Die Tätigkeiten der Oberflächenbehandlungsindustrie umfassen das Beschichten von Metall- oder Kunststoffoberflächen mit verschiedenen Techniken, um deren Eigenschaften zu verbessern, wie z. B. den Schutz der Oberflächen vor Verschleiß und Korrosion, die Veränderung ihrer elektrischen Leitfähigkeit usw. Obwohl die Bandbreite der Behandlungen und möglichen Beschichtungen sehr groß ist, ist eine der gebräuchlichsten das Galvanisieren. Der Galvanisierungsprozess besteht darin, die zu behandelnde Oberfläche mit einer wenige zehn Mikrometer dicken Metallschicht zu überziehen, die die gewünschten Eigenschaften verleiht. So sind Chrombeschichtung, Nickelbeschichtung, Zinkbeschichtung, Kupferbeschichtung, Cadmiumbeschichtung, Zinnbeschichtung usw. gängige Verfahren.
Das Verfahren selbst besteht darin, die zu behandelnde Oberfläche in ein Elektrolytbett einzutauchen, sodass die im Lösungsmittel vorhandenen Metallionen auf der zu beschichtenden Oberfläche reduziert werden. Obwohl zahlreiche Metalle für die Beschichtung verwendet werden können, sind die gebräuchlichsten Zink, Gold, Nickel, Kupfer und Chrom sowie das Eloxieren, das auf der Umwandlung der Metalloberfläche in eine unlösliche Oxidschicht basiert, wobei Aluminium das am häufigsten verwendete Eloxiermaterial ist.
Die Oberflächenbehandlung erzeugt während des Prozesses zwei sehr unterschiedliche Arten von flüssigen Abwässern, nämlich Abwässer mit hoher Schadstoffbelastung, aber relativ kleinem Volumen (wie gesättigte Prozessbäder) und Abwässer mit geringer Schadstoffbelastung, die jedoch in großen Mengen, oft während Waschvorgängen, anfallen. Beide Arten von Abwässern entstehen typischerweise bei folgenden Prozessen: Entfettung, Spülen oder Waschen, Beizen und elektrolytische Beschichtung sowie in den erschöpften elektrolytischen Bädern.
Die Schadstoffbelastung im erzeugten flüssigen Abwasser enthält üblicherweise CSB, Öle und Fette, Tenside, Metalle, Alkalinität, Säure, Cyanide und Salze sowie weitere in geringeren Anteilen vorhandene Stoffe. Aufgrund der Komplexität der Behandlung dieses Abwassers gibt es zwei Hauptbehandlungsalternativen: Die erste Option umfasst den Einsatz von Trenn- und Dekontaminationstechniken wie Ionenaustausch, selektive Elektrolyse, Elektrokoagulation, Neutralisation und anschließende Fällung oder membranbasierte Technologien (Mikro- und Ultrafiltration), um die Toxizität und Kontamination des Abwassers zu beseitigen und so die Einleitung in das öffentliche Wassersystem oder in ein natürliches Gewässer zu ermöglichen. Die andere Option basiert auf der Verwendung von Konzentrationstechniken (hauptsächlich Vakuumverdampfung), um das Abwasser in zwei Ströme zu trennen: einen mit Wasser, das im Prozess wiederverwendet werden kann, und einen anderen mit hochkonzentriertem Abfall, der extern entsorgt werden kann. Der Stand der Technik dieser Technologien ermöglicht ihren Einsatz mit hoher Wahrscheinlichkeit, dass die Behandlung solcher Abwässer möglich und effizient ist.
Die in den verschiedenen Prozessen erzeugten Abwässer weisen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf, und je nach diesen Eigenschaften steht in der Regel eine spezifische und effizientere Technik für jeden Fall zur Verfügung. Zum Beispiel sind die besten Techniken für das bei der Entfettung der zu beschichtenden Teile anfallende Abwasser Vakuumverdampfung (mit einer Amortisationszeit von 4,5 Jahren) und Elektrokoagulation (mit einer Amortisationszeit von 10 Jahren); der Kupfercyanidierungsprozess erzeugt ein Abwasser, für das die beste Behandlungstechnik ebenfalls die Vakuumverdampfung ist; während Zink- und Nickellegierungsbeschichtungsprozesse Abwässer erzeugen, für die die günstigste und effizienteste Behandlung anodische Oxidation und Elektrolyse ist (mit einer Amortisationszeit von 7 Jahren). Folglich kann die optimale Behandlungstechnologie für jedes Abwasser je nach dessen Eigenschaften und spezifischen Merkmalen variieren.
Die einzige Technologie, die jedoch immer effizient und in den meisten Fällen die günstigste mit einer kürzeren Amortisationszeit ist, ist die Vakuumverdampfung. Darüber hinaus ist sie die einzige praktikable Technik, wenn flüssige Abwässer nicht getrennt werden. Dies gilt auch, wenn die Abwässer über lange Zeiträume (diskontinuierliche, bedarfsorientierte Produktion) anfallen; in solchen Fällen hat das Unternehmen normalerweise keinen Zugang zu einer breiten Palette spezifischer Techniken aufgrund der hohen Investitionskosten.
Folglich bestehen die wichtigsten ökologischen Herausforderungen der Oberflächenbehandlungsindustrie in einem hohen Wasserverbrauch und der Erzeugung großer Mengen flüssiger Abwässer. Obwohl solche Abwässer in der Regel mit einer bevorzugten Behandlungstechnologie verbunden sind, die von ihren Eigenschaften abhängt, ist es nicht immer möglich, alle Abwässer zu trennen und jede einzeln mit der optimalen Technologie zu behandeln. Die Vakuumverdampfung ist eine Technik, die für eine Vielzahl von Abwässern optimal ist, beispielsweise für jene, die bei Entfettungs- oder Kupfercyanidierungsbeschichtungsprozessen anfallen. Zudem ist sie die einzige effiziente und praktikable Technik, wenn alle Abwässer zusammengeführt oder nur eine Behandlungstechnologie für alle erzeugten Abwässer verwendet werden kann.