zu entfernen.
  • Der Einsatz von zueinander passenden Chemikalien (z. B. die Verwendung der gleichen Säure zum Beizen oder Dekapieren der Oberfläche vor der Behandlung in einem sauren Elektrolyten) reduziert die Folgen des Chemikalienaustrags in den Folgeprozess.
  • optimierte Gestellbehandlung damit ausgetragene Lösung leicht in den Prozessbehälter zurücklaufen kann
  • optimierte Trommelbehandlung  damit ausgetragene Lösung leicht in den Prozessbehälter zurücklaufen kannen Lösungen können die Trommeln zusätzlich mit Wasser gespült oder besprüht werden. Eine Innenspülung der Trommel ist noch effizienter: Die
  • Eigenschaften der Prozesslösungen (z.B. erhöhte Temperatur der Prozesslösung)


Die Reduzierung des Austrags ist eine Primärmaßnahme für die

  • Minimierung der Chemikalienverluste

  • Reduzierung des Spülbedarfs

  • Reduzierung der Kosten für Rohstoffe

  • Reduzierung von Qualitäts- und Wartungsproblemen in nachfolgenden Prozessen

  • Reduzierung von Umweltproblemen im Zusammenhang mit Spülwässern

Der Austrag hängt von vielen Parametern ab und kann nur durch Zusammenarbeit aller Beteiligten erreicht werden. Deshalb ist auch ein gründliches Verständnis der komplexen Zusammenhänge durch das Betriebspersonal erforderlich, um diese Sachlage erfolgreich verbessern zu können.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Reduzieren des Eintrags

Eintrag kann eine Prozesslösung verunreinigen, wenn nach der vorhergehenden Prozessstufe ungenügend gespült wurde. Der Eintrag von sauberem Spülwasser kann eine Prozesslösung beträchtlich verdünnen. Eintrag von Spülwasser kann durch (das Vortauchen in) eine Öko-Spüle minimiert werden oder dadurch, dass so viel Spülwasser wie möglich durch z. B. Luftmesser oder mit Abquetschrollen von Blechen oder Bandmaterial entfernt wird. Auch chemische Systeme (Lancy) können den Wassereintrag verringern.

Reduzieren des Eintrags führt zu einer Verlängerung der Standzeit der Prozesslösungen, Verbesserung der Prozessqualität und Reduzierung der Materialkosten für Ansatzchemikalien.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Regenieren und Wiederverwenden von Spülwasser (Kreislaufführung)

Gebrauchtes Spülwasser kann regeneriert werden und somit zu Einsparungen im Wasserverbrauch führen und die Menge des zu behandelnden Wassers verringern. Gleichzeitig reduzieren sich die Kosten für die Abwasserbehandlung, für das eingesetzte Kapital, und für den Energie- und Chemikalienverbrauch.

  • Regeneration durch Ionenaustausch: Wird das Spülwasser über Kationen- und/oder Anionenaustauscherharze geleitet, werden die Kationen gegen H+-, und die Anionen gegen OH--Ionen ausgetauscht und man erhält annähernd ein Wasser von der Qualität entsalzten Wassers. Dieses wird den Spülbehältern wieder zugeführt.
  • Regeneration durch Umkehrosmose: Die Umkehrosmose wird benutzt, um Spülwässer aufzukonzentrieren und Stoffe zurückzugewinnen und Abwasser sowie Rohwasser oder im Kreislauf geführtes Wasser zu behandeln.. Die Umkehrosmose nutzt ein hydrostatisches Druckgefälle an einer semipermeablen Membran, um Wasser aus einer Salzlösung abzutrennen. Der aufgewandte Druck übersteigt den osmotischen Druck der zugeführten Lösung und zwingt das Wasser, aus der konzentrierten in die verdünntere Lösung zu fließen; das ist die Umkehr der natürlichen osmotischen Diffusion. Gelöste Stoffe werden an der Membran zurückgehalten. Viele mehrwertige Ionen können zu über 99% zurückgehalten werden. Einwertige Ionen haben charakteristische Rückhalteraten in der Größenordnung von 90 - 96%.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 243, S. 261

Sprühspülen

Sprühspülen über der Behandlungslösung vor Tauchspülen ist eine wirksame Spülmethode, die über der Behandlungslösung oder in einem separaten Behälter erfolgt. Das Spülwasser wird auf die Teile gesprüht während sie sich noch über der Behandlungslösung befinden. Die für das Sprühspülen verwendete Wassermenge darf nicht größer sein, als die aus der Behandlungslösung verdunstende Wassermenge, um den Wasserhaushalt im Gleichgewicht zu halten. Das Vorspülen bewirkt eine direkte Rückführung von Prozesslösung in den Arbeitsbehälter. Sprühspülen in einem separaten Behälter ist die erste Spülstufe, aus der das Spülwasser der Prozesslösung zugeführt werden kann, um die Verdunstungs- und Austragsverluste auszugleichen.
Dies ist ein wesentlicher Behandlungsschritt, durch den der Verlust von Chemikalien aus Prozessbehältern verringert werden kann.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 239

Spülen von Gestellen oder Trommeln reduziert Austrag

Wenn Gestelle oder Trommeln aus dem Arbeitsbehälter mit beheizter Lösung gehoben werden, ist es gute betriebliche Praxis, sie während des Hubvorgangs mit Spülwasser zu besprühen. Dadurch wird eine Reduzierung der Austragsverluste bei gleichzeitigem Ausgleich der Verdunstungsverluste erreicht. Diese Behandlung kann mit einem Vorspülen kombiniert werden, wodurch mit Wasser verdünnte Prozesslösung aus der ersten Standspüle in die Prozesslösung zurückgeführt wird. Kombinierte Wasser-Luft-Düsen können eingesetzt werden, um anhaftende oder in Spalten eingeschlossene Lösung über dem Arbeitsbehälter, oder besser noch, in einem leeren Behälter zu entfernen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 229

Spülstufen, die mit aufbereitetem Wasser arbeiten

Diese Technik kann als Erweiterung eines integrierten Behandlungssystems (bekannt als Lancy-System) angesehen werden. Dabei wird Wasser aus einer Spülstufe in einer anderen wiederverwendet, in der die physikalischen oder chemischen Eigenschaften der ersten Spülstufe in der zweiten Stufe ohne zusätzliche Behandlung genutzt werden können.

  • Reduzierung des Wasserverbrauchs um bis zu 40 %
  • Reduzierung des Chemikalienbedarfs zur Änderung des pH-Werts nach den Spülstufen
  • Reduzierung des Chemikalienbedarfs für die Neutralisation des Wassers vor der Einleitung in die Behandlungsanlage


Diese Technik kann nur bei zyanidfreien Prozessen angewendet werden.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 228

Spültechniken für handbediente oder halbautomatisierte Anlagen

Spültechniken für handbediente oder halbautomatisierte Anlagen werden bei kleinem Durchsatz oder für Entwicklungsarbeiten eingesetzt. Die Steuerung des Wasserverbrauchs sowie des Ein- und Austrags können sich als schwieriger erweisenen. Um in einer handbedienten Anlage eine angemessene Abtropfzeit einhalten zu können, sollten Gestelle oder Trommeln auf ein stationäres Stützgestell über dem Arbeitsbehälter gehängt werden. Dies ermöglicht das Sprühspülen zur Rückführung des Austrags direkt über dem Behandlungsbehälter und sorgt für genügend langes Abtropfen vor dem folgenden Tauchspülen. In halbautomatischen Anlagen kann das Sprühspülen auch von Hand durchgeführt werden.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 239

Nachbehandlung / Nacharbeit

Beste verfügbare Technik

Qualitätsmanagement-Systeme (QMS)

  • Verringerung von Nacharbeit und Abfall kann durch formale Qualitätsmanagement-Systeme (QMS) erreicht werden
  • Die Vermeidung von Nacharbeit verringert Materialverluste, Energie- und Wassereinsatz, reduziert den Aufwand bei der Abwasserbehandlung und den Anfall von Schlamm und Säureabfällen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf Kap. 4.1.1 & S. 200

Reduzieren der Strippenarbeit

Verfahren / Technologie:Trommel-, Gestell-, Band-, Spulen- o. Rollenbehandlung

Durch sachgemäße Behandlung der Öberflächen von Werkstücken oder Substraten wird vermieden, dass beträchtliche Mengen an Metall wieder abgetragen (gestrippt) werden müssen. Eine Reduzierung der Strippenarbeit kann folgende Schäden vermindern:

  • Überschreiten der Kapazität der Abwasserbehandlung, die zur Überschreitung von genehmigten Abwassergrenzwerten führt,
  • Säurenebel und –dämpfe, die zu Problemen mit der örtlichen Luftqualität, mit Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter sowie Zerstörung der Anlagen und Einrichtungen führen.
  • Verschütten von Lösungen, die den Betonboden angreifen und das Oberflächen- und Grundwasser verunreinigen können.

Eine Reduktion von oberflächenbehandeltem Abfall kann die Emissionen in die Luft aus anderen Einrichtungen, wie Schmelzöfen und Gießereien mindern. In diesen können Nichteisenmetalle verdampfen und organische Beschichtungen mit unbekannten Abbauprodukten abgebrannt werden.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 199, S. 200

Spezifizierung des Verfahrens

  • Anwendung der richtigen Spezifikation, um Nacharbeit zu vermeiden
  • Kosteneinsparungen bei den Rohstoffen, bei der Ablagerung gefährlichen Abfalls, Energie, Wasser und beim Personal
  • Das Vermeiden von Nacharbeit ist ein positiver Beitrag zu umweltgerechter Fertigung und erhöht den Durchsatz der Anlage.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 212

Kreislaufführung der Produktionshilfsstoffe

Projekte

Bau, Erprobung und Optimierung einer abfallarmen und abwasserfreien Galvanik

Prozesseigenschaften:
  • abwasserfreier Betrieb der Anlage durch Rückführung der Produktionschemikalien und Kreislaufführung der Produktionshilfsstoffe
  • die geringe Restmenge an Produktionsabwasser wird in einer energetisch optimierten Eindampfanlage verdampft, dabei wird destilliertes Wasser gewonnen, das als Spülwasser in den Prozess zurückgeht.
  • Verringerung der Reststoffe: Galvanikschlamm um 75%, Phosphatierschlamm um ca. 40 % ; Säuren, Laugen, Chromatierlösungen und cyanidische Lösungen entfielen vollständig in der Reststoffbilanz
  • die im Vergleich zu einer konventionellen Anlage leicht erhöhten Betriebskosten stehen erhebliche Einsparungen an Entsorgungskosten, Rohstoffbeschaffungskosten (Metall- und Chemikalieneinsatz) sowie an Energiekosten gegenüber
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Beizen und Brennen von Halbzeugen aus Kupfer- und Kupfer-Nickel-Werkstoffen ohne Salpetersäure und Chromsäure

Prozesseigenschaften:
  • Ersatz der Beizmittel Chrom- und Salpetersäure
  • fortlaufende Regeneration der Beizlösung
  • Kupferrückgewinnung mittels Elektrolyse bzw. Membranelektrolyse
  • abwasserfreies Verfahren
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Entwicklung einer umweltverträglichen Technologie für die Metallchemie und Galvanotechnik

Prozesseigenschaften:
  • Minimierung der Verschleppung von Prozesslösungen bei Spülprozessen durch neue Geometrien und Oberflächen von Transportkörben
  • Modifizierung der bestehenden Anlage ist nicht erforderlich
  • Regenerationsverfahren für einen speziellen Zinn-Nickel-Elektrolyten, das eine praktisch vollständige Stoffkreislaufschließung in diesem Teilprozess ermöglicht
  • vollständige Trennung der Wertstoffe und der Abbauprodukte (Störstoffe) durch Eindampfen
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Entwicklung und Erprobung einer Prozesstechnik zur Regenerierung galvanischer Elektrolyte - Industrierahmen

Prozesseigenschaften:
  • praktisch unbegrenzte Nutzungsdauer der Elektrolyte durch abproduktarme, abwasserfreie Prozessführung
  • regenerierbare Adsorberpolymere entfernen organische Störstoffe ohne wesentliche Verluste aus dem Galvanisierelektrolyten
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Entwicklung, Erprobung und Optimierung einer stoffverlustminimierten Prozesstechnik zum Beizen/Ätzen kombinierter Metalle

Prozesseigenschaften:
  • Regenerierung der Salzsäure beim Ätzen von Verbundmetallen
  • Kosteneinsparungen von etwa 25.000 €/a, da der Verbrauch von Prozess- und Neutralisationschemikalien sowie die Menge des anfallenden Schlamms um 90% reduziert wird
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Neuartige Aufbereitungsverfahren zur Standzeitverlängerung von sauren Zink-Bädern und Salzsäurebeizen sowie zur Prozesswasserkreislaufführung in der Galvanik

Prozesseigenschaften:
  • Einsparungen an Salzsäure und Natronlauge durch spezielle Ionentauscher
  • sämtliche Spülwässer werden in einer Umkehrosmoseanlage behandelt und in den Kreislauf zurückgeführt
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Planung, Bau und Erprobung einer Demonstrationsanlage zum galvanischen Vernickeln und Verchromen mit vollständigem Nickel- und Chromrecycling

Prozesseigenschaften:
  • vollständige Rückgewinnung  problematischer Schwermetalle beim galvanischen Vernickeln und Verchromen
  • Verlängerung der Standzeit der Elektrolyte durch Entfernung störender Abbauprodukte und Rückführung der gereinigten Elektrolyte
  • Minimierung des Einsatz an Spülwasser in allen Prozessstufen durch Tauchspülkaskaden mit getakteter Spritzspülung sowie durch eine Mehrfachnutzung des Spülwassers bei einer dreistufigen Vorbehandlung
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Ressourceneffiziente Rückgewinnung von Zink aus Zinkaschen

Prozesseigenschaften:
  • durch eine intelligente Ofentechnolgie kann das Recyclingmetall ohne Qualitätsverluste in den Materialkreislauf zurückführt werden
  • bei genau definierten Temperaturen werden große Mengen der Zinkaschen in den Spezial-Öfen wieder in qualitativ hochwertiges Zink umgeschmolzen
  • so werden jährlich mehrere hundert Tonnen Umschmelzzink aus recyceltem Material zurückgewonnen; hierdurch werden etwa 90 Prozent CO2 gegenüber dem Einsatz von Primärzink eingespart
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Stoffkreislaufschließung bei abtragenden Verfahren in Prozesslösungen: Membran-Anwendungstechnik und Erprobung in einer Feuerverzinkerei

Prozesseigenschaften:
  • Elektrodialyse zur Spülwasser-Aufbereitung
  • Energiebedarf zur Behandlung von 1,4 m³/h beträgt 0,5 kW/h
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung

Prozesseigenschaften:
  • Vermeiden von Stoffverlusten durch die Schließung interner Stoffkreisläufe
  • Reduktion der Menge an Galvanikschlamm und Abwasservolumen und somit der Kosten
  • geringerer Silberverlust durch konsequente Rückgewinnung aus allen Prozesslösungen und Spülen
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Galvanotechnik Breitungen

Prozesseigenschaften:
  • Verminderung von Stoffverlusten bei der Metallisierung von Kunststoffen (Schichtfolge Kupfer/Nickel/Chrom) durch Veränderung der Prozess- und Anlagentechnik,  Optimierung von Volumenströmen und Stoffstromlenkungsmaßnahmen
  • Kostensenkung durch die Einrichtung von internen Stoff- und Wasserkreisläufen
  • Stoffkreisläufe mit Rückführgraden von ca. 90% durch den Einsatz von Verdampfern und Regeneratoren
  • Minderung von Materialbedarf (Chemikalien, Wasser) und Abwasser- und Abfallaufkommen
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Gestellautomat zur Veredelung von Metalloberflächen

Prozesseigenschaften:
  • erhöhte Rückführgrad und signifikante Verringerung des Verbrauchs an Prozess- und Abwasserbehandlungschemikalien durch Optimierung der Spültechnik in Verbindung mit einer Ionenaustauscherkreislaufanlage
  • geschlossener interner Stoffkreislauf ohne peripheren Konzentrator und Regenerator für  das Teilsystem Chrom

 

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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Reparaturgalvanik

Prozesseigenschaften:
  • Kosteneinsparungen von 80% durch produktionsintegrierten Optimierungsmaßnahmen (gelten insbesondere für Galvanikwerkstätten, die sich auf Flugzeugreparaturen spezialisiert haben)
  • erheblicher Anteil der Einsparungen wird durch die Rückgewinnung von Kaliumsilbercyanid mittels Vakuumverdampfung realisiert
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Technologisch-wissenschaftlich orientierter Betrieb

Prozesseigenschaften:
  • Einführung einer stoffverlustminimierten Prozesstechnik in einem Betrieb, der vorwiegend auf hochwertige Beschichtungen spezialisiert ist
  • durch das Schließen interner Stoffkreisläufe konnten der Wasserverbrauch und der Abwasseranfall stark reduziert werden
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Umstellung galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Umstellung einer Feuerverzinkerei (TV 16)

Prozesseigenschaften:
  • Optimierung des Entfetters  und Entwicklung eines Regenerator zur Öl-/Fettausschleusung aus der Entfetterlösung für unbegrenzte Badstandzeit: Kostenreduzierung ca. 6.000 EUR/a
  • Einbau einer Kreuz-/Gegenstrom-Wärmerückgewinnungsanlage und weitere Energieeinsparungsmaßnahmen: Energieeinsparung ca. 150-170 KWh (= 30-35 %)
  • Maßnahmen zur Stoffeinsparung durch „Teilautomatisierung Verzinkungskessel“, „Einsatz neuer Zinklegierungen“, „Installation einer Zinkascheaufbereitungsanlage“, „Einsatz eines Vibrations-Hartzinkgreifers“, und weitere periphere Einzelmaßnahmen: Zink-Einsparung gegenüber Ausgangssituation ca. 17 %, sowie zusätzlich ca. 12.000 €/a aufgrund sonstiger Effekte
  • durch den Einsatz des Ionenaustauscherverfahrens ist eine Zink-Eliminierung aus Mischbeizen möglich; dabei werden zugleich Logistikvorteile (höhere Anlagenproduktivität) ausgenutzt und interne Kreisläufe geschlossen: Einsparpotential von ca. 50.000 EUR/a
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Umweltfreundliches Verfahren zum Beschichten von Stahloberflächen I. Ersatz von Cadmium durch Zink/Eisen, II. Recycling von elektroytange-reicherten Spülwässern

Prozesseigenschaften:
  • durch eine in den Spülkreislauf integrierte dreistufige Umkehrosmoseanlage mit einem Rückhaltevermögen von über 99 % wird das elektrolytangereicherte Spülwasser vom Elektrolyt getrennt und in die Elektrolytbäder zurückgeführt
  • Cadmium wurde durch den Einsatz der Werkstoffkombination Zink/Eisen substituiert
  • die Zink-/Eisenbeschichtung und die saure Verzinkung werden in geschlossenen Stoffkreisläufen durchgeführt.
  • Rückstände vermieden oder nicht vermeidbare Rückstände fallen in verwertbarer Form an
  • ABER: deutliche Verschlechterungen der Produktqualität --> gewählte Verfahrensart somit nicht praktisch umsetzbar!
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Beste verfügbare Technik

Behandeln mit Aktivkohle

  • Aktivkohlefiltration ist eine Sorptionstechnik die zusammen mit einer Filtration angewandt wird. In Elektrolyten stören organische Zersetzungsprodukte tendenziell die Metallabscheidung oder die Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten selbst. Der überwiegende Teil dieser Produkte lässt sich dem Elektrolyten durch eine Aktivkohlebehandlung wieder entziehen. Die dafür notwendige Aktivkohlemenge hängt von der Menge der zu entfernenden Produkte ab; bis zu 10 g/l können erforderlich sein.

  • Aktivkohle wird in den Elektrolyten eingerührt und nach einer angemessenen Reaktionszeit aus diesem durch Filtration wieder entfernt. Eine Kombination aus normaler Filtration und einer im Bypass durchgeführten Filtration über Aktivkohlekerzen wird eingesetzt, um sowohl feste als auch lösliche organische Verunreinigungen aus dem Elektrolyten zu entfernen. 

  • Das Verfahren verlängert die Standzeit von Prozesslösungen. Theoretisch kann beladene Aktivkohle regeneriert werden, aber das ist normalerweise unwirtschaftlich und hat einschränkende medienübergreifende Aspekte.

  • Das Verfahren findet breite Anwendung, besonders häufig bei Glanznickelelektrolyten.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 314

Elektrodialyse

  • wird sowohl für die Aufkonzentrierung verdünnter Lösungen als auch für die Wasserentsalzung eingesetzt

  • die Elektrodialyse ist ein Membranverfahren, bei dem ein elektrisches Feld einen Stofftransport erzwingt: Anionen und Kationen werden durch ein angelegtes elektrisches Feld in Zellen, die abwechselnd mit anionen- und kationenpermeablen Membranen bestückt sind, aus Lösungen entfernt

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 259, S. 309

Elektrolyse - Aufoxidieren von Abbauprodukten

Beim Beizen von ABS-Kunststoffteilen in Chrom-Schwefelsäure wird die Butadienkomponente oxidiert und herausgelöst bei gleichzeitiger Bildung von dreiwertigem Chrom. Das organische Zersetzungsprodukt und das dreiwertige Chrom stören den Prozess, wenn ihr Gehalt eine zulässige Grenze überschreitet.
Dreiwertiges Chrom lässt sich ohne Membran bei entsprechenden anodischen und kathodischen Stromdichten aufoxidieren.
Zum kontinuierlichen Regenerieren der Prozesslösung ist die Elektrolyse mit einer keramischen Membran die zuverlässigere Methode.

Erreichter Nutzen: Verlängerung der Standzeit von Prozesslösungen

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 317

Elektrolyse - Reinigungsverfahren für Prozesslösungen

Einige metallische Verunreinigungen lassen sich aus Elektrolyten bei niederen Stromdichten von 0,05 bis 0,3 A/dm² selektiv entfernen. Der Wirkungsgrad der Selektivreinigung lässt sich durch höheren Elektrolytdurchsatz steigern.
Verlängert die Standzeit der Prozesslösung, jedoch können neben unerwünschten Metallen auch unverbrauchte organische Zusätze entfernt werden. Deshalb sollte die elektrolytische Reinigung auf wenige Anwendungsfälle beschränkt bleiben, weil sonst der Verbrauch organischer Zusätze durch zusätzliche Zugaben kompensiert werden muss.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 316

Elektrolytische Verchromung – Galvanisieren bei geschlossenem Kreislauf

Galvanisieren mit Cr(VI) kann bei geschlossenem Chromsäurekreislauf durchgeführt werden. Dies wird durch eine Kombination von Kaskadenspülen und einem Verdunster erreicht, der ein Gleichgewicht zwischen Spülwassereinsatz und Wasserverdunstung herstellt. Kationen, die sich im Elektrolyten anreichern werden durch Ionenaustausch entfernt. Cr(VI) oder andere Stoffe gelangen nicht ins Abwasser. Das minimiert die Kapitalkosten sowie den Chemikalien- und Energieverbrauch bei der Behandlung. Chromsäure und andere Komponenten (wie Entschäumungsmittel, z. B. PFOS) werden in den Prozess zurückgeführt.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 264

Filtrieren von Prozesslösungen

Suspendierte Partikel können sich in Elektrolyten negativ auf die Qualität der abgeschiedenen Schicht auswirken (insbesondere dann, wenn die Partikel in die Schicht eingebaut werden). Die Filtration von Prozesslösungen dient dazu, diese Partikel (z. B. Späne oder Schmutz), die durch die Werkstücke/Substrate in die Lösung eingetragen worden sind sowie Anodenschlamm, Staub aus der Luft oder die im Prozesses entstandenen unlöslichen Verbindungen (meist Metallhydrolysate) zu entfernen und Standzeiten von Prozesslösungen zu verlängern. Um eine kontinuierliche Entfernung der Feststoffe sicherzustellen wird der Filterkreislauf im Bypass zum Behandlungsbehälter betrieben.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 308

Kristallisieren von Karbonaten und Metallsulfaten

Technik, mit der störende Salze selektiv aus einer Prozesslösung abgetrennt werden können und somit die Standzeit der Prozesslösung verlängert. Diese Salze bilden sich durch Auflösen von Metallen oder Metalloxiden (in Beizen) oder durch unerwünschte Reaktionen (Oxidation von Zyanid zu Karbonat). Beim Abkühlen einer Lösung auf < 5 °C verringert sich die Löslichkeit der meisten Salze. Beim Abkühlen einer Lösung kristallisieren nur bestimmte Salze aus dem vorliegenden Salzgemisch aus, während das restliche Salz in Lösung bleibt. Einfacher geht es, wenn die Prozesslösung in einen Behälter umgefüllt und im Winter während einer Betriebsunterbrechung auf natürliche Weise abgekühlt wird. Dann können im Arbeitsbehälter auch noch andere Wartungsarbeiten durchgeführt werden, wie etwa das Überprüfen, ob die Auskleidung noch unversehrt ist oder die Entfernung von zerbrochenen Gestellen und herabgefallenen Teilen.
In Deutschland ist diese Technik in etwa 10 % aller Anlagen installiert.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 311

Maßnahmen zum Verringern des Beizmittelverbrauchs

Ein dreistufiges kaskadenartiges Salzsäurebeizsystem, das von 0,5 l/min Beize durchflossen wird, ist eingesetzt, um die Anlauffarbe von gehärteten Werkstücken vor der Metallbeschichtung zu entfernen. Es gleicht im Prinzip einer Dreifach-Gegenstromspüle, nur dass statt Wasser 32 %ige Salzsäure eingespeist wird.
Verlängert die chemische Standzeit des Verfahrens. Ein dreistufiges Kaskadensystem hat den Verbrauch an 32 %iger Salzsäure um 50 % von 2 auf 1 t/Tag gesenkt.
Kontinuierlich in geringer Menge abfließende Salzsäure lässt sich in einer herkömmlichen Abwasseranlage einfacher behandeln, was die Probleme, die durch chargenweise Zufuhr von Säure entstehen, beseitigt.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 329

Mehrfach-Spültechniken

Kaskadenspülsysteme für eine messbare Verringerung der Abwassermenge und Abwasserbehandlung. Mehrfachspülen ist besonders geeignet, eine hohe Verdünnungsrate (bzw. hohes Spülkriterium) mit wenig Wasser zu erreichen. Beim Gegenstrom- (Kaskaden-)spülen fließt das Wasser entgegen der Warentransportrichtung. Es wird ein geringerer Spülwasserbedarf durch die Auswahl des richtigen Spülsystems erreicht. Die größte Wasserersparnis ergibt sich beim Übergang von einstufiger zu zweistufiger Spülung. Die Wassersparwirkung nimmt mit steigender Zahl der Spülstationen ab. Allerdings braucht die Wassermenge nicht kleiner gewählt zu werden, als zum direkten Ausgleich von Wasserverlusten aus den Lösungen, die bei Raumtemperatur betrieben werden, erforderlich ist. Die erzielbare Rückgewinnungsrate ist bei einer vorgegebenen Verdunstungsmenge direkt proportional der Chemikalienkonzentration in der ersten Spülstufe.
Bei der Kreislaufschließung innerhalb eines Prozesses wird Wasser zum Ausgleich von Verdunstungs- und Austragsverlusten aus der ersten Spüle in die Prozesslösung geführt. Prozesslösungen, die bei höheren Temperaturen betrieben werden und nach denen mehrstufig gespült wird, eröffnen diese Möglichkeit. Durch die Einführung von Mehrfach-Spülsystemen, kombiniert mit einem Spülwasserkreislauf-System und anderen Techniken, kann der Abwasseranfall um bis zu 90 % gesenkt werden. Bei einer Bandanlage wird von einer Reduzierung um 30 m3 pro Stunde berichtet.

  • Mehrfach-Gegenstromspülung

  • Mehrfach-Standspülen

  • Zweifach-Standspüle vor einer abschließenden Kreislaufspüle

  • Mehrfach-Kaskadenspülen bei begrenztem Platz in der Behandlungsanlage (Kaskaden außerhalb der Behandlungsanlage aus Platzgründen; dabei befindet sich nur ein Spülbehälter pro Verfahrensschritt in der Behandlungslinie. Jeder Spülbehälter ist mit mehreren externen Behältern verbunden, die nach dem Kaskadenprinzip betrieben werden. Die Werkstücke oder Substrate werden in den Spülbehälter gebracht und nacheinander mit dem Wasser der jeweiligen Spülstufe beaufschlagt und so zunehmend sauberer. Das Spülen kann durch Sprühen erfolgen oder durch Tauchen der Werkstücke oder Substrate, wenn der Behälter mit Wasser gefüllt wird.)

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 245, S. 252, S. 340

Membranelektrolyse zum Warten von Chromsäurelösungen

Bei der Membranelektrolyse werden eine oder mehrere ionenselektive Membranen in einer Elektrolysezelle eingesetzt, um Elektrolyte zu trennen. Die Membranen sind ionenpermeabel und selektiv.
Mit einer Membranelektrolyse lassen sich Prozesslösungen nach zwei Hauptverfahren regenerieren:

  • Selektiver Ionentransport aus der Prozesslösung durch eine Membran in den Elektrolyten und

  • Regenerieren der Hauptbestandteile der Prozesslösung im Oxidationszustand oder in ionischer Form durch elektrochemische Reaktionen an einer Elektrode.

Mit einer Wirbelbettelektrolysezelle in Verbindung mit semipermeablen Membranen lässt sich die Standzeit einer sechswertigen Chromlösung um das 3- bis 4-fache verlängern.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 318

Regenieren und Wiederverwenden von Spülwasser (Kreislaufführung)

Gebrauchtes Spülwasser kann regeneriert werden und somit zu Einsparungen im Wasserverbrauch führen und die Menge des zu behandelnden Wassers verringern. Gleichzeitig reduzieren sich die Kosten für die Abwasserbehandlung, für das eingesetzte Kapital, und für den Energie- und Chemikalienverbrauch.

  • Regeneration durch Ionenaustausch: Wird das Spülwasser über Kationen- und/oder Anionenaustauscherharze geleitet, werden die Kationen gegen H+-, und die Anionen gegen OH--Ionen ausgetauscht und man erhält annähernd ein Wasser von der Qualität entsalzten Wassers. Dieses wird den Spülbehältern wieder zugeführt.
  • Regeneration durch Umkehrosmose: Die Umkehrosmose wird benutzt, um Spülwässer aufzukonzentrieren und Stoffe zurückzugewinnen und Abwasser sowie Rohwasser oder im Kreislauf geführtes Wasser zu behandeln.. Die Umkehrosmose nutzt ein hydrostatisches Druckgefälle an einer semipermeablen Membran, um Wasser aus einer Salzlösung abzutrennen. Der aufgewandte Druck übersteigt den osmotischen Druck der zugeführten Lösung und zwingt das Wasser, aus der konzentrierten in die verdünntere Lösung zu fließen; das ist die Umkehr der natürlichen osmotischen Diffusion. Gelöste Stoffe werden an der Membran zurückgehalten. Viele mehrwertige Ionen können zu über 99% zurückgehalten werden. Einwertige Ionen haben charakteristische Rückhalteraten in der Größenordnung von 90 - 96%.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 243, S. 261

Reinigen und Regenerieren von Phosphatierungslösungen

Die verbrauchte Prozesslösung wird gefiltert, die Metallionenkonzentration und der pH-Wert werden angepasst. Die regenerierte Prozesslösung wird wieder verwendet. Das Verfahren reduziert den Chemikalienverbrauch und die Abwasser- und die Schlammmenge.
Anwendung insb. bei Bandgalvanisieranlagen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 319

Retardation (Adsorption von Säuren durch Harze)

Retardation ist eine Trenntechnik zur Rückgewinnung von verbrauchten Säuren, die auf Ionenaustausch beruht. Das Retardationsverfahren wird in erster Linie zur Regeneration von verbrauchten Beizen und zur Konstanthaltung des Aluminiumgehalts beim Anodisieren eingesetzt. In der ersten Stufe wird eine hochkonzentrierte metallhaltige (oder eine saure Salze enthaltende) Lösung im Aufstrom durch ein Ionenaustauscherharzbett gepumpt, wo der größte Teil der Säure vom Ionenaustauscherharz adsorbiert wird, während die Metallkationen elektrostatisch abgestoßen werden und vorbei strömen. In einer zweiten Stufe wird Wasser im Abstrom durch das Harzbett gepumpt, das die freigesetzte Säure aufnimmt. Die zurückgewonnene Säure kann wieder verwendet werden. Abhängig von der Art der Säure und des Metalls lässt sich eine Abreicherungsrate von 40 - 60% erzielen.
Das Retardationsverfahren kann eingesetzt werden für:

  • Schwefelsaure Elektrolyte zum Anodisieren von Aluminium

  • Schwefel- oder Salpetersäurebeizen, Ätzlösungen oder Glanzbeizen für Kupfer und Messing

  • Salpeter-/Flusssäurebeizen für die Edelstahlbehandlung

  • Phosphor- und/oder Schwefelsäurebeizen für Edelstahl oder das Elektropolieren von Aluminium

  • Säuren, die bei der Regeneration von Kationenaustauschern anfallen

  • Schwefel- oder Salzsäurebeizen für blanken oder feuerverzinkten Stahl

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 309

Rückgewinnen der Natronlaugebeize beim Anodisieren

Verfahren / Technologie:Ätzen

Heiße Natronlaugelösung erzeugt durch Auflösen einer dünnen Aluminiumschicht eine dekorative matte Oberfläche. Dieser Ätzvorgang wird durch eine Reaktion zwischen Aluminium und Natronlauge ausgelöst, bei dem Natriumaluminat und Wasserstoffgas entstehen. Dieser Ätzprozess ist für 80 - 90% des Aluminiums im Abfall verantwortlich. Chemische Stabilisatoren (Komplexbildner) verhindern, dass Aluminium im Ätzbehälter ausfällt. Die Ätzlösung wird mit Wasser von den Teilen abgespült. Mit dem Spülwasser gelangen gelöstes Aluminium und Natronlauge in die Abwasserbehandlungsanlage.
Falls keine Stabilisatoren zugegeben werden, steigt der Gehalt an Natriumaluminat so an, dass es hydrolysiert und Aluminium-3-hydrat entsteht und Natronlauge freigesetzt wird. Diese Reaktion wird zur Aluminiumerzeugung genutzt. Falls sie nicht sorgfältig überwacht wird, lagert sich Aluminiumhydroxid als steinharte Schicht im Ätzbehälter ab. In einem Regeneriersystem wird die Ätzlösung kontinuierlich zwischen dem Ätzbehälter und einem eigenen Kristallisationsbehälter im Kreislauf geführt, wo sie mit Aluminiumkristallen angereichert wird. So ist es möglich, die Ätzlösung zu regenerieren, ohne dass sich Ablagerungen aufbauen.
Die hydrierten Aluminiumkristalle, die sich im Kristallisationsbehälter gebildet haben, setzen sich in einem separaten Absetzabteil ab. Die regenerierte Ätzlösung, mit verringertem Aluminiumgehalt und angereichert mit freier Natronlauge, wird direkt aus dem oberen Bereich des Kristallisators in den Ätzbehälter zurückgeführt. Die Aluminiumkristalle werden in regelmäßigen Abständen vom Boden des Behälters abgezogen und in einem Unterdruckfilter entwässert.

Die Regeneration kann den in einer Anlage anfallenden Abfall um über 80 % und die Kosten für Natronlauge (und die Neutralisation) um über 70% reduzieren. Die gewonnen Aluminiumkristalle können in einer Vielzahl von Aluminiumersatzstoffen eingesetzt werden.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 313

Rückgewinnen von Metallen aus dem Prozess

Elektrolytische Rückgewinnung

  • Rückgewinnen von Metallen zur Wiederverwendung;  Reduzieren des Metallgehalts im Austrag und damit verbundenem Gehalt im Abwasser;  bei der elektrolytischen Metallabscheidung aus zyanidischen Lösungen findet parallel dazu eine anodisch-oxidative Zerstörung des Zyanids statt.


Rückgewinnen von Edelmetallen aus Spülwässern durch Ionenaustausch

  • Aus hoch konzentrierten Lösungen werden Edelmetalle elektrolytisch zurückgewonnen, während verdünnten Lösungen mit einem Metallgehalt von manchmal weniger als einigen mg/l das Metall durch Adsorption auf Ionenaustauscherharzen entzogen wird. Im Ionenaustauscherharz wird das Metall nur aufkonzentriert, während die Rückgewinnung entweder durch Verbrennen des Harzes oder gelöst, aber höher konzentriert, im Eluat erfolgt. Die Rückgewinnung durch Verbrennen erfolgt in sauerstoffreicher Atmosphäre bei 500–600°C; die Metalle finden sich in der Asche wieder. Die Rückgewinnungsrate beträgt etwa 95%.


Chromatieren

  • Das sechswertige Chrom ist in Chromatierlösungen nach einer gewissen Zeit erschöpft. In den Lösungen reichern sich Zink und andere Metalle an. Sie verlieren am Ende ihre Wirksamkeit, müssen abgelassen und neu angesetzt werden. In der Regel ist nur das Regenerieren von relativ konzentrierten und teuren Lösungen, wie silberhaltigen Schwarzchromatierungen, wirtschaftlich um die Standzeit zu verkängern.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 336

Steigern der Austragsrückgewinnungsrate und Schließen des Stoffkreislaufs

Wo die für eine angemessene Spülung erforderliche Wassermenge (zur Erreichung der Prozessstabilität und der Produktqualität) die Verdunstungsverluste übersteigt und Rückgewinnungsraten von > 90 % erwartet werden, muss die Wassermenge im Austragsrückgewinnungssystem verringert werden. Dies kann durch eine Kombination von Techniken erreicht werden. In einigen Fällen kann der Austrag durch Anwendung einer passenden Kombination von Techniken soweit zurückgewonnen werden, dass der Kreislauf für die Prozesschemikalien geschlossen ist.
Mit dem Schließen des Stoffkreislaufs wird für die Rohstoffe ein hoher Nutzungsgrad erreicht, insbesondere kann/können:

  • der Rohstoff- und Wasserverbrauch (und damit Kosten) gesenkt werden,

  • der Bedarf an end-of-pipe-Abwasserbehandlungen (z. B. Entfernung des Nickels von Kontakten durch zyanidhaltiges Abwasser) verringert werden,

  • der allgemeine Energieverbrauch abgesenkt werden, wenn es in Verbindung mit Verdunstung von Wasser anstelle von Kühlsystemen angewandt wird,

  • mit einer Vorbehandlung am Anfallort niedrige Emissionswerte erreicht werden,

  • der Verbrauch an Chemikalien für die Behandlung rückgewonnener Stoffe gesenkt werden, die hätten eingesetzt werden müssen, wenn der Austrag mit dem Abwasser abgeleitet worden wäre,

  • der Verlust an schwer abbaubaren Stoffen reduziert werden.


Die Steigerung der Austragsrückgewinnung und das Schließen des Stoffkreislaufs erfordern Techniken zum:

  • Reduzieren des Austrags

  • Reduzieren des Spülwassers (wie durch Kaskaden- und/oder Sprühspülen) bei der Austragsrückgewinnung

  • Aufkonzentrieren des zurückzuführenden Austrags oder Herstellen von Lösungen, z. B. durch Ionenaustausch, Membrantechniken oder Verdampfung/Verdunstung. Das Wasser, das beim Aufkonzentrieren anfällt (wie durch Verdampfen), kann oftmals als Spülwasser wiederverwendet werden.


Beispielhafte Techniken für diesen Zweck sind z. B.:

  • Hinzufügen einer Ökospüle

  • Verdunstung unter Ausnutzung der überschüssigen verfahrensimmanenten Energie

  • Verdunstung durch zusätzliche Energiezufuhr (in einigen Fällen Unterdruck)

  • Elektrodialyse

  • Umkehrosmose

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 253

Verdampfung durch Einsatz zusätzlicher Energie mit einem Verdampfer

In der Regel sind die in Galvaniken eingesetzten Verdampfer mit einer Wärmerückgewinnung ausgerüstet (Vakuumverdampfer mit Brüdenkondensation und Wärmepumpe) und benötigen 150 – 200 kWh/m³ verdampften Wassers.
Verdampfer werden in zunehmendem Maße zur Elektrolytrückgewinnung aus Spülwässern genutzt. Die Stoffkreisläufe können mit einem Verdampfer vollständig geschlossen werden, da er eine nahezu vollständige Elektrolytrückführung mit Spülwasser ermöglicht.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 256

Verlängern der Standzeit von Beizlösungen durch Diffusionsdialyse

Reduzierter Frischsäureverbrauch, geringere Mengen zu behandelnder Abfallsäure bzw. weniger Entsorgungskosten:
Durch Diffusionsdialyse lassen sich Säure und metallische Verunreinigungen voneinander trennen, wozu das Konzentrationsgefälle zwischen zwei durch eine Anionenaustauschermembran getrennten Dialysezellen (verunreinigte Beize und entsalztes Wasser) ausgenutzt wird. Die Säure diffundiert durch die Membran in das entsalzte Wasser, während die Metalle wegen ihrer elektrischen Ladung und der Selektivität der Membran zurückgehalten werden. Der Hauptunterschied zwischen Diffusionsdialyse und anderen Membranverfahren, wie der Elektrodialyse oder der Umkehrosmose besteht darin, dass bei der Diffusionsdialyse zwischen den Zellen kein elektrisches Potential angelegt ist. Vielmehr wird der Säuretransport durch den Konzentrationsunterschied auf beiden Seiten der Membran bewirkt. Daraus folgt, dass der Energiebedarf für dieses Verfahren sehr gering ist.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 330

Warten von Entfettungslösungen

Mehrfaches Verwenden von Entfettungslösungen in Kaskadenform

  • beträchtliche Reduzierung des Elektrolyt- und Wasserverbrauchs und die sich daraus ergebende, reduzierte Abwassermenge


Einfache Verfahren - Filtration mit Zellulosefiltern, mechanische Trennung durch Skimmer, Schwerkraft-Ölabscheider

  • Verlängerung der Standzeit der Entfettungslösung durch Entfernen von Öl


Statischer Abscheider für Entfettungslösungen

  • großes Absenken des CSB-Werts im Abwasser, in manchen Fällen bis zu 50 %; beträchtliche Reduzierung des Verwurfs verbrauchter Lösungen: in den meisten Fällen werden 50 bis 70% Reduzierung erreicht; etwa 50% weniger Netzmittel müssen gekauft werden


Biologisches Regenerieren der Entfettungslösung

  • arbeitet im neutralen Bereich bei einer Temperatur von etwa 45 °C; reduziert den Chemikalienverbrauch, da die Lösung nur selten neu angesetzt werden muss; reduziert den Einsatz gefährlicher Chemikalien und den Chemikalienverbrauch zur Neutralisation abgelassener, verbrauchter Prozesslösung, verbunden mit weniger Auswirkungen von Tensiden auf die Abwasserbehandlung; geringere Verdunstungsverluste, deshalb weniger Bedarf an Wasserdampfabsaugung


Zentrifugieren von Entfettungslösungen

  • reduziert das Verwerfen von Entfettungslösungen, die mit Öl und Feststoffen verunreinigt sind; Verunreinigungen werden in der Entfettungslösung auf einem niederen Niveau gehalten, wodurch auch der Austrag und die Verunreinigung des Spülwassers verringert werden; das Öl wird am Austritt der Trennzentrifuge konzentriert aufgefangen und kann ggf. wieder aufbereitet und zurückgewonnen werden; Schlämme werden getrennt gesammelt; die Häufigkeit des Verwerfens wird reduziert (zwischen 30-80 %), je nach Größe und Kapazität der Anlage und vielen anderen anlagenspezifischen Parametern, einschließlich des Heizungsbedarfs und nötiger Stillstandszeiten; waschaktive Substanzen gehen nicht verloren


Membranfiltration von emulgierenden Entfettungslösungen - Mikro- oder Ultrafiltration

  • reduziert den Chemikalien- und Energieverbrauch beim Entfetten stark verunreinigter Werkstücke oder Substrate; verlängert die Standzeit von Entfettungslösungen (bis zum 10-fachen); reduziert den Netzmittelverbrauch um 50 % und nach Angaben der Wasserbehörde die Verschmutzung durch Verringerung des CSB um 30 -70 %; weniger verbrauchte Lösungen (üblicherweise mit Ölgehalten zwischen 10 und 15 g/l) werden verworfen

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 320

Videos

Entscheidung im Eloxalbad

Rundgang bei Süss Oberflächentechnik GmbH

Abfall- und Abwasserbehandlung

Projekte

Bau, Erprobung und Optimierung einer abfallarmen und abwasserfreien Galvanik

Prozesseigenschaften:
  • abwasserfreier Betrieb der Anlage durch Rückführung der Produktionschemikalien und Kreislaufführung der Produktionshilfsstoffe
  • die geringe Restmenge an Produktionsabwasser wird in einer energetisch optimierten Eindampfanlage verdampft, dabei wird destilliertes Wasser gewonnen, das als Spülwasser in den Prozess zurückgeht.
  • Verringerung der Reststoffe: Galvanikschlamm um 75%, Phosphatierschlamm um ca. 40 % ; Säuren, Laugen, Chromatierlösungen und cyanidische Lösungen entfielen vollständig in der Reststoffbilanz
  • die im Vergleich zu einer konventionellen Anlage leicht erhöhten Betriebskosten stehen erhebliche Einsparungen an Entsorgungskosten, Rohstoffbeschaffungskosten (Metall- und Chemikalieneinsatz) sowie an Energiekosten gegenüber
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Entwicklung einer umweltverträglichen Technologie für die Metallchemie und Galvanotechnik

Prozesseigenschaften:
  • Minimierung der Verschleppung von Prozesslösungen bei Spülprozessen durch neue Geometrien und Oberflächen von Transportkörben
  • Modifizierung der bestehenden Anlage ist nicht erforderlich
  • Regenerationsverfahren für einen speziellen Zinn-Nickel-Elektrolyten, das eine praktisch vollständige Stoffkreislaufschließung in diesem Teilprozess ermöglicht
  • vollständige Trennung der Wertstoffe und der Abbauprodukte (Störstoffe) durch Eindampfen
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Stoffkreislaufschließung komplex kontaminierter Prozesslösungen: Verfahrenstechnische Grundlagenentwicklung

Prozesseigenschaften:
  • Nanofiltration zur  Halogenidabtrennung aus stark alkalischen Lösungen
  • Elektrodialyse für eine Chloridabtrennung aus schwefelsauren Lösungen und für die Aufbereitung halogenidhaltiger Waschsäuren
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Substitution galvanischer Verfahren mittels sekundärer Plasmastrahlbeschichtung

Prozesseigenschaften:
  • Ionenquelle mit ablenkbarem Strahl zur sekundären Ionenstrahlbeschichtung als Alternative zur Galvanik
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Effizienzerhöhung durch Einbeziehung einer zentralen chemisch-physikalischen Behandlungsanlage

Prozesseigenschaften:
  • produktionsintegrierte Verfahren zur Rohstoffeinsparung und Abfallvermeidung verringern den Aufwand für nachgeschaltete Reinigungs- und Entsorgungsmaßnahmen deutlich
  • die Verknüpfung eines mobilen Ionenaustauschersystems und Elektrolysezellen für den Bereich der Galvanotechnik bietet kostengünstige Abwasserbehandlung und hochwertigen Verwertung von Abfällen
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Galvanotechnik Breitungen

Prozesseigenschaften:
  • Verminderung von Stoffverlusten bei der Metallisierung von Kunststoffen (Schichtfolge Kupfer/Nickel/Chrom) durch Veränderung der Prozess- und Anlagentechnik,  Optimierung von Volumenströmen und Stoffstromlenkungsmaßnahmen
  • Kostensenkung durch die Einrichtung von internen Stoff- und Wasserkreisläufen
  • Stoffkreisläufe mit Rückführgraden von ca. 90% durch den Einsatz von Verdampfern und Regeneratoren
  • Minderung von Materialbedarf (Chemikalien, Wasser) und Abwasser- und Abfallaufkommen
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Vermeidung von Abfällen durch abfallarme Produktionsverfahren - Galvanik

Prozesseigenschaften:
  • Erarbeitung von Abfallkonzepten: Anpassung der Spülkriterien an den tatsächlichen Bedarf und Verringerung der Ausschleppungen durch Optimierung des Abtropfvorgangs
  • Vermeidung von bis zu 40 % des Schlammaufkommens der Prozessstufen
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Beste verfügbare Technik

Chemisches Spülen

Verfahren / Technologie:Lancy-Verfahren
  • Technik, genannt Lancy-Verfahren, mit der eine wirksame Reinigung der Teile durch chemische Spülung erreicht wird. Hierbei reagiert die ausgetragene Prozesslösung gleichzeitig chemisch mit der Spüllösung

  • Reduziert die erforderliche Kapazität der Abwasseranlage dadurch, dass sie die Stufen für die primäre Abwasserbehandlung überflüssig macht oder verringert

  • die Einbindung chemischer Spülen kann die Anzahl der benötigten Spülstationen mit einem daraus folgenden Anstieg der Verunreinigungen in den Spülen reduzieren

  • die Hauptanwendung des Lancy-Verfahrens, nämlich die Oxidation ausgetragener Zyanide durch Spülen in einer Chlorbleichlaugelösung, ist derzeit wegen der damit verbundenen und gefürchteten AOX-Bildung eingeschränkt

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 242, S. 239

Externe Wiederverwendung und Recycling von Abfällen

Abfälle, die intern nicht verwertet werden können, lassen sich ggf. extern durch Dritte verwerten. Es kann für die Verwertung vorteilhaft sein, wenn die Abwasserströme getrennt geführt werden und der Gehalt an Inhaltsstoffen so hoch gehalten wird, wie es eine Rückgewinnung erfordert, bzw. die Verunreinigung von z. B. Aluminiumhydroxid durch andere Metalle vermieden wird.
Beispiele für externe Verwertung:

  • Betriebe der hydro- und pyrometallurgischen NE-Metallgewinnung: Teile des Galvanoschlamms können einen hohen Gehalt an Wertmetalle aufweisen, so dass in vielen Fällen ein Recycling durch Dritte leicht durchgeführt werden kann. Die Verwertung umfasst die Gewinnung der Wertmetalle Kupfer, Nickel, Chrom und Zink aus geeigneten Schlämmen der Galvanikbetriebe als Metalle oder Metallverbindungen

  • Herstellen verwendbarer Metallsalzkonzentrate

  • Phosphor- und Chromsäure, verbrauchte Ätzlösungen usw.

  • Aluminiumhydroxid, das beim Anodisieren entsteht, kann ausgefällt und verwendet werden z.B. als Koagulationsmittel in einer Kläranlage (Hinweis: Spülwässer nach Färben und Sealing können Schwermetalle enthalten, weshalb es ratsam ist, sie getrennt von diesen Abwasserströmen zu halten, wenn eine Wiederverwendung in Betracht gezogen wird

  • Betriebe der anorganischen Chemie, Glas- und Keramikindustrie, die Metalle oder Metallverbindungen gezielt zur Herstellung von Produkten einsetzen

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 379

Regenieren und Wiederverwenden von Spülwasser (Kreislaufführung)

Gebrauchtes Spülwasser kann regeneriert werden und somit zu Einsparungen im Wasserverbrauch führen und die Menge des zu behandelnden Wassers verringern. Gleichzeitig reduzieren sich die Kosten für die Abwasserbehandlung, für das eingesetzte Kapital, und für den Energie- und Chemikalienverbrauch.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 243, S. 261

Rückgewinnen der Natronlaugebeize beim Anodisieren

Verfahren / Technologie:Ätzen

Die Regeneration kann den in einer Anlage anfallenden Abfall um über 80 % und die Kosten für Natronlauge (und die Neutralisation) um über 70% reduzieren.
Die gewonnen Aluminiumkristalle können in einer Vielzahl von Aluminiumersatzstoffen eingesetzt werden.
(Heiße Natronlaugelösung erzeugt durch Auflösen einer dünnen Aluminiumschicht eine dekorative matte Oberfläche. Dieser Ätzprozess ist für 80 - 90% des Aluminiums im Abfall verantwortlich. Chemische Stabilisatoren (Komplexbildner) verhindern, dass Aluminium im Ätzbehälter ausfällt. Die Ätzlösung wird mit Wasser von den Teilen abgespült. Mit dem Spülwasser gelangen gelöstes Aluminium und Natronlauge in die Abwasserbehandlungsanlage.
Falls keine Stabilisatoren zugegeben werden, steigt der Gehalt an Natriumaluminat so an, dass es hydrolysiert und Aluminium-3-hydrat entsteht und Natronlauge freigesetzt wird. Diese Reaktion wird zur Aluminiumerzeugung genutzt. Falls sie nicht sorgfältig überwacht wird, lagert sich Aluminiumhydroxid als steinharte Schicht im Ätzbehälter ab. In einem Regeneriersystem wird die Ätzlösung kontinuierlich zwischen dem Ätzbehälter und einem eigenen Kristallisationsbehälter im Kreislauf geführt, wo sie mit Aluminiumkristallen angereichert wird. So ist es möglich, die Ätzlösung zu regenerieren, ohne dass sich Ablagerungen aufbauen.
Die hydrierten Aluminiumkristalle, die sich im Kristallisationsbehälter gebildet haben, setzen sich in einem separaten Absetzabteil ab. Die regenerierte Ätzlösung, mit verringertem Aluminiumgehalt und angereichert mit freier Natronlauge, wird direkt aus dem oberen Bereich des Kristallisators in den Ätzbehälter zurückgeführt. Die Aluminiumkristalle werden in regelmäßigen Abständen vom Boden des Behälters abgezogen und in einem Unterdruckfilter entwässert.)

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 313

Vermindern und Vermeiden von Abfällen

Das Vermeiden und Vermindern von Abfall im Bereich der Galvanik setzt an vier Punkten an:

  • Reduzieren der Menge gefährlicher Stoffe im Abfall („Ersatzstoffe“)
  • Verlängern der Standzeit von Prozesslösungen
  • Vermindern des Austrags von Prozesslösungen
  • Rückführen ausgetragener Prozesslösungen

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 379

Abluftbehandlung

Projekte

Abfallvermeidung durch Einsatz einer neuen Vorbehandlungstechnik in Feuerverzinkereien für Stückverzinkung

Prozesseigenschaften:
  • der bei der Abgasreinigung des Verzinkungsbads m.H. filternder Abscheider anfallender Staub kann ohne Probleme zur Rückgewinnung von Flussmittelsalzen aufgearbeitet werden
  • staubförmige Emissionen im gereinigten Abgas erreichen nur 1/25 der zulässigen Obergrenze von 10 mg/cbm, bei Cadmium liegen sie unterhalb der Nachweisgrenze von 0,0002 mg/cbm
  • Hubgerüste bei allen Prozessbädern der Vorbehandlungslinie: Absenken der Salzsäurekonzentrationen durch intervallartige Hubbewegungen der Ware und somit geringere Verschleppungsrate in Folgebädern
  • geringere Chlorwasserstoff-Emissionen am Arbeitsplatz
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Prozessperipherie und übergeordnete Maßnahmen

Projekte

Stoffkreisschließung bei abtragenden Verfahren in Prozesslösungen: Entwicklung zur stofflichen Verwertung Kupfer und Nickel enthaltender Reststoffe

Prozesseigenschaften:
  • Optimierung von Verhüttungs- und Verwertungsprozessen
  • deutliche Erhöhung des Verwertungsanteils von Abfällen aus Galvanobetrieben
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Automatisierungslösungen bei Umstellung der Prozesstechnik

Prozesseigenschaften:
  • Leitfaden „Integrierte Prozessautomatisierung“ für Verfahrenstechniker
  • Simulationsmodellbibliothek für beschleunigte Modellierung und Simulation der wesentlichen Verfahrensprozesse
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Einbeziehung eines „neutralen“ Anlagenlieferanten

Prozesseigenschaften:
  • verringerter Aufwand für nachgeschaltete Reinigungs- und Entsorgungsmaßnahmen durch den Einsatz produktionsintegrierter Verfahren zur Rohstoffeinsparung und Abfallvermeidung
  • Trennung von der Erstellung des technischen Verfahrenskonzeptes von der Entwicklung und Konstruktion der Anlagen
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Ökologische und ökonomische Beurteilung und Optimierung

Prozesseigenschaften:
  • Ökobilanzierungen sowie Kosten- und Investitionsrechnungen zur Beurteilung von Optimierungskonzepten und realisierten Anlagenumrüstungen
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Umstellung bestehender galvanotechnischer Anlagen auf stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen

Prozesseigenschaften:
  • produktionsintegrierten Optimierungsansatz für stoffverlustoptimierte Prozesstechnik für bestehenden (Alt-)Anlagen
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Umstellung galvanotechnischer Anlagen auf eine stoffverlustminimierte Prozesstechnik bei gleichzeitiger Kostensenkung: Umstellung einer Feuerverzinkerei (TV 16)

Prozesseigenschaften:
  • Optimierung des Entfetters  und Entwicklung eines Regenerator zur Öl-/Fettausschleusung aus der Entfetterlösung für unbegrenzte Badstandzeit: Kostenreduzierung ca. 6.000 EUR/a
  • Einbau einer Kreuz-/Gegenstrom-Wärmerückgewinnungsanlage und weitere Energieeinsparungsmaßnahmen: Energieeinsparung ca. 150-170 KWh (= 30-35 %)
  • Maßnahmen zur Stoffeinsparung durch „Teilautomatisierung Verzinkungskessel“, „Einsatz neuer Zinklegierungen“, „Installation einer Zinkascheaufbereitungsanlage“, „Einsatz eines Vibrations-Hartzinkgreifers“, und weitere periphere Einzelmaßnahmen: Zink-Einsparung gegenüber Ausgangssituation ca. 17 %, sowie zusätzlich ca. 12.000 €/a aufgrund sonstiger Effekte
  • durch den Einsatz des Ionenaustauscherverfahrens ist eine Zink-Eliminierung aus Mischbeizen möglich; dabei werden zugleich Logistikvorteile (höhere Anlagenproduktivität) ausgenutzt und interne Kreisläufe geschlossen: Einsparpotential von ca. 50.000 EUR/a
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Beste verfügbare Technik

Benchmarking der Anlage

  • Benchmarks (oder Bezugswerte)  schaffen, die es ermöglichen, die Leistung der Anlage laufend auch gegenüber externen Bezugswerten zu überwachen

  • Verbrauch aller eingebrachten Roh- und Betriebsstoffe laufend im Vergleich mit Bezugswerten zu optimieren. Die systematische Anwendung solcher Daten schließt folgendes ein: 

    • Benennung einer oder mehrerer Personen, die für die Auswertung und Anwendung dieser Daten verantwortlich ist/sind. 

    • Die für die Anlagenleistung Verantwortlichen müssen informiert und das Bedienungspersonal sofort auf Abweichungen vom Normalbetrieb aufmerksam gemacht werden. 

    • Weitere Untersuchungen müssen angestellt werden, um herauszufinden, warum sich die Leistung verändert hat oder von externen Bezugswerten abgewichen ist.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 393

Benchmarking des Wasserverbrauchs

Die Reduktion des Wasserdurchflusses ist entscheidend, nicht nur wegen des Wassersparens, sondern kann, zusammen mit der Kontrolle der Ausschleppung, zur Reduzierung des Rohstoffeinsatzes und zur Steigerung der Materialeffizienz genutzt werden. Das reduziert auch die Dimension der Abwasserbehandlungsanlage, die darin verbrauchten Behandlungschemikalien und die Energie.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 205

Ersatzstoffe - Auswahl von Rohstoffen und Verfahren

Gründe für die Anwendung weniger gefährlicher Stoffe:

  • geringerer Materialverbrauch sowohl im Prozess als auch bei der Behandlung von Abwasser und Abluft

  • Energieeinsparung

  • Wassereinsparung

  • Verbesserte Qualität und Zuverlässigkeit des Prozesses

  • Kosteneinsparungen durch verminderten Aufwand bei der Abwasserbehandlung

  • Kosteneinsparungen durch reduzierte Abluft und Abluftbehandlung

  • Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz


Ersatz kann erreicht werden durch:

  • unmittelbaren Ersatz einer Substanz durch eine weniger gefährliche (z.B. Ersatz von EDTA oder NTA durch Derivate der Glykolsäure). Dafür gibt es in der Oberflächenbehandlung nur begrenzte Möglichkeiten,

  • Ersatz einer Substanz durch unterschiedliche Verfahrenschemie oder -methoden. Dies kann da angewendet werden, wo es keinen unmittelbaren Ersatz gibt, z. B. Ersatz von zyanidischen durch alkalisch -zyanidfreie oder saure Zinklösungen. Unterschiedliche Beschichtungschemie zieht aber Behandlungen mit anderen Eigenschaften nach sich, selbst für die gleichen Materialien,

  • Ersatz einer Substanz durch andere Oberflächenbehandlungsverfahren, wie der Einsatz von stromlos Nickel oder von Vakuumbedampfung mit Chrom statt einer Hartverchromung. Falls der Hauptbehandlungsschritt ersetzt wird, können die Eigenschaften der Endschicht eine unterschiedliche Qualität aufweisen.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 271

Lager- und Transportbedingungen

Werkstücke - sowohl vor als auch nach der Behandlung - nicht in feuchter und saurer Atmosphäre lagern:

  • Eine gute Absaugung am Arbeitsplatz kann helfen bzw. sicherstellen, dass die gelagerten oder auf den Abtransport wartenden Teile nicht mit der abgesaugten Feuchtigkeit und der häufig sauren Abluft in Berührung kommen.

  • Absaugung des Lagerbereichs

  • Warmhalten der Werkstücke und trockener Umgebung während des Transports, um Kondensation von Feuchtigkeit an den Werkstücken auszuschliessen

  • Verringerung von Strippen und Nacharbeit

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 212

Umweltmanagement

Einführung eines Umweltmanagementsystem (UMS) das die folgenden Eigenschaften aufweist:

  • Festlegung einer Umweltpolitik für die Anlage durch die Geschäftsleitung
  • Planung und Festlegung der notwendigen Verfahren
  • Einführung der Verfahren unter besonderer Berücksichtigung von Struktur und Verantwortlichkeit, Schulung, Bewusstsein und Kompetenz, Kommunikation, Einbeziehung der Mitarbeiter, Dokumentation, Effiziente Prozesskontrolle, Wartungsprogramme, Vorbereitung auf Notfälle und Reaktionen im Notfall, Einhaltung der Umweltgesetze
  • Überprüfen der Leistung und Ergreifen von Korrekturmaßnahmen unter besonderer Berücksichtigung von Überwachen und Messen, Korrektur und Vorbeugemaßnahmen, Aktualisierung von Aufzeichnungen, Unabhängige interne Prüfungen, um festzustellen, ob das UMS mit den geplanten Festlegungen übereinstimmt, korrekt durchgeführt und gepflegt wird
  • Überprüfung durch die Geschäftsleitung

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 392

Verdunstung durch Ausnutzung des internen Energieüberschusses

Atmosphärische Verdunstung wird mit der überschüssigen Wärme ermöglicht, die im Prozess freigesetzt wird. Die für die Verdunstung verfügbare Energiemenge entspricht grob der Energie die im Prozessbehälter als Wärmeenergie freigesetzt wird; auf diese Weise ist das System energieautark.

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 256

Verkürzen der Lagerzeit

Vermeidung oder Verkürzung der Lagerzeit zwischen zwei Arbeitsgängen, z. B. zwischen Vorbereitung und Kernprozess oder zwischen Kernprozess und Auslieferung, kann eine Zusatzbehandlung zum Korrosionsschutz überflüssig machen.

  • Realisierung durch JIT- (just in time) System oder gute Produktionsplanung
  • Vermeiden von Strippen oder Nacharbeit von Ausschuss

Quelle(n):

  • Umweltbundesamt (2005): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/419/dokumente/bvt_galvanik_vv.pdf S. 212

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