Vom Abwasser zur Ressource

Vom Abwasser zur Ressource – Recyclingprozesse bei Kunststoffverpackungen optimieren

Kunststoffrecycling – insbesondere das Recycling von Kunststoffverpackungen – gewinnt immer mehr an Bedeutung für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft. Doch neben dem eigentlichen Recyclingprozess rückt ein Aspekt zunehmend in den Fokus: die Behandlung des anfallenden Abwassers. Beim Waschen von Kunststoffen entstehen große Wassermengen, die mit verschiedensten Verunreinigungen belastet sind. Dieses Prozesswasser muss effizient gereinigt und nach Möglichkeit im Kreislauf gefahren werden.

Belastungen des Prozesswassers beim Kunststoffrecycling

Beim Waschen der Kunststoffe lösen sich diverse Stoffe ins Prozesswasser, was zu teils erheblichen Verschmutzungen führt. Die Zusammensetzung des Abwassers hängt stark vom Inputmaterial ab (Post-Consumer-Verpackungen vs. saubere Produktionsreste, etc.). Typischerweise beinhaltet das Waschwasser gebrauchter Kunststoffverpackungen unter anderem organische Rückstände wie Fette, Öle und Eiweiße, Lebensmittelanhaftungen sowie Zucker, Säuren oder andere Inhaltsstoffe von Verpackungsresten. Diese erhöhen den biologischen und chemischen Sauerstoffbedarf (BSB₅/CSB) oft erheblich – BSB₅-Werte bis 12.000 mg/l und CSB bis 20.000 mg/l sind dabei keine Seltenheit. Weiter befinden sich Kunststoffabriebe im Wasser, also kleinste Plastikpartikel, die sich beim Zerkleinern und Waschen von den Flakes lösen – Mikroplastik.

Auch Waschchemikalien und Tenside tragen zur Belastung bei. Reinigungsmittel (Laugen, Seifen, Entfetter) werden dem Waschwasser zugesetzt, um Fett und Schmutz zu lösen. Diese Chemikalien verbleiben im Wasser und müssen später neutralisiert bzw. entfernt werden. Ebenfalls ins Abwasser gelangen die beim Waschen abgelösten Druckfarben von Folien und Flaschenetiketten. Druckfarben enthalten Pigmente und Bindemittel, die im Wasser feine Farbpartikel und gelöste organische Stoffe verursachen.

Anforderungen und Technologien zur optimalen Prozesswasserbehandlung

Die optimale Prozesswasserbehandlung im Kunststoffrecycling erfordert eine Kombination verschiedener Verfahren, um die unterschiedlichen Verschmutzungen effizient zu entfernen. Im Wesentlichen kommen folgende Behandlungstechnologien zum Einsatz:

Mechanische Verfahren: Hierzu zählen Grob- und Feinabscheidungen von Feststoffen. Beispielsweise kommen Siebtrommeln oder Siebschnecken zum Einsatz, um größere Partikel, Papierfetzen und Kunststoffabrieb aus dem Abwasser zu entfernen.
Chemisch-physikalische Verfahren: Durch chemische Zusätze und physikalische Effekte werden fein verteilte oder gelöste Verunreinigungen entfernt. Ein bewährtes Verfahren ist die Druckentspannungsflotation mit vorgeschalteter Fällungs- und Flockungsbehandlung. In einer Druckentspannungsflotation (DAF) werden mittels feinster Luftbläschen die Flocken an die Oberfläche getragen und als Schlamm ausgetragen. Auf diese Weise können Schwebstoffe, Öle/Fette sowie ein großer Teil der Belastung (CSB/BSB₅) entfernt werden.

Biologische Verfahren: Ist die organische Fracht (BSB₅/CSB) sehr hoch und biologisch abbaubar, ist eine biologische Abwasserreinigung sinnvoll. In Festbettreaktoren (FBR) bauen Mikroorganismen gelöste organische Substanzen ab. Eine mechanisch-biologische Kläranlage im Recyclingbetrieb kann den BSB₅ deutlich senken. Der FBR ist dabei besonders robust gegenüber Lastschwankungen und wechselnde Zuflussbedingungen.
Membranverfahren: Um kleinste Partikel und kolloidale Verunreinigungen (bis hin zu Mikroplastik) zu entfernen, werden häufig Membranfilter eingesetzt. Ultrafiltrations-Anlagen können Partikel im Bereich 0,02–0,05 µm zurückhalten – das umfasst Bakterien, Mikroplastik und selbst viele Emulsionen.
Oxidationsverfahren: Um Reststoffe wie gelöste organische Spuren, Geruchsstoffe oder Farbsubstanzen zu entfernen, ist ein Oxidationsverfahren hilfreich. Innovative Ansätze nutzen z.B. elektrochemische Oxidation mit speziellen Elektroden, um gelöste Farbstoffe direkt zu zerstören. Solche Advanced Oxidation Processes (AOP) können hartnäckige organische Verbindungen angreifen und oxidieren.

Oft wird eine Kombination dieser Verfahren in mehreren Stufen eingesetzt, um eine maximale Reinigungsleistung zu erzielen. Das Ziel ist ein weitgehend geklärtes Wasser, das entweder in die Kanalisation eingeleitet oder – bevorzugt – im Prozess wiederverwendet werden kann.

Warum die Prozesswasserbehandlung so wichtig ist

Eine effektive Abwasserreinigung im Kunststoffrecycling ist aus mehreren Gründen unerlässlich: Umweltauflagen und Regulierung spielen eine große Rolle. Direktes Einleiten von unbehandeltem oder unzureichend gereinigtem Waschwasser ist verboten, da sonst Schadstoffe und Mikroplastik in die Gewässer gelangen. Die Behörden setzen strenge Grenzwerte für die Einleitqualität fest, welche Recyclingbetriebe einhalten müssen.

Neben dem Umweltaspekt gibt es betriebswirtschaftliche Gründe: Frischwasser ist eine kostbare Ressource – Wassergebühren steigen in vielen Regionen – und zugleich kostet die Entsorgung von Abwasser (Gebühren für Einleitung oder Abtransport) Geld. Durch eine gute Prozesswasseraufbereitung kann der Bedarf an Frischwasser und die Abwassermenge drastisch reduziert werden.

Ein weiterer zentraler Punkt ist die Qualität des Rezyklats und der Prozessstabilität. Wird das Waschwasser immer wieder im Kreislauf gefahren, aber nicht ausreichend gereinigt, kommt es zur Anreicherung von Verunreinigungen. Diese schlagen sich auf die Flakes und letztlich auf das Rezyklat nieder.

Letztlich trägt eine gute Abwasserbehandlung auch zum Image und zur Nachhaltigkeitsbilanz des Unternehmens bei. Recycler können demonstrieren, dass ihr Prozess nicht nur Material, sondern auch Wasser im Kreislauf führt und Umweltauswirkungen minimiert – ein Vorteil gegenüber Wettbewerbern in einer zunehmend umweltbewussten Industrie.

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