Die Aufbereitung des Abwassers aus einer mehrstufigen Vorbehandlungsanlage ist aufwendig. Grosse Wasservolumen müssen umgewälzt, aufbereitet und geprüft werden – sofern man mit konventionellen Anlagen arbeitet.

Die Hans Sturzenegger AG, ein seit 35 Jahren im zürcherischen Brüttisellen ansässiges Lohnbeschichtungsunternehmen, stand vor der Entscheidung, sich eine konventionelle Abwasseraufbereitung zu beschaffen oder ganz neue Wege zu gehen. Man entschloss sich, das Übel an der Wurzel zu packen: Abwasser soll verhindert, nicht erst produziert und dann behandelt und entsorgt werden.

Da bisher keine Abwasseraufbereitung an der Vorbehandlungsanlage angeschlossen war, war nichts vorgespurt. Jürg Sturzenegger, Mitinhaber und Geschäftsführer, befasste sich gründlich mit dem Thema Abwasser. Dabei stellte sich rasch heraus, dass die üblichen Aufbereitungsanlagen zwar wirkungsvoll und zuverlässig sind, ob sie jedoch den Qualitäts-schwankungen in den Bädern Rechnung tragen, steht auf einem anderen Blatt.

Jeder Betreiber kennt den Effekt: Die Qualität der Bäder nimmt mit der Betriebsdauer in zunehmendem Masse ab. Die folge ist ein häufiges Verwerfen der Badinhalte. Genau dies wollte man vermeiden. Das Ziel war klar: Eine optimale Badqualität soll über eine unbeschränkte Betriebsdauer gehalten werden können bei gleichzeitig minimalem Abwasseraufkommen, Energie- und Wartungsaufwand.

Um dies zu gewährleisten, sollten bei der neuen Anlage Verschleppungen von Öl und Kohlenwasserstoffen vermieden und Schwermetalle ausgefällt werden können. Ein kombiniertes Filtersystem sollte alle Bäder, also Entfettung, Standspülung, Beize, Fliesspülung und Eisenphosphatierung laufend voll funktionsfähig halten. Ein solches Konzept gab es jedoch am Markt nicht einfach zu kaufen.

Zusammen mit den Chemielieferanten begal-alufinish in Romanshorn und der Firma Ligacon in Tagelswangen entstand ein neuartiges System, in dem Ultrafiltration, verschiedene andere Filtersysteme und Osmose mit der passenden Chemie kombiniert wurden. Interessant ist dabei vor allem, dass alle Bäder durch ein und dieselbe UF-Anlage laufen, ohne dass darin Membranen gewechselt werden müssen. Einzig die Arbeitsbehälter sind nach Bädern aufgeteilt. Das Resultat ist beeindruckend: Heute benötigt die Vorbehandlungsanlage bei Sturzenegger noch täglich 400 Liter Frischwasser – gegenüber 20'000 Litern, als keine Aufbereitung vorhanden war.

Funktion auf Arbeitsablauf

Vorausgeschickt sei, dass zu 98% der Betriebszeit das Entfettungsbad über die Ultrafiltration läuft. Gereinigtes Entfettungsmedium, inklusive der meisten Wirkstoffe, gelangt zurück ins Bad. Die ausgefilterten Verschmutzungen konzentriert ein Verdampfer auf bis zu einem Verhältnis von je 50% Öl und Schlamm. Pro Jahr fallen so 400 Liter Konzentrat an, die fremdentsorgt werden.

Der saubere Wasserdampf aus diesem Prozess wird in die Fliesspülung eingeleitet. Von der Fliesspülung aus gelangt das Wasser über eine Niveauregulierung in die Sandspülung, von der aus sich wiederum die Aktivbäder nachdosieren lassen. Zudem verwendet das Personal auch Wasser aus der Standspülung für Reinigungszwecke.

Die Fliesspülung ist damit das einzige Bad, das Abwasser produziert und in das Frischwasser eingeleitet werden muss – maximal 400 Liter pro Tag. Dieses Wasser ist vom Kanton Zürich geprüft und genehmigt worden. Eine pH-Endsonde überwacht laufend seine Beschaffenheit. Jeden Monat werden Proben zur Selbstkontrolle entnommen und 6 Monate lang aufbewahrt.

Sobald eines der Aktivbäder alle ein bis zwei Monate zur Aufbereitung anfällt, erfolgt in der Ultrafiltration ein Hochdruck-Zwischenspülung mit Regenwasser oder Leitungswasser, das in der Osmose gereinigt wurde. Die Osmose ist notwendig, weil das «Frischwasser» ab Leitung zu schmutzig und kalkhaltig für die Filtration ist.

Wie bereits erwähnt, sind noch weitere Filtersysteme im Einsatz: zwei Beutelfilter und ein Sandbettfilter. Dabei dient ein Beutelfilter ausschliesslich der Reinigung der Eisenphosphatierung. Dieser Beutel wird monatlich gewechselt. Der zweite Beutelfilter ist dem Sandbettfilter vorgeschaltet, der die Spülbäder von Ausfällungen und Grobpartikeln befreit. Bei einer Rückspülung des Sandes entsteht wiederum Schlamm, der über den Verdampfer eingedickt wird.

Gross, teuer oder kompliziert?

Obwohl das neue Konzept viele Versuche erforderte, war der Aufwand überraschend gering und das Resultat überzeugend. Da ist zuerst die Kompaktheit der Anlage. Gerade mal 10 m2 Platz sind für das ganze System nötig – gegenüber dem 5 – 6 faschen Platz für eine herkömmliche Lösung. Auch die Kapitalbindung ist geringer: Inklusive aller Vorleistungen wie Miete von Versuchsanlagen und Versuchsläufern war die Investition immer noch wesentlich kleiner, als bei einer konventionellen Aufbereitungsanlage. Die Wartung nimmt wöchentlich eine halbe Stunde bis 45 Minuten in Anspruch. Der Verbrauch an Chemikalien sank gegenüber früher um 30%. Der Bedarf an Verbrauchsmaterialien oder Ersatzteilen für die Anlage ist minimal.

Mit der neuen Lösung erreichte man in Zusammenarbeit zwischen Anwender, Chemie- und Anlagelieferanten alle gesteckten Ziele. Jürg Sturzenegger dazu: «Wenn alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind, bedeutet die vorliegende Lösung einen grossen Schritt Richtung abwasserfreies Vorbehandeln. Wir sind überzeugt, damit auch als Mitglied der Schweizerischen Vereinigung der Industrie-Lackmeister einen Beitrag für die ganze Branche geleistet zu haben.»

Was leistet die Ultrafiltration in der Vorbehandlung

Diskussionen bezüglich Ultrafiltration (UF) wurden in jüngsten Vergangenheit vor allem in Bezug auf das Recycling von Wasserlacken geführt. UF ist dabei sehr umstritten: Die einen Anwender schwören darauf, die anderen verdammen sie. Das Lackrecycling ist allerdings bei weitem nicht die einzige Anwendung dieser Filter- oder Membrantechnik.

Wer heute für seine Vorbehandlungsanlage neu Wege gehen will, muss sich mit einem ökologisch sinnvollen Konzept beschäftigen. Wer gleichzeitig die Umwelt schonen und Kosten einsparen will, muss zwangsläufig die Abwassermenge – und damit die Frischwasser- und Chemiezufuhr deutlich reduzieren. Erst miet der Ultrafiltration wird ein Öko-Konzept möglich, und Öko bezieht sich dabei erfreulicherweise einmal in gleichem Masse auf Ökonomie und Ökologie. Auch bei dieser Anwendung gilt es aber zu beachten, dass damit nicht ein Allheilmittel gefunden wurde, das bedenkenlos überall eingesetzt werden kann.

Der Einsatz von mit Ultrafiltration kombinierten Filtersystemen für Aufbereitungsanlagen bedingt, dass Chemikalien, Wasserbeschaffenheit und Filtermembranen genau aufeinander abgestimmt sind. Schon die Membranen können zu grossen Überraschungen führen: Typen mit gleicher Porengrösse, ähnliche Materialien, aber von verschiedenen Herstellern können komplett andere Resultate bewirken. Will man nicht auf die bestehenden und mit dieser Anwendung erfahrenen Lieferanten zurückgreifen, muss man zwangsläufig Versuche mit seiner Chemie und dem Anlagelieferanten seiner Wahl durchführen. Gelingen die Versuche, sind massive Einsparungen an Frisch-, Abwasser und Chemie zu erzielen.

Als Ergänzung sei hier auch erwähnt, dass die beschriebenen Filterkombinationen nicht nur für Tauchvorbehandlung Verwendung finden, sondern auch schon in Durchlauf-Sprühanlagen im Einsatz sind.