Abwasseraufbereitung ist Umweltschutz

Nur etwa 3 % des Wassers auf der Erde ist Süßwasser – eine wertvolle Ressource und Grundlage für jedes Leben. Entsprechend streng ist die Abwasserverordnung (AbwV), die genau festlegt, mit welcher maximalen Belastung Abwasser in die Kanalisation eingeleitet werden darf. Industriefertigungen wie die Leiterplattenproduktion sind dazu angehalten, die Grenzwerte einzuhalten oder nach Möglichkeit noch zu unterschreiten. Dazu muss das in der Fertigung genutzte Wasser möglichst effektiv vorgereinigt werden, damit so wenig wie möglich belastende Stoffe im Abwasser enthalten sind, bevor es geklärt und in den Kreislauf zurückgeführt wird. So darf etwa der Kupferanteil in der 2-Stunden-Mischprobe nicht über 0,5 mg/l liegen.

Eine Umfrage des Zentralverbands Elektrotechnik und Elektronikindustrie e. V. (ZVEI) hat bereits 2010 klare Ergebnisse erbracht, die bis heute gelten. Die Teilnehmer an der ZVEI-Umfrage hatten im Schnitt 396 Liter Wasserverbrauch pro Quadratmeter gefertigter Leiterplattenfläche gemeldet. Leiterplatten-Fertigungsbetriebe verbrauchen naturgemäß eine relativ hohe Menge an Wasser.

In der Leiterplattenfertigung fällt Wasser mit Schwermetallbelastung an, das die Betriebe dann reinigen müssen. Die Rückstände sind tendenziell giftig und müssen aus dem Wasserkreislauf entfernt werden. Zur Abtrennung der Schwermetalle aus dem verbrauchten Wasser beziehungsweise für die Vorreinigung von Abwasser ist die Fällung die gängigste Methode. Die Schwermetalle werden durch Zugabe eines Fällungsmittels zum Wasser unlöslich gemacht – sie werden ‚gefällt’. Wobei die Neutralisierungsmittel, wie Ätznatron oder Kalkmilch bei diesem Verfahren zugleich die Fällungsmittel sind.

Schwermetalle sind Elemente, die eine Dichte von 5 g/cm³ überschreiten. Die meisten von ihnen sind für den Menschen gesundheitsschädlich. Sie müssen deshalb aus dem Abwasser der Produktionen gefällt werden. Mittels der Sulfidfällung kann man einen Teil der Schwermetalle bereits im sauren Abwasser fällen. Laut dem Portal Chemie.de bietet dies einen großen Zeit- und Kostenvorteil, da mehrere Arbeitsschritte miteinander erledigt werden können.

Zur Gruppe der Schwermetalle gehören diejenigen Elemente, die mit dem Trennmittel schwerlösliche Sulfide bilden, so etwa Kupfer und Zink. Die Sulfidfällung spielt hier ihren gewaltigen Vorteil gegenüber der hydroxidischen Fällung aus. Die Restmetallwerte im Abwasser liegen um mehrere Zehnerpotenzen (10 000 bis 10 Millionenfach) darunter. Danach werden die herausgefilterten Schwermetalle der umweltgerechten Entsorgung beziehungsweise dem Recyclingkreislauf zugeführt.

Kontinuierliche Analyse des Abwassers

Bei der Becker & Müller Schaltungsdruck GmbH wurde im Rahmen der langfristigen Umwelt- und Investitionsstrategie die Abwasserreinigung untersucht. Ziel war nicht nur eine bessere Recyclingquote des Schlammes, sondern auch weniger Rückstände im Abwasser. Um einem notwendigen Ersatz durch die Lebensdauer der alten Anlage vorzugreifen, wurde die aktuelle Investition vorgezogen. Unter Umweltgesichtspunkten wurde in eine neue Abwasseraufbereitungsanlage im Wert von knapp 400 000 € der ‚Walter Süßmuth GmbH' investiert. Die Firma kennt sich als langjähriger Partner bestens in ihrem Fachgebiet aus. Ein individualisierter Prozess zur Separierung verschiedener Wasserströme und zur Verminderung der Rückstände wurde speziell von den Behörden genehmigt. Metallrückstände konnten so im zu behandelten Wasser um dreißig Prozent vermindert werden.

Die in der Prototypenproduktion anfallenden Abwässer werden gesammelt und bis zu 15 000 Liter vor der Behandlung zwischengespeichert. Sobald genügend Abwasser angefallen und die eingestellte Füllmenge erreicht ist, wird der Speicher in den Reaktionsbehälter umgepumpt und dort je nach Inhaltsstoffen der Abwässer mit verschiedenen Programmabläufen behandelt.

Nach der Sedimentationszeit wird das behandelte Abwasser in den Klarwasserspeicher geleitet. Der zurückbleibende sogenannte Dünnschlamm wird zusätzlich über die Filterpresse entwässert und das Wasser dann ebenfalls in den Klarwasserspeicher geleitet. Nun wird das Klarwasser mit einem Mehrschichtfilter noch weiter von kleineren Schwebstoffen gereinigt und gelangt dann nach einer Endkontrolle in die Kanalisation. Dabei wird kontinuierlich der pH-Wert gemessen.

Die Anlagenwerte werden laufend von den Mitarbeitern kontrolliert. So wird auch regelmäßig der ‚Rettungswert', ein Indikator für das verbleibende Metall im Abwasser, mit einem Spektralphotometer zur Wasseranalytik gemessen. Darüber hinaus werden zwei Mal im Jahr vom Amt her die Werte durch ein unabhängiges Labor überprüft. Das Abwasser bei Becker & Müller unterschreitet mit 0,1 mg/l Kupfer den geforderten Grenzwert von 0,5 mg/l deutlich.

Automatisierte Abläufe, die einfache Steuerung, Analyse, die Kontrolle der Prozesse und Messwerte erhöhen den wirtschaftlichen Nutzen der Abwasseranlage

Bei Becker & Müller passt die jüngste Investition in die langfristige Umweltstrategie. Bei neuen Nassanlagen werden schon seit langem Spülsysteme mit vier Kaskaden statt den vorgeschriebenen drei verwendet. So wird die Wasser- und Rückstandsmenge in der Prototypenproduktion verbessert. Mit dem aktuellen Projekt wurden eine weiter verbesserte Wiederverwertung des Schlammes und die weitere Senkung des Wasserverbrauchs bzw. der Abwassermenge pro m² Leiterplattenfläche erreicht. Mit der weitestgehend automatisierten Süßmuth Anlage konnte auch der Zeitaufwand der Wasserbehandlung und Anlagenbedienung stark verringert, der Wasserverbrauch verbessert und die Recyclingquote erhöht werden.