Metallindustrie

In einem Betrieb der Metallverarbeitung (Herstellung von Titanelementen für die Luftfahrtindustrie) fielen schwermetallhaltige Abwässer an, deren Herkunft nur teilweise bekannt war. So wurden bei der behördlichen Überwachung im Gesamtabwasser aus dem Produktionsbereich (mehrere Abwasserteilströme) Chrom(III)-, Chrom(VI)-, Nickel- und Zinkbelastungen gefunden, obwohl mit diesen Metallen gar nicht gezielt gearbeitet wird, sondern nur Titan verarbeitet wird. Daher war im Betrieb als Abwasserbehandlung auch lediglich eine Durchlaufneutralisation vorhanden.

Neutralisationsanlage Bild 1: Alte Neutralisationsanlage

Nach einer Aufforderung der Wasserbehörde musste eine Schwermetallbehandlung installiert werden. Nach den Auflagen gemäß Abwassersatzung der Gemeinde musste zusätzlich der Fluoridgehalt reduziert werden.

Maßnahmen

1. Detaillierte Erfassung von Anfallstellen, Volumenströmen und Beschaffenheit des Abwassers; dabei stellte sich heraus, dass die Chrom- und Nickelbelastung aus der Verwendung von Edelstahlkörben für die Behandlung von Titanteilen in einer oxidierenden Salzschmelze stammt. Eine wirtschaftlich sinnvolle Substitution für Edelstahl konnte bisher nicht gefunden werden (Titan, Zirkon, Keramik).

2. Erarbeitung von Maßnahmen der Verminderung von Abwasseranfall und –belastung:

- Prüfung der Substitutionsmöglichkeiten für die Edelstahlkörbe in der Salzschmelze
- Austausch von Edelstahlblechen im Bereich der Salpetersäurebeize
- Einrichtung von Spülkaskaden anstelle von Durchlaufspülen
- Ausschleusung kohlenwasserstoffhaltiger Teilströme (Entfettung etc.)

3. Planung und Errichtung einer Abwasserbehandlungsanlage zur Schwermetall- und Fluoridelimination mit folgenden Komponenten:

- Chromatentgiftung mit Natriumbisulfit
- Schwermetallfällung mit Calciumchlorid und Eisen(III)-chlorid
- Gleichzeitige Fluoridfällung
- Flockung mit Flockungshilfsmittel
- Neutralisation
- Filtration mittels Kiesfilter
- Schlammabtrennung mittels Kammerfilterpresse

Chargenbehandlungsanlage Bild 2: Neue Chargenbehandlungsanlage

Durch die Verwendung von Calciumchloridlösung anstelle von herkömmlicher Kalkmilch wird das Handling der Chemikalien erheblich vereinfacht und das Verstopfen von Schlauchleitungen durch Kalkablagerungen wird vermieden.

Die Abwasserbehandlungsanlage ist im Juli 2004 in Betrieb gegangen. Nach einem mehrwöchigen Probebetrieb und diversen Nachrüstungen erfolgte im September 2004 die Endabnahme. Gesamtkosten (ohne Planung): ca. 100.000 €.

Die Steuerung der Anlage erfolgt über eine Visualisierung. Im Rahmen des Wartungsvertrages mit dem Lieferanten der Anlage wird per Fernüberwachung (eigene ISDN-Leitung) sichergestellt, dass auf Anforderung jederzeit eine Diagnose und bei Bedarf ein Eingriff in die Anlagensteuerung durch den Anlagenbauer erfolgen kann. Damit können teure Ortstermine entfallen.

Visualisierung Abwasserbehandlung Bild 3: Visualisierung der Abwasserbehandlung

Resultate

- Verringerung der Abwassermenge durch Verbesserung der Spülprozesse:

Teilstrom
vorher
nachher
Teilstrom 1
10-12 m³/d
7,2 m³/d
Teilstrom 2
22-25 m³/d
5 m³/d
Teilstrom 3
0,1 m³/d
0,1 m³/d

- Verringerung der Abwasserbelastungen:

Parameter
vorher
nachher (Ergebnisse der behördlichen Überwachung)
Fluorid
34 - 1200 mg/l
8,1 – 78 mg/l
Chrom ges.
1,9 - 17 mg/l
0,03 - 0,4 mg/l
Chrom(VI)
0,5 - 2,1 mg/l
< 0,2 mg/l
Nickel
0,5 - 16 mg/l
0,04 - 0,4 mg/l
Zink
0,1 - 6,1 mg/l
0,1 - 0,5 mg/l

Die überwiegende Mehrheit der Untersuchungsergebnisse liegt deutlich unter den jeweiligen Grenzwerten.

Ingenieurbüro Flöser, Hannover 2005 (unveröffentlicht)