SURFACTANTS | GREYWATER

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Während größere Schmutzstoffe im Grauwasser durch mechanische Verfahren leichter zu entfernen sind, ist die Entfernung von suspendierten (d.h mineralische oder organische Feststoffe, die wegen ihrer geringen Größe und damit geringen Gewichts in der Schwebe gehalten werden) und gelösten Stoffe nicht so einfach.

Auch in einem nachhaltigen Haushalt, bei dem bewusst auf die Einbringung von Schadstoffen in das Wasser verzichtet wird, fallen gelöste Stoffe wie Tenside an, da durch Tenside das Heraus- und Ablösen von Schmutzteilchen in Materialien, Wäsche, auf Oberflächen und Körper ermöglicht werden. Sie sind ständig genutzte, waschaktive Substanzen, die in Waschmitteln, Spülmitteln und Haarwaschmitteln enthalten sind.

Tenside unterstützen das Ablösen kleiner Feststoffteilchen von festen Oberflächen, indem sie sich emulsionsähnlich um die Feststoffteilchen anlagern und das Zusammenklumpen, Absinken (= Sedimentieren) und erneute Anhaften an anderen festen Oberflächen hemmen, die selbst mit einer „Tensidschicht“ belegt sind.

Tenside natürlichen Ursprungs sind zum Beispiel Seifen, die aus natürlichen Rohstoffen durch Verseifung hergestellt werden während synthetische aus Erdöl-Rohstoffen bzw. daraus synthetisierten Folgeprodukten produziert werden. Eine wichtige Eigenschaft ist die biologische Abbaubarkeit, d.h das Vermögen organischer Chemikalien, biologisch, also durch Lebewesen oder deren Enzyme zersetzt zu werden. Zur Bestimmung der Abbaubarkeit werden häufig Tests zur Bestimmung des Biologischen (BSB) und des Chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) durchgeführt. Die gleichen Tests werden bei der Prüfung von Pflanzenkläranlagen durchgeführt, um die Effizienz der Anlage feststellen zu können. Wenn Grenzwerte bei max CSB = 150mg/l BSB5 = 40mg/l liegen, arbeitet die Anlage. Gute Werte liegen bei CSB = 28mg/l und BSB5 = 7mg/l.

Seife gilt leichter biologisch abbaubar als die meisten synthetischen Tenside. In Wasser bildet sich durch eine Reaktion mit vorhandenen Salzen und Säuren sofort Kalkseife (schwer lösliche Magnesium- und/oder Calciumsalze langkettiger Fettsäuren) und Fettsäuren, beides unlöslich und nicht oberflächenaktiv. Diese können sich in Rohren und auf Oberflächen festsetzen, die schwer zu entfernen sind.

Während in industriell hergestellten Seifen synthetische Zusätze verwendet werden, um die sogenannten Kalkseifen zu verhindern, kann bei selbst hergestellter Seife Zitronensäure zugesetzt werden. Die Industrie setzt den synthetischen Zusatzstoff EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) ein, der biologisch schlecht abbaubar ist und die Haut austrocknet, während selbst gemachte Seifen mit Zitronensäure rückwettend wirken.

Zitronensäure wirkt in Naturseifen als Komplexbildner (Mittel zur Maskierung, d.h ein weiteres Mittel wird hinzugefügt, das mit dem unerwünschten Stoff reagiert, um einer unerwünschten Eigenschaft wie der Härte des Wassers entgegenzuwirken) und ist ein gutes Mittel, die störenden Kalkseifen zu verhindern. Zitronensäure muss beim Herstellungsprozess der Seife mit Bedacht zugefügt werden und sollte bei versierten Quellen, wie z.Bsp. der unten genannten, nachgelesen werden.

Fettstoffe, wie in Seife und Kalkseife vorhanden, sind auch Bestandteile lebender Zellen und Stoffwechselprodukte der beim Abbau aktiven Mikroorganismen und haben daher keine negative Wirkung auf Abwasser und Gewässer. Die Kalkseifenbildung bewirkt eine Fällung, wodurch sich die Tensidbestandteile zu 60 – 70% in der Vorklärung absetzen und mit dem Klärschlamm entfernt werden können.

Im Zersetzungsprozess durch die im Abwasser lebenden Mikroorganismen entsteht Kohlensäure und Natriumhydrogencarbonat. In der Regel wird Seife in 24 Stunden zu 80% und in ca. drei Tagen zu 99% abgebaut. Die Abbaugeschwindigkeit hängt entscheidend von der Seifenkonzentration und von der Art der Fettsäuren ab.

Da Zitronensäure zur Maskierung wichtig und ein natürlicher Komplexbildner ist, gibt es hier einen Link zu einem Kurs für die Zugabe von Zitronensäure beim Sieden von selbstgemachter Seife: Crashkurs Zitronensäure

Quellen:
http://www.wasser-wissen.de; Institut für Umweltverfahrenstechnik, Universität Bremen

Zitronensäure in Naturseifen – Seife selber machen und die Bildung von Kalkseife

ENGLISH

While larger contaminants in greywater are easier to remove by mechanical processes, the removal of suspended (i.e. mineral or organic material that are suspended due to their small size and thus light weight) and dissolved substances is not so easy.

Even in a sustainable household, which consciously dispenses with the introduction of pollutants into the water, dissolved substances such as surfactants accumulate, because surfactants enable the detachment of dirt particles in materials, laundry, on surfaces and bodies. They are constantly used, washing-active substances that are contained in detergents, detergents and shampoos.

Surfactants aid in the detachment of small solid particles from solid surfaces by accumulating an emulsion similar to the particulates and inhibiting clumping, sedimentation and re-adherence to other solid surfaces which are themselves coated with a „surfactant layer“.

Surfactants of natural origin are, for example soaps made from natural raw materials by saponification, while synthetic ones are produced from petroleum raw materials or derived derivatives thereof. An important property is biodegradability – the ability of organic chemicals to be decomposed biologically by living being or their enzymes. For the determination of the degradability often tests for the measurements of the biological (BOD) and the chemical oxygen demand (COD) are carried out. The same tests are performed on the examination of a plant treatment system in order to determine the efficiency of the system. If limit values ​​are at max COD = 150 mg / l BOD5 = 40 mg / l, the system works. Good values ​​are CSB = 28 mg / l and BSB5 = 7 mg / l.

Soap is more readily biodegradable than most synthetic surfactants. In water lime soap (sparingly soluble magnesium and / or calcium salts of long-chain fatty acids) and fatty acids, both insoluble and not surface-active, are immediately formed by a reaction with existing salts and acids. These can become lodged in pipes and on surfaces that are difficult to remove.

While in industrial soaps synthetic additives are used to prevent the so-called lime soaps, citric acid can be added to self-made soap. The industry uses the synthetic additive EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), which is poorly biodegradable and dries out the skin, while home-made soaps are back-moisturizing with citric acid.

Citric acid acts as a sequestrant (masking medium, i.e., another medium is added which reacts with the undesired substance to counteract an undesirable property such as the hardness of the water) in natural soaps and is a good way to prevent the troublesome lime soaps. Citric acid must be added with care in the soap manufacturing process and should be used on well-managed sources such as the below, can be read.

Fats, such as present in soap and lime soap, are also constituents of living cells and metabolites of the microorganisms active in the degradation and therefore have no negative effect on sewage and waters. The lime soap formation causes a precipitation, whereby the surfactant constituents settle to 60-70% in the primary treatment and can be removed with the sewage sludge.

In the decomposition process by the microorganisms living in the wastewater, carbonic acid and sodium bicarbonate are formed. As a rule, soap is degraded to 80% in 24 hours and 99% in about three days. The rate of degradation depends critically on the soap concentration and the type of fatty acids.