Welche Koagulierungsmittel kommen in der Lackierung zum Einsatz?

Koagulierungsmittel bewirken, dass sich Lackpartikel in Abwässern zu Mikroflocken zusammenschließen und im Rahmen der Weiterbehandlung abscheiden lassen. Lesen Sie hier, wo bei der Lackierung Abwasser anfällt, wie die Koagulierung funktioniert, welche Anforderungen Koagulierungsmittel erfüllen müssen und wie sich das Wasser ressourcenschonend im Kreislauf führen lässt.

Die Grundzüge der Lack-Koagulierung

Beschaffenheit der Lackpartikel im Abwasser

Bei der Lackierung im Spritzverfahren werden die Lacke zerstäubt und von einem Luftstrom zu den Oberflächen der Werkstücke oder Bauteile getragen. Folglich sind die Lackpartikel in den Abwässern sehr klein. Im Luftstrom laden sich die Partikel elektrostatisch negativ auf. Folglich haben alle Partikel die gleiche elektrische Ladung und stoßen sich gegenseitig ab. Die beiden Eigenschaften bewirken, dass die Teilchen fein verteilt im Wasser schweben und in diesem Zustand nur schwer aus dem Wasser entfernt werden können. Für die Abscheidung müssen sie koagulieren und Flocken bilden. Das erledigt die Chemie mithilfe der Koagulierungsmittel.

Aufgaben von Koagulierungsmitteln

Eine Aufgabe der Koagulierungsmittel besteht darin, die Abstoßungskräfte zwischen den Teilchen zu beseitigen. Zur Koagulierung verwendet die Chemie positiv geladene Bestandteile, die die negativen Teilchen anziehen. Es entsteht eine elektrisch neutrale Verbindung aus einem Lackteilchen und der entsprechenden Komponente des Mittels. Daraus bilden sich kleine Mikroflocken. Mit der Lack-Koagulierung geht ein Entkleben des Lacks einher. Dadurch bleiben Anlagenteile, Rohrleitungen und Armaturen vor Verkrustungen und Verstopfungen bewahrt. Die für den Prozess erforderliche kräftige Durchmischung von Abwasser und Koagulierungsmittel kann zur Schaumbildung führen. Um diese zu unterdrücken, sind in den Mitteln Entschäumer enthalten.

Flockung nach der Koagulierung

Die Mikroflocken sind im Abwasser noch zu fein verteilt, um sie abscheiden zu können. Deshalb hat die Chemie Flockungshilfsmittel entwickelt. Diese bewirken, dass sich die Mikroflocken zu größeren Lackflocken zusammenballen. Je nach den Belangen der Prozessführung kann das Hilfsmittel für die Flockung Bestandteil des Koagulierungsmittels sein oder im Anschluss an die Koagulierung in das Abwasser gemischt werden. Die Beschaffenheit der Flocken entscheidet darüber, ob sie sich am Boden absetzen oder zur Oberfläche aufschwimmen.

Anforderungen an die Koagulierungsmittel

Koagulierungsmittel müssen an die speziellen Bedingungen der Lackierung angepasst werden. In Abhängigkeit davon, ob das Abwasser lösemittelbasierenden Lack, wasserbasierenden Lack oder beide enthält, variiert die Zusammensetzung. Auch das Verhalten der Lackflocken (Aufschwimmen oder Absinken) wird durch die Zusammensetzung beeinflusst. Weitere Anforderungen ergeben sich daraus, wie der letztendlich entstehende Lackschlamm aufbereitet oder entsorgt werden soll. Deshalb bietet die Chemie eine umfangreiche Palette an Koagulierungsmitteln, die die Abwasserzusammensetzung, die genutzten Anlagentypen und Austragsysteme sowie die Verwertung des Lackschlamms berücksichtigen.

Weiter Voraussetzungen für leistungsstarke Produkte:

• gute Lackentklebung
• hoher Abscheidegrad
• schelle und vollständige Wasserklärung
• gute Schlammentwässerung
• lange Standzeiten für das Umlaufwasser
• lange Reinigungsintervalle
• Recyclingfähigkeit von Lackschlamm
• umweltfreundliche Inhaltsstoffe
• geringe Verbrauchswerte

Außerdem steht bei der Herstellung der Koagulierungsmittel die Nachhaltigkeit im Mittelpunkt der Anstrengungen von Kluthe. Die Minimierung der Verbrauchsmengen von Chemikalien und Wasser sowie die Reduzierung der Abfallmengen tragen in hohem Maß zur Ressourcenschonung bei.

Abwasseranfall beim Lackieren

Abwasser fällt im Rahmen des Lackierungsprozesses an verschiedenen Stellen an, an denen dann die Anwendung von Koagulierungsmitteln zur Abwasserbehandlung notwendig ist. Die wesentlichen Posten sind hier Wasserwände und die Nassabscheidung.

Abwasser aus Wasserwänden

Die Industrie setzt bei der Nasslackierung mit wasserbasierenden oder lösemittelbasierenden Lacken in der Regel Spritzverfahren ein. Sowohl beim Lackieren von Hand, mit Spritzpistolen als auch bei der Lackierung in Spritzkabinen strömt ein Teil des Lacks an den Oberflächen der Werkstücke oder Bauteile vorbei. Dieser Anteil ist der Overspray. Würde sich dieser Lack am Arbeitsplatz oder in der Spritzkabine immer weiter anreichern, käme der Prozess irgendwann zum Erliegen. Um ihn vom Arbeitsplatz bzw. aus der Spritzkabine zu entfernen, wird der Overspray von berieselten Wasserwänden aufgefangen und mit dem Wasser abtransportiert.

Abwasser aus der Nassabscheidung

Viele Lackieranlagen und alle Spritzkabinen sind mit einer Absaugung ausgestattet, die die Luft in den Arbeitsstätten sauber hält. Die Abluft wird entweder ins Freie geleitet oder im Kreislauf geführt und wieder als Druckluft für Spritzpistolen bzw. -kabinen genutzt. In beiden Fällen ist eine Abluftbehandlung erforderlich. Einerseits sind Grenzwerte für Emissionen einzuhalten, andererseits müssen konstante Betriebsbedingungen gewährleistet werden. Für die Abluftbehandlung kommen häufig Verfahren der Nassabscheidung zum Einsatz, bei denen die Lackpartikel mit Wasser aus der Luft ausgewaschen und abtransportiert werden.

Was ist Wasserlack?

Lacke für die Nasslackierung sind Mischungen aus Pigmenten, Füllern, Bindemitteln und weiteren Zusatzstoffen. Lösungsmittel bewirken, dass die Mischungen bis zur Verarbeitung in einem flüssigen Zustand bleiben, und verdunsten beim Trocknen. Wird Wasser als Lösungsmittel verwendet, handelt es sich um Wasserlacke. Übernehmen organische Lösemittel diese Aufgabe, handelt es sich um lösemittelbasierende Lacke. Bei Wasserlack bietet es sich an, den Lack aus dem Schlamm zurückzugewinnen und wiederzuverwenden. Die innerbetriebliche Rückgewinnung ist dann vorteilhaft, wenn große Mengen eines Wasserlacks in einer Farbvariante verarbeitet werden. Andernfalls sind getrennte Abwasserströme erforderlich, die mit einem entsprechenden technischen Aufwand verbunden sind.

Kreislaufführung des Abwassers

Nach dem Koagulieren der Lackpartikel mit Koagulierungsmitteln und der Flockenbildung ruht das Abwasser in einem Behälter, in dem es sich durch Aufschwimmen (Flotation) oder Absinken (Sedimentation) der Lackflocken klärt. Anschließend erfolgt der Austrag der Feststoffe, die den Lackschlamm bilden. Pumpen fördern das geklärte Wasser zur Lackierung zurück. Der Schlamm wird entweder in einer Aufbereitungsanlage weiterverarbeitet oder entwässert, getrocknet und für eine energetische Verwertung verbrannt.