Transcript 13. detergens tartalmú szennyvizek

DETERGENS
TARTALMÚ SZENNYVIZEK
KÖRNYEZETKÉMIA ÉS TECHNOLÓGIA
Vegyészmérnök B.Sc. hallgatók részére
KÖRNYEZETI KÉMIA
Környezetmérnök B.Sc. hallgatók részére
Biomérnök M.Sc. hallgatók részére
HAGYOMÁNYOS ÉS MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK
KÖRNYEZETI HATÁSAI
Műszaki menedzser B.Sc. hallgatók részére
Dr. Bajnóczy Gábor
egyetemi docens
Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék
Vegyész- és Biomérnöki Kar
Budapesti Műszaki Egyetem
2012
AZ ELŐADÁS ANYAGA, KÉPEK, RAJZOK
KIZÁRÓLAG OKTATÁSI CÉLRA,
KORLÁTOZOTT HOZZÁFÉRÉSSEL
HASZNÁLHATÓK !
INTERNETRE KORLÁTLAN HOZZÁFÉRÉSSEL
FELTENNI TILOS !
DETERGENS TARTALMÚ SZENNYVIZEK
Felületaktív anyagok, vagy tenzidek (tendere =
feszíteni latinul): Olyan vegyületek, amelyek
folyadékban (általában vízben) oldva vagy
diszpergálva valamely határfelületen nagy
arányban adszorbeálódnak és ezáltal a gyakorlat
szempontjából jelentős fizikai-kémiai vagy
kémiai tulajdonságok kerülnek előtérbe.
Detergens: szerves szintetikus tisztítószer. A
mosószereket detergenseknek is nevezik.
Szappan: általánosságban szappanként jelöljük a
telített illetve telítetlen hosszabb szénláncú
karbonsavak (karboxilcsoportot tartalmazó
savak) (zsírsavak) vízben oldódó nátrium illetve
kálium sóit.
FELÜLETAKTÍV ANYAG
DETERGENS
SZAPPAN
FELÜLETAKTÍV ANYAG, DETERGENS SZENNYEZÉS FORRÁSAI
TERMÉSZETES:
algavirágzáskor jelentős
mennyiségű, az élővíz habzását okozó
felületaktív típusú vegyület juthat a
természetes vizekbe.
EMBERI EREDET:
minden olyan tevékenység,
amely valamilyen anyag,
szerkezeti anyag, eszköz
tisztításával kapcsolatos.
DETERGENSEK, MOSÓSZEREK ÖSSZETEVŐI ÉS
KÖRNYEZETI HATÁSAI
1. Felületaktív anyagok (tenzidek)
a./ Anionos mosószerek: egyenes szénláncon R1–COO– (karboxilát),
R2–SO3– (szulfonát) és R3–SO4– (szulfát),
mosógépekben használatosak.
A szénlánc nem lehet elágazó, különösen a karboxilátok gyorsan bomlanak
biológiailag. Nem toxikus, de nagy oxigénigényű vízszennyezők az élővizekben.
b./ Kationos mosószerek: láncvégen egy kvaterner ammónium csoport R-NH3+,
fertőtlenítő hatású, öblítőkben használatos.
Baktericid hatása miatt mosószerként tilos alkalmazni !
c./ Nemionos mosószerek: egyenes szénláncon a molekulának parciális negatív
töltést adó alkoholos csoport vagy éter kötés,
finom mosószerek, tusfürdők alapanyaga.
A szénlánc nem lehet elágazó, az alkoholos csoportot tartalmazók gyorsan
bomlanak biológiailag. Nem toxikus, de nagy oxigénigényű vízszennyezők
az élővizekben.
2. Vízkeménység csökkentő adalékok
Vízkeménység: okozói a víz oldott kalcium és magnézium sói.
lágy vízben
R – SO3-
kemény vízben
R – SO3-
Na+
R – SO3
Ca++
Ca
R – SO3-
a vegyület apoláros és poláros
része megmarad
R – SO3
a vegyület apoláros és poláros
megszűnik, nincs mosóhatás
a./ Régebben használt vízkeménység csökkentő: trisó (trinátrium - foszfát)
2 Na3PO4 + 3 Ca 2+ = Ca3(PO4)2 + 3 Na+
csapadék
A kiváló csapadék miatt mosógépekben nem megfelelő.
b./ Vízoldható komplexképző vízkeménység csökkentő adalék (foszfor tartalmú)
Ca 2+
Na3P3O10
+
Mg
2+
nagy stabilitás állandójú
vízoldható
Ca vagy Mg komplex
+ Na +
- nem mérgező
- nem korrózív
- nem gyúlékony
- ismert anyag
- biológiailag könnyen bontható
- vízben ismert vegyületekre hidrolizál
P3O10 5+ + 2 H2O = 2 HPO42- + H2PO4-
JELENTŐSEN HOZZÁJÁRUL AZ ÉLŐVIZEK FOSZFOR TERHELÉSÉHEZ
2012-ben még megtalálható mosószerekben és vízlágyítókban.
b./ Vízoldható komplexképző vízkeménység csökkentő adalék (foszfor mentes)
POLIKARBOXILÁTOK
H2C = C – C = O
H
akrilsav
Mátlag = 2 000 – 10 000
CO2Na
nátrium-poliakrilát
n
CO2Na
H2C = C – C = O + O = C – C = C – C = O
H
H
H
akrilsav
maleinsav
NaO2C
CO2Na
n
nátrium (akrilsav-maleinsav) kopolimer
Mátlag = 20 000 – 70 000
A polikarboxilátok Ca++ és Mg++ ionokkal nagystabilitású vízoldható komplexet képeznek
Foszfát tartalmú és foszfát mentes mosószer összetétel [%]
P bázisú
P mentes
20 – 25
0
zeolit
0
25
polikarboxilátok
0
5
nátrium-tripolifoszfát
szerves foszfonátok
0 – 0,2
0,4
nátrium-szilikát
6
4
nátrium-karbonát
5
15
felületaktív anyag
12
15
nátrium- perborát
14
18
aktivátor
nátrium-szulfát
2
2,5
1 – 24
a P mentesbe is kell, mert a zeolit nagyon lassan és csak a
kálcium iont cseréli le nátriumra
korróziógátló adalék
lúgosító, több kell belőle a P mentesbe
több kell belőle a P mentesbe, mert a nátrium-tripolifoszfát
jobban segíti a mosóhatást, mint a karboxilátok
fertőtlenítő
9
enzimek
1
0,5
ülepedésgátló
0,2
1
optikai fehérítő
0,2
0,2
illatosító
ioncserélő ásvány a drága polikarboxilát kiváltására,
de szürkíti a szövetet, növeli szennyvíziszapot rontva
a minőségét
változó
fertőtlenítő aktivátora 60 °C alatt
a P mentesben növelni kell a sok zeolit miatt
POLIKARBOXILÁTOK LEBONTHATÓSÁGA
A polikarboxilátok biológiailag a hosszú lánc miatt nehezen bonthatók.
A rövidebb szénláncú frakciórész viszonylag gyorsan lebomlik 8 – 15%.
A jó vízoldhatósága és hosszú élettartama ellenére a biológiai felhalmozódás
nem jelent veszélyt, mivel a nagy molekulatömegű anyag nem tud áthatolni
a sejt membránon.
A szennyvíz kezelésnél 90 – 95 %-os eltávolítás érhető el, mivel igen nagy
az adszorpciós hajlandósága szilárd anyagra, így a szennyvíz iszapra is.
Az erős adszorbeálódó hajlama miatt nem fenyeget az a veszély, hogy az
élővizekben az iszap nehézfém tartalmát oldatba viszi.