Warum sich eine Abwasseraufbereitung in der Leiterplattenfertigung lohnt

In der Abwasserverordnung ist genau festgelegt, mit welcher maximalen Belastung Abwasser in die Kanalisation eingeleitet werden darf. Zum Beispiel darf der Kupferwert (der Kupferanteil in der 2-Stunden-Mischprobe) nicht über 0,5 mg/l liegen. Somit muss das in der Fertigung genutzte Wasser vorgereinigt werden, bevor es in die Kanalisation abgeleitet werden darf. Und das möglichst effektiv, damit so wenig wie möglich belastende Stoffe im Abwasser enthalten sind, bevor es geklärt und in den Kreislauf zurückgeführt wird.

Eine Umfrage des Zentralverbands Elektrotechnik und Elektronikindustrie e.V. (ZVEI) hat bereits 2010 klare Ergebnisse gebracht, die ihre Relevanz, nach wie vor, haben. Die Teilnehmer an der ZVEI-Umfrage hatten im Schnitt 396 Liter Wasserverbrauch pro Quadratmeter gefertigter Leiterplattenfläche gemeldet. Leiterplatten-Fertigungsbetriebe haben naturgemäß einen relativ hohen Einsatz an Wasser.

Schwermetallbelastung im Abwasser

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 das Mittel der Wahl. Die Schwermetalle werden durch Zugabe eines Fällungsmittels zum Wasser unlöslich gemacht, also "gefällt". Die Neutralisierungsmittel, wie Ätznatron oder Kalkmilch dienen bei diesem Verfahren zugleich als Fällungsmittel.

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. Zur Gruppe der Schwermetalle gehören diejenigen Elemente, die mit dem Trennmittel schwerlösliche Sulfide bilden. Beispielsweise Kupfer oder 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) niedriger. Danach werden die herausgefilterten Schwermetalle der umweltgerechten Entsorgung beziehungsweise dem Recyclingkreislauf zugeführt.

Abwasserbehandlung in der Prototypenproduktion

Bei der Becker & Müller Schaltungsdruck GmbH aus Steinach im Kinzigtal 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 und aus Umweltgesichtspunkten investierte das Unternehmen knapp 400.00 Euro in eine neue Abwasseraufbereitungsanlage der Walter Süßmuth GmbH aus Reutlingen. Ein individualisierter Prozess zur Separierung von verschiedenen Wasserströmen und zur Verminderung der Rückstände wurde speziell von den Behörden genehmigt. Metallrückstände konnten so im zu behandelnden 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 von Becker & Müller kontrolliert. So wird auch regelmäßig der „Rettungswert“, als Indikator für das verbleibende Metall im Abwasser, mit einem Spektralphotometer zur Wasseranalytik gemessen. Darüber hinaus prüft auch die zuständige Abwasserbehörde zwei Mal pro Jahr durch ein unabhängiges Labor die Einhaltung der Grenzwerte. Das Abwasser unterschreitet mit 0,1 mg/l Kupfer den geforderten Grenzwert von 0,5 mg/l deutlich.

Langfristig in eine Umweltstrategie investieren

Bei Becker & Müller passt die jüngste Investition in die langfristige Umweltstrategie. Bei neuen Nassanlagen werden schon seit langem Spülsysteme mit 4 Kaskaden, statt den vorgeschriebenen 3 Kaskaden, verwendet.  So wird die Wasser- und Rückstandsmenge in der Prototypenproduktion verbessert. Und mit dem aktuellen Projekt wurden nun eine weiter verbesserte Wiederverwertung des Schlammes und die weitere Senkung des Wasserverbrauchs bzw. der Abwassermenge pro m² Leiterplattenfläche erreicht. Mit der weitestgehend automatisierten Anlage konnte auch der Zeitaufwand der Wasserbehandlung und Anlagenbedienung stark verringert, der Wasserverbrauch verbessert und die Recyclingquote, erhöht werden.