Oberflächenaktive Stoffe, auch Tenside genannt, sind Moleküle, die sowohl hydrophile (wasseranziehende) als auch hydrophobe (wasserabweisende) Eigenschaften besitzen. Diese duale Struktur ermöglicht es ihnen, die Grenzflächenspannung zwischen zwei Phasen, wie Wasser und Öl, zu reduzieren. Sie sind in einer Vielzahl von industriellen Prozessen und Produkten zu finden, einschließlich Reinigungsmitteln, Emulgatoren, Dispergiermitteln und Schaumbildnern.
Technische Hintergründe
Struktur
Oberflächenaktive Stoffe bestehen aus:- Hydrophiler Kopfgruppe: Diese kann ionisch, nicht-ionisch oder amphoter sein und sorgt für die Löslichkeit im Wasser.
- Hydrophobe Schwanzgruppe: Meist ein Kohlenwasserstoff- oder Silikonrest, der die Wechselwirkung mit nicht-polaren Substanzen ermöglicht.
Klassifikation
- Anionische Tenside: Negativ geladene Kopfgruppe, z. B. Natriumdodecylsulfat.
- Kationische Tenside: Positiv geladene Kopfgruppe, z. B. quartäre Ammoniumverbindungen.
- Nicht-ionische Tenside: Keine Ladung, z. B. Polyethylenglykol.
- Amphotere Tenside: Sowohl positive als auch negative Ladungen, z. B. Betaine.
Anwendungen in der Wasser- und Abwasserbehandlung
1. Fettabscheider und Ölabscheidung
Oberflächenaktive Stoffe stabilisieren Emulsionen und erschweren die Abtrennung von Ölen und Fetten. Daher werden sie gezielt entfernt, um die Effizienz von Fettabscheidern zu verbessern.
2. Chemisch-physikalische Verfahren (CP-Anlagen)
In Fällungs- und Flockungsverfahren werden Tenside durch Flockungshilfsmittel oder Adsorption an Aktivkohle entfernt.
3. Schaumkontrolle
In Abwasserbehandlungsanlagen verursachen Tenside oft unerwünschte Schaumbildung. Der Einsatz von Entschäumern ist daher in vielen Prozessen notwendig.
4. Biologische Abbauprozesse
Einige Mikroorganismen sind in der Lage, oberflächenaktive Stoffe abzubauen. Biologische Verfahren wie das Belebtschlammverfahren und Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) tragen zur Reduktion dieser Stoffe bei.
Foto: Unser MBBR-Reaktor ALMA BIO MBBR
5. Membranverfahren
Oberflächenaktive Stoffe können Fouling in Ultrafiltrations– und Umkehrosmoseanlagen verursachen. Eine gründliche Vorbehandlung, wie die Dosierung von Antifouling-Mitteln, ist daher essenziell.
Foto: Unsere Umkehrosmoseanlage ALMA OSMO Process zur Entfernung von PFAS, installiert im Technikraumcontainer ALMA MODUL
Umwelteinflüsse und gesetzliche Vorgaben
Oberflächenaktive Stoffe können in Gewässern toxische Wirkungen auf aquatische Organismen haben. Daher existieren strenge gesetzliche Vorgaben, wie etwa die europäische Detergenzienverordnung, die eine Mindestabbaubarkeit fordert. In der Abwassertechnik wird der Gehalt an Tensiden durch Parameter wie den AOX (adsorbierbare organische Halogenverbindungen) überwacht.
Fazit
Oberflächenaktive Stoffe spielen eine zentrale Rolle in industriellen Prozessen, bringen jedoch erhebliche Herausforderungen in der Abwasserbehandlung mit sich. Die gezielte Auswahl und Kombination von Behandlungsverfahren ist entscheidend, um ihre umweltgerechte Beseitigung sicherzustellen. ALMAWATECH bietet maßgeschneiderte Lösungen, von chemisch-physikalischen Verfahren bis zu biologischen Abbauprozessen, um die Anforderungen der Industrie und den Schutz der Umwelt zu gewährleisten.
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