Hydrophobie beschreibt die Eigenschaft von Molekülen oder Materialien, Wasser abzuweisen. Hydrophobe Stoffe besitzen keine oder nur wenige polare Gruppen, wodurch sie keine Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen eingehen können. Stattdessen interagieren sie bevorzugt mit anderen hydrophoben Substanzen. Beispiele für hydrophobe Moleküle sind Kohlenwasserstoffe und organische Lösungsmittel wie Benzin.
Technische Hintergründe
Hydrophobe Substanzen sind in der Wasseraufbereitung von zentraler Bedeutung, insbesondere bei der Entfernung von Ölen, Fetten und anderen wasserunlöslichen organischen Verbindungen. Materialien wie Polytetrafluorethylen (PTFE) werden aufgrund ihrer hydrophoben Eigenschaften häufig in Membranen verwendet, um Wasser abzuweisen und nur gasförmige Stoffe hindurchzulassen.
Anwendungen in der Wasser- und Abwassertechnik
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Ölabscheider und Fettabscheider
In der industriellen Abwasserbehandlung werden hydrophobe Stoffe wie Öl und Fett durch physikalische Trennverfahren entfernt. Spezielle Abscheider nutzen die Dichteunterschiede, um hydrophobe Stoffe von Wasser zu trennen. -
Membranentgasung
Hydrophobe Membranen, etwa für die Membrandestillation, trennen Flüssigkeiten und Gase effektiv, da sie eine wasserabweisende Barriere bilden. Solche Membranen sind besonders widerstandsfähig gegen Biofouling, da Mikroorganismen weniger leicht anhaften können. -
Entschäumung
Schäume entstehen oft durch hydrophobe Substanzen, die an der Grenzfläche von Gas und Flüssigkeit stabilisieren. Spezielle Entschäumer zielen darauf ab, diese stabilisierenden hydrophoben Moleküle zu zerstören. -
Organische Rückstände in der Abwasserbehandlung
In biologischen Systemen wie Belebtschlammprozessen können hydrophobe Stoffe schwerer biologisch abgebaut werden. Die Vorbehandlung durch Fällung oder Adsorption auf Aktivkohle ist daher essenziell.
Foto: Unsere Aktivkohlefiltration ALMA FIL AK für industrielle Anwendungen zur Entfernung hydrophober Stoffe
Verfahren zur Entfernung hydrophober Substanzen
- Aktivkohleadsorption: Hydrophobe Moleküle haften stark an der Oberfläche von Aktivkohle.
- Flotationsverfahren: Diese Verfahren nutzen Luftblasen, um hydrophobe Substanzen an die Oberfläche zu bringen.
- Koaleszenzabscheider: Hierbei werden hydrophobe Flüssigkeiten wie Öl gesammelt und zu größeren Tropfen zusammengeführt, die dann leicht abgeschieden werden können.
Bedeutung für die Praxis
Hydrophobe Stoffe treten in vielen Industrien auf, darunter die petrochemische Industrie, Galvanik und Lebensmittelproduktion. Ihre effiziente Entfernung ist entscheidend, um die Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte und die reibungslose Funktion nachgeschalteter Prozesse wie biologischer Reinigungsstufen sicherzustellen.
Fazit
Die Behandlung hydrophober Substanzen erfordert spezialisierte Technologien und Verfahren. Hydrophobie stellt oft eine Herausforderung in der Wasser- und Abwasseraufbereitung dar, bietet jedoch auch die Möglichkeit, durch innovative Systeme wie Flotationen und hydrophobe Membranen die Prozesssicherheit und Effizienz zu steigern.
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