Untersuchung der Aerosol-basierten Eliminierung (ABE) von Per- und Polyfluorierten Tensiden (PFT) mit Hinblick auf den Bau einer technischen Anlage

ger: Per- und polyfluorierte Tenside haben einige einzigartige und herausragende Eigenschaften. Daher finden sie Anwendung in einer Vielzahl von technischen Prozessen, insbesondere beim Verchromen. Da diese Stoffe aber sehr stabil sind, werden sie als persistente und bioakkumulierbare Schadstoffe eingestuft. Es ist bekannt, dass sie in Kläranlagen nicht gefiltert oder zersetzt werden. Ein vielversprechender Ansatz zur Behandlung von Industrieabwässern der Verchromungsindustrie ist die hier vorgestellte Aerosol-basierte Eliminierung (ABE). Die ABE beruht auf der Erzeugung von Gasbläschen in Lösung und der Anreicherung der Tenside an der Oberflächen (Luft-Wasser). Wenn also die Blasen an der Wasseroberfläche platzen, wird mit Tensiden angereichertes Aerosol freigesetzt. Um ein besseres Verständnis dieser Eliminierung zu erlangen, wurde in dieser Arbeit die Erzeugung von Gasblasen in PFT-Lösungen mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitskameraaufnahmen untersucht. Es hat sich herausgestellt, dass es für die Erzeugung kleiner Bläschen wichtig ist, einzelne Bläschen zu erzeugen. Mit zunehmender Menge kleiner Gasbläschen nimmt die Grenzfläche zu. Auch wird mit zunehmender Menge kleiner Gasbläschen, die an der Oberfläche der Lösung platzen, mehr Aerosol erzeugt, wodurch die Tenside aus der Lösung eliminiert werden. Weitere Untersuchungen ergaben, dass sich die nicht oberflächenaktiven Substanzen, wie die anorganischen Ionen, nicht im Aerosol anreichern. Dies ist eine direkte Voraussetzung für die Rückführung der hochkonzentrierten Aerosole zurück in den Chromelektrolyten. Somit könnte ein geschlossener Kreislauf etabliert werden. Die Vorteile wären die Entfernung von fluorierten Tensiden aus dem Abwasser, um die Umweltbelastung deutlich zu reduzieren, und die Wiederverwendung, um die Kosten zu senken.

eng: Per- and Polyfluorinated surfactants have some unique and outstanding properties. Hence they have applications in a variety of technical processes, especially chrome plating. But since these substances are highly stable (chemically and thermally) they are classified as persistent bioaccumulativ pollutants. It is known that they will not be filtered or decomposed in waste water treatment plants. A promising approach to treat industrial waste water of the chrome plating industry to significantly reduce the amount of PFT is the here presented aerosol-mediated seperation. The aerosol-mediated seperation is based on the generation of gas bubbles in solution and enrichment of the surfactants on surfaces (air-water). So when the bubbles burst on the water surface, surfactant-enriched aerosol is released. To get a deeper inside into this elimination technique the generation of gas bubbles in solutions of PFT was studied in this work, by using movies and photos made by a highspeed camera. It was found that for the generation of small bubbles it is important to generate individual bubbles. Thus with the increasing amounts of small gas bubbles the interface area increases. Also with an increasing amount of small gas bubbles bursting on the surface of the solution a higher amount of aerosol gets generated by which the surfactans are eliminated from the solution. Analysis revealed that the non surfactants like the anorganic ions do not accumulate in the aerosol. This is a direct requirement for the recirculation of the highly concentrated aerosols back to the chrome plating electrolyte. Thus a closed-loop approach could be established. The benefits would be the removal of fluorinated surfactants from wastewater to significally reduce pollution of the environment and the reuse to reduce costs.