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Kosten- und ressourcenschonende Abwasserbehandlung
Kostenvergleich verschiedener Aufbereitungsmethoden (Grafik zum Vortrag Marius Straub, H2O)Dr. Elke Moosbach war als Moderatorin für diese Session vorgesehen, wurde aber von Dr. Martin Metzner vertreten. Den Vortragsreigen eröffnete Laurens Wessels von MacDermid Envio Solutions mit dem Thema „Fortschrittliche Abfallbehandlung für alkalische und saure Zink-Nickel-Abfälle“. Hochleistungsfähigen Zink-Nickel-Schichten als Korrosionsschutz kommt in vielerlei Branchen immer mehr Bedeutung zu. Verlängern sie doch die Lebensdauer gerade vieler aus Stahl hergestellter Komponenten. Nachteilig jedoch ist, dass die Abfallbehandlung der Prozesschemie schwieriger ist, als die üblichen alkalischen oder sauren Zinkverfahren. Das Unternehmen hat einen innovativen neuen Ansatz entwickelt, mit dem konzentrierte Abwässer wie auch Spülwässer effektiv behandelt werden.
»Abwässerbehandlung bei Zink-Nickel-Elektrolyten«
Um Chemisch-Nickel-Prozesse ging es im Vortrag der bi.bra Abwassertechnik GmbH. Für das Unternehmen trat Erik Bratfisch in die Bütt und stellte den Zuhörern die Behandlung der Abfälle mit der Ionenaustauschertechnologie vor – als Alternative zur sulfidischen Fällung. Bratfisch erläuterte, dass sich dadurch viele Möglichkeiten zur Wertstoffrückgewinnung ergeben würden.
Die Technische Universität Ilmenau berichtete zusammen mit der Hillebrand Chemicals GmbH über die Vorteile von inerten Anoden auf Basis Bor-dotierten Diamants. Das Verfahren hat den Vorteil, dass die eingesetzten Materialien durch die hohe Sauerstoffüberspannung OH-Radikale bildet, die die eingesetzten Komplexbildner im Abwasser mineralisieren. Gleichzeitig gewinnt man auf der Kathodenseite Metallionen aus dem Abwasserstrom zurück. Hintergrund ist die Tatsache, dass in der Oberflächenveredelung zwangsläufig bedenkliche Prozesslösungen eingesetzt werden und später aufwändig behandelt werden müssen. Die meisten dieser Reinigungsprozesse basieren auf Fällungsreaktionen, Ionenaustauschern und Vakuumverdampfern. Diese Verfahren liefern jedoch aus der Sicht der Ressourceneffizeinz keine befriedigenden Ergebnisse. Grünere Lösungen wären wünschenswert. Referentin war Dr. Anna Endrikat.
»Wertstoffrückgewinnung im Fokus«
Der Vortrag „Prozessintegrierte und additive Umwelttechnik durch Diffusionsanalyse mit Spiralwickelmodulen“ (Rainer Klein, Spiraltec GmbH) gab eine kurze Einführung in die Diffusionsanalyse zum Recycling von Prozessabwässern. Anhand eines Praxisbeispiels stellte der Referent die Prozessintegration des Verfahrens vor und legte dabei auch einen Schwerpunkt auf die Wertstoffrückführung: Sowohl Laugen als auch Säuren können so rückgewonnen werden.
»Ökologischere Lösungen für Prozesswässer«
Nachhaltige Abwasseraufbereitung spart Betriebskosten, eine Aussage, der sich wohl niemand verschließen kann. Ein Weg dorthin sei die Vakuumdestillation, meinte Marius Straub von der H2O GmbH aus dem badischen Steinen. Das Verfahren böte vielerlei Vorteile, unter anderem zeichne es sich durch niedrige Betriebskosten, hohe Qualität und Prozesssicherheit aus. Unter anderem durch die Kreislaufführung des Wassers würde sich in vielen Fällen so eine Anlage bereits in zwei Jahren amortisieren.
»Vakuumdestillation spart Betriebskosten«
Verfahrensweise der Diffusionsanalyse (Grafik zum Vortrag Rainer Klein, Spiraltec)
Den Schlusspunkt hinter dem Themenkomplex „Kosten- und ressourcenschonende Abwasserbehandlung“ setzte Erik Bratfisch (bi.bra Abwassertechnik GmbH) mit einem zweiten Vortrag. Es ging um optimierte Schlammentsorgung in Galvaniken. Gerade Mischschlämme seien in der Entsorgung besonders teuer, exemplarische Querschnittszenarien zeigen Wege der Optimierung.
Ergänzende Technologien
Einen Erfahrungsbericht zum Einsatz von Online-Analyseverfahren gab Monika Hofmann-Rinker (B+T K Alpha GmbH) zu Gehör. Sie stellte die Vor- und Nachteile der verschiedenen Analysemethoden (online, atline, offline) vor und bewertete die Methoden schließlich unter den Aspekten der Nachhaltigkeit, der Qualitätssicherung und des Ressourceneinsatzes kritisch. Sicherlich ist der geringe Zeitversatz der große Vorteil der Online-Analytik im Vergleich zu einer Analyse im Labor. So können die Chemiekonzentrationen fast konstant gehalten werden. Was wiederum die Qualität hoch hält und finanzielle Verluste durch Nacharbeit verhindert.
Der Themenbereich „Ergänzende Technologien“ wurde später von Dr. Elke Moosbach moderiert; auf diesem Bild ist sie zusammen mit Alireza Moazezi (Beitrag fem Edelmetalle undMetallchemie) zu sehen (Foto. ZVO)
Die fem Edelmetalle und Metallchemie schickte Alireza Moazezi mit dem Vortrag „Innovation im Zinkdruckguss – Erzeugung spiegelglänzender Gussoberflächen durch trennmittelfreie Fertigung“ ins Rennen. Spiegelglänzende Gussoberflächen spielen in vielen Bereichen ein Rolle, u. a. und vor allem im Automobilbau, in der Möbel- und auch der Elektroindustrie. Die Herstellung spiegelglänzender Gussoberflächen kann dabei optimiert werden. Und zwar durch die Vermeidung von Trennmitteln. Fehlende Trennmittel reduzieren die Porosität der Gussteile und erhöhen die Oberflächensauberkeit. Das ermöglicht dünnere Glanzschichten, z. B. Glanzkupfer aus cyanidisch Kupfer, Glanzkupfer, Nickel und Chrom
Weiterverarbeitung trennmittelfreier Gussteile (zum Vortrag Alireza Moazezi, fem)
Analysen: Entscheidend ist der Zeitfaktor (Vortrag Monika Hofmann B+T K Alpha)
Der Vortrag von Dr. Adolphe Foyet von DuPont drehte sich um Silberflächen aus sauren Elektrolyten, bevor Mathias Fritz für die TU Ilmenau übernahm. Sein Vortrag beschäftigte sich mit lichtinduzierten Platinabscheidungen für Halbleiterbauelemente. Metall-Halbleiterverbindungen spielen in der Mikroelektronik eine große Rolle. Zum Einsatz kommen dabei oft Silicium-Platin-Halbleiterkontakte. Aufgebracht werden diese durch Sputtertechnik oder auch durch Wärmebehandlung von Druckpasten. Fritz stellte einen galvanotechnischen Ansatz vor, wobei er das Augenmerk auf die Vorbehandlung des Siliciums durch Beleuchtung lenkte.
Frank Simchen von der TU Leipzig stellte im Anschluss eine Identifikationsmöglichkeit parasitärer elektrotechnischer Subprozesse vor – und zwar bei der plasmaelektrolytischen Oxidation von Magnesium. Dabei handelt es sich um eine innovative, umweltschonende Methode zur Oberflächenveredelung von Leichtmetallen. Vereinfacht gesagt, erfährt das zu behandelnde Bauteil in einem speziellen Elektrolyten eine starke anodische Polarisation. Das führt zu Funkenentladungen, die ausgehend vom Elektrolyten in das Substrat schlagen. So bildet sich eine oxidkeramische Schutzschicht aus, deren Qualität identifiziert und beschrieben wurde.
Schließlich meldete sich durch Lucia Nascimento noch einmal die TU Ilmenau zu Wort. Ihr Thema war die Elektropolitur von Edelmetalllegierungen in ionischen Flüssigkeiten. Hintergrund ist die Tatsache, dass mechanische Polierverfahren bei Bauteilen komplexer Geometrie an ihre Grenzen stoßen – vor allem hinsichtlich der erreichbaren Oberflächengüte (Ra im Bereich 60 bis 100 nm). Ebenso verlangen auch additiv gefertigte Bauteile nach anderen Poliermethoden als mechanischen. In ionischen Flüssigkeiten lassen sich Edelmetalle anodisch auflösen und wieder kathodisch zurückgewinnen. Untersuchungen der TU Ilmenau haben gezeigt, dass in einer Mischung aus Cholinchlorid und Ethylenglykol das Elektropolieren von Edelmetallen möglich ist.
