Was ist die Uhrenindustrie?
Die Uhrenindustrie umfasst die Entwicklung, Fertigung, Montage und Veredelung von Armbanduhren, Taschenuhren, Industrieuhren und Präzisionskomponenten. Verarbeitet werden unter anderem:
- Edelstahl
- Messing
- Titan
- Aluminium
- Gold
- Silber
- Rhodium
- Keramik
- Kunststoffe
Zur Herstellung werden zahlreiche wasserführende Prozesse eingesetzt, die Prozesswasser benötigen und unterschiedliche Abwasserströme erzeugen.
Typische Produktionsschritte sind:
- Drehen und Fräsen
- Schleifen und Läppen
- Polieren
- Galvanisieren
- Reinigen und Entfetten
- Montage und Endkontrolle
Wie entsteht Abwasser in der Uhrenindustrie?
Abwasser entsteht in mehreren Produktionsbereichen.
Mechanische Bearbeitung
Beim Drehen, Bohren, Fräsen und Schleifen werden Kühlschmierstoffe eingesetzt. Dadurch entstehen Abwässer mit:
- Metallpartikeln
- Schleifschlämmen
- Emulsionen
- Ölen und Fetten
Polieren und Läppen
Polierprozesse erzeugen Abwässer mit:
- Polierpasten
- Metallabrieb
- Oxiden
- organischen Bindemitteln
Galvanik und Oberflächenveredelung
Zur Veredelung von Gehäusen, Armbändern und Uhrwerkteilen werden häufig Beschichtungen mit Nickel, Gold, Silber, Rhodium oder Chrom eingesetzt.
Hierbei entstehen Spülwässer mit:
- Metallionen
- Edelmetallen
- Elektrolytresten
- Komplexbildnern
- erhöhten Salzfrachten
Reinigung und Entfettung
Vor und nach verschiedenen Produktionsschritten werden Bauteile gereinigt.
Typische Inhaltsstoffe sind:
- Tenside
- Lösemittelreste
- Öle
- Fette
- organische Verbindungen
Anlagen- und Werkstattreinigung
Zusätzliche Belastungen entstehen durch:
- Feststoffe
- Chemikalienreste
- erhöhte CSB-Werte
- Schmutz- und Abriebpartikel
Welche Aufgaben und Ziele erfüllt die Abwasserbehandlung?
Die Behandlung von Abwasser aus der Uhrenindustrie verfolgt mehrere Ziele:
- Entfernung von Schwermetallen und Edelmetallen
- Abtrennung von Schleif- und Polierpartikeln
- Reduktion organischer Belastungen (CSB)
- Entfernung von Ölen und Emulsionen
- Stabilisierung des pH-Werts
- Verringerung der Salzbelastung
- Rückgewinnung wertvoller Metalle
- Ermöglichung von Wasserrecycling
- Einhaltung gesetzlicher Einleitbedingungen
Wie funktioniert die Behandlung?
Je nach Abwasserzusammensetzung werden unterschiedliche Verfahren kombiniert.
Mechanische Verfahren
Zur Entfernung von Feststoffen werden eingesetzt:
- Sedimentation
- Lamellenabscheider
- Bandfilter
- Kerzenfilter
- Kammerfilterpressen
- Zentrifugen
Chemisch-physikalische Behandlung
Die zentrale Behandlungsstufe umfasst häufig:
- Neutralisation des pH-Werts
- Fällung gelöster Metalle
- Flockung feiner Partikel
- Sedimentation oder Flotation
- Schlammentwässerung
Dabei werden Metallionen in schwerlösliche Verbindungen überführt und aus dem Wasser entfernt.
Behandlung komplexierter Metalle
Galvanikabwässer enthalten häufig Komplexbildner, die eine direkte Metallfällung erschweren.
Mögliche Verfahrensschritte:
- Oxidation
- Spezialfällung
- mehrstufige Fällungsverfahren
Ionenaustausch
Ionenaustauscher werden eingesetzt zur:
- Entfernung geringer Restkonzentrationen von Metallen
- Rückgewinnung von Edelmetallen
- Aufbereitung von Kreislaufwasser
Membranverfahren
Für hohe Anforderungen an die Wasserqualität kommen zum Einsatz:
- Ultrafiltration (UF)
- Nanofiltration (NF)
- Umkehrosmose (RO)
Diese Verfahren ermöglichen die Rückführung von Wasser in Produktionsprozesse.
Welche Stoffe bzw. Parameter sind typisch?
Typische Inhaltsstoffe
Metalle und Edelmetalle
- Nickel
- Kupfer
- Zink
- Chrom
- Gold
- Silber
- Rhodium
Organische Belastungen
- Tenside
- Reinigungsmittel
- Poliermittel
- Kühlschmierstoffe
Feststoffe
- Schleifpartikel
- Metallspäne
- Metalloxide
- Polierabrieb
Wichtige Überwachungsparameter
- pH-Wert
- CSB
- Leitfähigkeit
- AFS (abfiltrierbare Stoffe)
- Metallkonzentrationen
- Öl- und Fettgehalt
- Salzgehalt
Typische Eigenschaften
- hohe Metallfrachten in Teilströmen
- feine Partikelgrößen
- stabile Emulsionen
- schwankende Belastungen im Chargenbetrieb
- komplexierte Metallverbindungen
Entsorgung und Wiederverwendung
Die Uhrenindustrie bietet gute Voraussetzungen für Water-Reuse-Konzepte.
Typische Maßnahmen sind:
- Mehrfachnutzung von Spülwasser
- Kaskadenspülungen
- Kreislaufführung von Reinigungswasser
- Einsatz von Umkehrosmoseanlagen
- Einsatz von Ionenaustauschern
Vorteile:
- Reduzierung des Frischwasserverbrauchs
- geringere Abwassermengen
- niedrigere Betriebskosten
- geringere Umweltbelastung
Industrielle Herausforderungen
Edelmetallverluste in Spülprozessen
Problem: Verlust wertvoller Rohstoffe.
Ursache: Austrag von Gold, Silber oder Rhodium über Spülwässer.
Auswirkung: Hohe Rohstoffverluste und Kosten.
Technische Konsequenz: Rückgewinnungssysteme werden erforderlich.
Lösungsansatz: Ionenaustausch, Membrankonzentration oder selektive Metallrückgewinnung.
Komplexbildner in Galvanikabwässern
Problem: Schwermetalle lassen sich nur schwer entfernen.
Ursache: Komplexierte Metallionen bleiben gelöst.
Auswirkung: Grenzwerte werden schwieriger eingehalten.
Technische Konsequenz: Zusätzliche Behandlungsstufen erforderlich.
Lösungsansatz: Oxidation und mehrstufige Fällungsverfahren.
Wasserrecycling und Ressourceneffizienz
Problem: Steigende Wasserkosten und Wasserknappheit.
Ursache: Hoher Wasserbedarf für Reinigungs- und Spülprozesse.
Auswirkung: Höhere Produktionskosten.
Technische Konsequenz: Ausbau geschlossener Wasserkreisläufe.
Lösungsansatz: Membrantechnik, Ionenaustausch und digitales Wassermanagement.
Prozesssicherheit bei schwankenden Belastungen
Problem: Unterschiedliche Produktionschargen erzeugen wechselnde Abwasserqualitäten.
Ursache: Verschiedene Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen.
Auswirkung: Schwankende Ablaufwerte.
Technische Konsequenz: Erhöhter Regelungs- und Überwachungsbedarf.
Lösungsansatz: Online-Monitoring und automatische Dosiersteuerungen.
Gesetzliche Anforderungen
Für die Uhrenindustrie können insbesondere folgende Regelwerke relevant sein:
- Wasserhaushaltsgesetz (WHG)
- Abwasserverordnung (AbwV)
- kommunale Einleitbedingungen
- Abfallverzeichnisverordnung (AVV)
- branchenspezifische Genehmigungsauflagen
Die einzuhaltenden Grenzwerte hängen vom Einleitweg, Produktionsverfahren und Standort ab.
