Τα γραμμικά αλκυλοβενζοσουλφονικά άλατα (linear alkylbenzene sulfonates - LAS) αποτελούν τη βασικότερη ομάδα επιφανειοδραστικών με κύριες εφαρμογές τα συνθετικά απορρυπαντικά και καθαριστικά. Στα πλαίσια της υψηλής κατανάλωσής τους και των, κατά συνέπεια, ενδεχόμενων περιβαλλοντικών επιπτώσεων μελετάται η παρουσία τους σε κομβικού χαρακτήρα και καθοριστικής σημασίας όσον αφορά την πορεία τους στο περιβάλλον αποδέκτη, όπως είναι η μονάδα επεξεργασίας υγρών αστικών αποβλήτων. Στην παρούσα μελέτη προσδιορίζεται η συγκέντρωση των LAS στη διαλυτή φάση, στα αιωρούμενα σωματίδια και σε δείγματα λάσπης σε διάφορα σημεία της εγκατάστασης και διερευνώνται οι επιπτώσεις σε αυτή κάθε σταδίου επεξεργασίας. H αναλυτική τεχνική που εφαρμόζεται για το σκοπό αυτό είναι υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC) ανάστροφης φάσης. Από τα αποτελέσματα αναδεικνύονται οι δύο βασικές διεργασίες που επηρεάζουν καταλυτικά την τύχη των LAS, η προσρόφηση και η βιοαποδόμηση, οι οποίες επιφέρουν απομάκρυνση από τα λύματα εντός της μονάδας που ξεπερνά συνολικά το 99,9%. Οι υψηλότερες απώλειες σημειώνονται στη Δεξαμενή Α΄ Καθίζησης και στις Δεξαμενές Αερισμού: 40% μέσω προσρόφησης καθίζησης οδηγούνται στo αντλιοστάσιο Α΄ λάσπης και 38% διασπώνται βιολογικά αντίστοιχα. Σε σχέση με τα προϊόντα του εμπορίου τα δείγματα των εισερχόμενων λυμάτων εμφανίζονται εμπλουτισμένα σε διαλυτά ομόλογα μικρής αλκυλικής αλυσίδας, σε αντίθεση με τα αιωρούμενα σωματίδια και τα δείγματα ιλύος όπου κυριαρχούν τα ομόλογα μεγαλύτερης αλυσίδας. Το στοιχείο αυτό υποδηλώνει την εντονότερη τάση για προσρόφηση και βιοαποδόμηση των «βαρύτερων» ομολόγων LAS. Από τη μελέτη της ημερήσιας διακύμανσης της συγκέντρωσης των LAS προκύπτει ότι στη μονάδα η εισροή των εν λόγω επιφανειοδραστικών κορυφώνεται τις μεσημεριανές ώρες. Το φαινόμενο της προσρόφησης των LAS εκδηλώνεται σε διαφορετικό βαθμό ανά στάδιο επεξεργασίας. Πέρα από τη σύσταση σημαντικό ρόλο φαίνεται να παίζει και η ποσότητα των αιωρούμενων στερεών η οποία όσο αυξάνει αναστέλλει τη διεργασία. Παράλληλα, η συσχέτιση της διαλυτής με την προσροφημένη ποσότητα των LAS μέσω ισόθερμων σχέσεων επιτυγχάνεται σε ικανοποιητικό βαθμό κυρίως για τα ομόλογα C10 και C11. Ωστόσο κατά κανόνα η βιολογική δραστηριότητα προκαλεί σοβαρές αποκλίσεις για τα ομόλογα C12 και C13. Οι πειραματικές τιμές των εισερχόμενων LAS στις Δεξαμενές Α΄ Καθίζησης, Αερισμού και Β΄ Καθίζησης εισάγονται σε μαθηματικές εξισώσεις προκειμένου να προβλεφθεί η συγκέντρωση στην απορροή αυτών των μονάδων. Η εφαρμογή απλών μοντέλων προσομοίωσης αποδεικνύεται ιδιαίτερα αποτελεσματική, όσον αφορά την εκτίμηση των εξερχόμενων, τόσο για τα επιμέρους σταδία όσο και για τη συνολική εγκατάσταση κατόπιν σύζευξης των παραπάνω εξισώσεων.
(EL)
Linear alkylbenzene sulfonates (LAS) comprise the major surfactant group which is mainly applied to synthetic detergents and cleaners. Considering their overconsumption and possible consequent environmental effects LAS behaviour is studied in a sink of great importance for their fate, as it is a municipal waste water treatment plant. In this study LAS concentration is determined in dissolved phase, suspended solids and sludges in the different stages of the purification process and the effect of the latter on these surfactants is investigated. For this scope high performance liquid chromatography (HPLC) analytical method is used. It can be concluded from the results that sorption and biodegradation are the two basic mechanisms which decisively affect the fate of LAS resulting in a net removal from the solution that exceeds 99.9%. The highest elimination occurs in primary settler and aeration tank: 40% due to sorption precipitation is found in the sludge settling tank and 38% is biodegraded. Compared with the commercial products, influents are enriched in dissolved homologues with shorter alkyl chain length while in suspended solids and sludges longer homologues are predominant. This implies that longer homologues show a stronger tendency to adsorption and biodegradation than shorter ones. From the monitoring of the diurnal variation in LAS concentration, it can be pointed out that the influx of these surfactants is maximized during noon hours. The extent of sorption phenomenon is different for each purification stage. Apart from the composition, the amount of suspended solids seems to play a crucial role; the more it augments the more the sorption is inhibited. Besides, the use of isotherm expressions makes the correlation between dissolved and adsorbed amount of LAS feasible, especially as far C10 and C11 homologues are concerned. However, generally biodegradation brings about strong deviations in the case of C12 and C13 homologues. The experimental values of influents of primary settler, aeration tank and secondary settler are introduced to mathematical equations in order to predict the effluents of the above systems. The application of simple simulation models proves to be sufficiently successful not only for the individual stages but for the whole system, after coupling of the equations, as well.
(EN)
