Сточные воды прачечной

Сточные воды выходят в процессе стирки с дополнительной энергией (теплом), ворсом, грязью, красителями, отделочными средствами и другими химическими веществами из моющих средств. ^[1] Некоторая часть сточных вод прачечных попадает непосредственно в окружающую среду из-за недостатков водопроводной инфраструктуры . Большая часть попадает на очистные сооружения, прежде чем попасть в окружающую среду. Некоторые химикаты остаются в воде после очистки, что может загрязнить систему водоснабжения. Некоторые утверждают, что они могут быть токсичными для дикой природы или привести к эвтрофикации .

Общее влияние сточных вод прачечной

По состоянию на 2023 год в США насчитывается 2538 промышленных прачечных. ^[2] который может сбросить в среднем 400 м ³ сточных вод каждый день. ^[3] Ежегодно около 5,11 км. ³ образуются сточные воды прачечной.

Очистка сточных вод прачечной

При оценке сточных вод прачечной имеется несколько параметров: температура, значение pH, взвешенные вещества, Cl ₂ , вещества осадка, общий азот, общий фосфор , азот-аммиак, химическое потребление кислорода (ХПК), биохимическое потребление кислорода (БПК ₅ ), анионные поверхностно-активные вещества. ^[4]

Химические вещества в моющих средствах

Некоторыми распространенными ингредиентами моющих средств являются поверхностно-активные вещества , активаторы , отбеливающие активные соединения и вспомогательные вещества. Поверхностно-активные вещества можно разделить на анионные, катионные и неионогенные поверхностно-активные вещества. Наиболее широко используемое поверхностно-активное вещество - линейный алкилбензолсульфонат (ЛАС) является анионным поверхностно-активным веществом. В строителях трифосфат натрия, цеолит А, нитрилотриацетат важнейшими веществами являются натрия (НТА). Активными отбеливателями обычно являются перборат натрия и перкарбонат натрия . Ферменты и флуоресцентные отбеливатели добавляются в моющие средства в качестве вспомогательных веществ. ^[1]

Механизм

Экологический вред ПАВ

ПАВ являются поверхностно-активными веществами, так как обладают как гидрофильными, так и липофильными свойствами и широко используются в различных процессах стирки. Благодаря липофильным хвостам поверхностно-активные вещества являются биологически активными. Анионные ПАВ обладают способностью связываться с биоактивными макромолекулами, такими как ферменты , ДНК, пептиды, вызывая изменения поверхностного заряда и сворачивание полипептидной цепи (структура различна. Катионные ПАВ могут связываться с внутренней мембраной бактерий и тем самым дезорганизовать бактерии посредством своей длинной алкильной цепи способны связываться как с белками, так и с фосфолипидными мембранами, что приводит к утечке низкомолекулярных соединений за счет увеличения проницаемости мембран и везикул. Это может привести к серьезному повреждению клеток или даже к их гибели. . ^[5]

ЛАС и его биоразложение

Линейный алкилбензолсульфонат (LAS) с формулой C ₁₂ H ₂₅ C ₆ H ₄ SO ₃ Na, также известный как додецилбензолсульфонат натрия , является наиболее широко используемым анионным поверхностно-активным веществом в стиральных порошках, поскольку он оказывает минимальное воздействие на окружающую среду из-за своей легкости биоразложения.

Полное биоразложение в аэробных условиях состоит из двух стадий: первичного биоразложения и окончательного биоразложения. Первый этап начинается с концевого углерода в алкильной цепи как омега-окисление, которое может начинаться с одного или обоих концов, затем следует бета-окисление. После первого этапа остаток представляет собой сульфофенил(ди)карбоксилаты (SP(d)Cs), большую молекулу, которая может быть задействована на втором этапе. Второй этап происходит только тогда, когда необходимые бактерии существуют. Происходит расщепление кольца бензола и дальнейшее десульфирование моно- и дикарбоновых сульфофениловых кислот. После двухэтапного биоразложения LAS разлагается на углекислый газ, воду, неорганические соли и остаточную биомассу. Во время биоразложения несколько специфических бактерий и кислород необходимы как для омега-окисления алкильной цепи, так и для процесса расщепления бензольного кольца, поэтому такое биоразложение может происходить только в аэробных условиях . ^[6] В анаэробных условиях в процессе лечения ЛАС не изменяется. Исследователи также доказывают, что процесс биоразложения ограничивается при концентрации 20–40 мг/л и даже ингибируется при более высокой концентрации, что приводит к неполному биоразложению ЛАС на очистных сооружениях. ^[7]

Вред строителей окружающей среде

Компонентами моющих средств являются умягчители воды, которые могут удалять ионы кальция и магния путем комплексообразования или осаждения в жесткой воде, содержащей высокие уровни кальция и магния.

Трифосфат натрия с формулой Na ₅ P ₃ O ₁₀ широко используется в качестве связующего вещества в стиральных порошках, что может привести к эвтрофикации, вызванной фосфором (P). Р необходим для переноса энергии, образования ДНК, РНК и многих других промежуточных метаболитов. Только фосфор в ортофосфате может усваиваться автотрофами , другие соединения фосфора, такие как трифосфат натрия, могут химически или ферментативно гидролизоваться до ортофосфата. ^[8] Механизм показан ниже. ^[9]

Разложение трифосфата натрия ферментом ^[9]

Избыток фосфора может привести к чрезмерному производству автотрофов, таких как водоросли и цианобактерии, что приводит к эвтрофикации неорганических питательных веществ. Обогащение питательными веществами озер и водохранилищ приводит к появлению микроскопических плавающих растений, водорослей и образованию плотных матов из более крупных плавающих растений, которые могут производить кислород путем фотосинтеза. Когда они умирают и опускаются на дно, при разложении они потребляют кислород. Бактерии, процветающие в этом процессе, потребляют кислород. При истощении кислорода рыбы умирают, а анаэробные бактерии производят метан , сероводород и аммиак , которые могут разрушить экосистему.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Стебер Дж. и Вибель Ф. Стиральные средства, 4. Экология и токсикология. Энциклопедия промышленной химии Ульмана . два : 10.1002/14356007.o15_o15
^ «Статистика промышленности» . IBISworld .
^ Чиабаттиа И., Чезаро Ф., Фаралли Л., Фатарелла Э. и Тоньотти Ф. (2009). Демонстрация системы очистки и повторного использования сточных вод прачечной. Опреснение , 245(1), 451-459. два : 10.1016/j.desal.2009.02.008
^ Шостар-Турк С., Петринич И. и Симонич М. (2005). Очистка сточных вод прачечных методами коагуляции и мембранной фильтрации. Ресурсы, сохранение и переработка , 44(2), 185-196. два : 10.1016/j.resconrec.2004.11.002
^ Иванкович Т. и Хренович Дж. (2010). Поверхностно-активные вещества в окружающей среде. Архив гигиены труда и токсикологии , 61(1), 95-109. дои : 10.2478/10004-1254-61-2010-1943
^ Jump up to: ^а ^б ^с Скотт, Мэтью Дж. и Малкольм Н. Джонс. «Биодеградация поверхностно-активных веществ в окружающей среде». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Biomembranes 1508.1 (2000): 235-251. дои : 10.1016/S0304-4157(00)00013-7
^ Паттерсон, Д.А., Меткалф, И.С., Сюн, Ф., и Ливингстон, А.Г. (2001). Влажно-воздушное окисление линейного алкилбензолсульфоната 1. Влияние температуры и давления. Исследования в области промышленной и инженерной химии , 40 (23), 5507-5516. два : 10.1021/ie010293k
^ Коррелл, DL (1998). Роль фосфора в эвтрофикации принимающих вод: обзор. Журнал качества окружающей среды , 27(2), 261-266. дои : 10.2134/jeq1998.00472425002700020004x
^ Jump up to: ^а ^б МакКомб, РБ; Бауэрс, Дж. Н.; Позен, С. (1979). Щелочная фосфатаза . Нью-Йорк: Пленум Пресс. п. 986. ИСБН 0-306-40214-9 .

[steber-1] Jump up to: ^а ^б Стебер Дж. и Вибель Ф. Стиральные средства, 4. Экология и токсикология. Энциклопедия промышленной химии Ульмана . два : 10.1002/14356007.o15_o15

[2] «Статистика промышленности» . IBISworld .

[3] Чиабаттиа И., Чезаро Ф., Фаралли Л., Фатарелла Э. и Тоньотти Ф. (2009). Демонстрация системы очистки и повторного использования сточных вод прачечной. Опреснение , 245(1), 451-459. два : 10.1016/j.desal.2009.02.008

[4] Шостар-Турк С., Петринич И. и Симонич М. (2005). Очистка сточных вод прачечных методами коагуляции и мембранной фильтрации. Ресурсы, сохранение и переработка , 44(2), 185-196. два : 10.1016/j.resconrec.2004.11.002

[ivan-5] Иванкович Т. и Хренович Дж. (2010). Поверхностно-активные вещества в окружающей среде. Архив гигиены труда и токсикологии , 61(1), 95-109. дои : 10.2478/10004-1254-61-2010-1943

[bio-d-6] Jump up to: ^а ^б ^с Скотт, Мэтью Дж. и Малкольм Н. Джонс. «Биодеградация поверхностно-активных веществ в окружающей среде». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Biomembranes 1508.1 (2000): 235-251. дои : 10.1016/S0304-4157(00)00013-7

[7] Паттерсон, Д.А., Меткалф, И.С., Сюн, Ф., и Ливингстон, А.Г. (2001). Влажно-воздушное окисление линейного алкилбензолсульфоната 1. Влияние температуры и давления. Исследования в области промышленной и инженерной химии , 40 (23), 5507-5516. два : 10.1021/ie010293k

[8] Коррелл, DL (1998). Роль фосфора в эвтрофикации принимающих вод: обзор. Журнал качества окружающей среды , 27(2), 261-266. дои : 10.2134/jeq1998.00472425002700020004x

[p-9] Jump up to: ^а ^б МакКомб, РБ; Бауэрс, Дж. Н.; Позен, С. (1979). Щелочная фосфатаза . Нью-Йорк: Пленум Пресс. п. 986. ИСБН 0-306-40214-9 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]