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 kemény vízben R – SO3- Na+ R – SO3- R – SO3 Ca++ Ca a vegyület apoláros és poláros része megmarad R – SO3- 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.

nagy stabilitás állandójú vízoldható Ca vagy Mg komplex Na3P3O10 + b./ Vízoldható komplexképző vízkeménység csökkentő adalék (foszfor tartalmú) Ca 2+ Mg 2+ nagy stabilitás állandójú vízoldható Ca vagy Mg komplex Na3P3O10 + + 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.

nátrium (akrilsav-maleinsav) kopolimer b./ Vízoldható komplexképző vízkeménység csökkentő adalék (foszfor mentes) POLIKARBOXILÁTOK H2C = C – C = O H Mátlag = 2 000 – 10 000 CO2Na akrilsav nátrium-poliakrilát n CO2Na H2C = C – C = O H + O = C C = C – C = O 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 nátrium-tripolifoszfát 20 – 25 0 zeolit 0 25 polikarboxilátok 0 5 szerves foszfonátok 0 – 0,2 0,4 nátrium-szilikát 6 4 nátrium-karbonát 5 15 felületaktív anyag 12 15 nátrium- perborát 14 18 aktivátor 2 2,5 nátrium-szulfát 1 – 24 9 enzimek 1 0,5 ülepedésgátló 0,2 1 optikai fehérítő 0,2 0,2 illatosító változó ioncserélő ásvány a drága polikarboxilát kiváltására, de szürkíti a szövetet, növeli szennyvíziszapot rontva a minőségét 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 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.