DE10081213C1 - Verfahren zur Reinigung von Abflussrohren für fetthaltige Abwässer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abflußrohren für fetthaltige Abwässer aus dem Haushalt oder aus gewerblichen Unternehmen, wobei man den im Abwasser enthaltenen fettabbauenden und/oder fettemulgierenden Bakterien einen Abflussreiniger zusetzt.

Ein Verfahren der oben beschriebenen Art ergibt sich aus der EP 236 989 B1, die jedoch zwingend den Einsatz von Supplinen verlangt, beispielsweise in Form von stickstoffhaltigen Verbindungen. Dieser bekannte Vorschlag geht von der Erkenntnis aus, daß sich Mikroorganismen häufig so spezialisiert haben, daß sie zum Leben Suppline benötigen. Suppline sind essentielle Stoffe, die zum Grundbestand der Zelle gehören und von einzelnen Organismen nicht selbst synthetisiert werden können. Es handelt sich z. B. um Aminosäuren, Purine, Pyrimidine, organische Säuren sowie Vitamine, insbesondere um Phenylalanin, Arginin, Asparaginsäure, Oxalsäure, Äpfelsäure, Malon- und Propionsäure. Von ihrer Funktion und Konzentration her unterscheiden sich Suppline deutlich von Nährstoffen. Sie entsprechen den Vitaminen bei der tierischen und menschlichen Ernährung. Als Nährstoffe, die sich grundsätzlich von Supplinen unterscheiden, können die folgenden Verbindungen angegeben werden: Ammonium-, Nitrat- und Phosphationen, Glucose, Polysaccharide, Proteine und Kohlehydrate. Zur Reinigung von Abflußrohren für fetthaltige Abwässer aus dem Haushalt oder aus gewerblichen Unternehmen wird durch die Zufuhr von Supplinen für fettabbauende bzw. fettemulgierende Bakterien die Bildung eines Pfropfens im Abflußrohr verhindert bzw., wenn sich ein derartiger Pfropfen bereits gebildet haben sollte, seine Auflösung leicht bewirkt. Im Rahmen des bekannten Vorschlags wird daher eine biologische Zersetzung des Fettes durch die im Abwasser vorhandenen Bakterien erreicht. Supplinkombination zur Förderung der fettabbauenden (bzw. - emulgierenden) Bakterien werden allein oder in Kombination mit einem Detergens auf den Pfropfen im Abwasserrohr gebracht. Die Supplinkombination ermöglicht ein rasches Wachstum der erwünschten Bakterien, was zu einer Auflösung des störenden Fettpfropfens im Abflußrohr führt. Bei den fettabbauenden bzw. emulgierenden Bakterien handelt es sich um ein breites Spektrum von Bakterien, die normalerweise im Abwasser selbst enthalten sind. Um das Eindringen der Suppline in den Fettpfropfen zu fördern und die mikrobielle Fettlösung zu unterstützen, kann ein Detergens zugesetzt werden. Dem gleichen Zweck dient allein oder in Kombination mit dem Detergens ein Zusatz eines CO₂ entwickelnden Pulvers, z. B. Brausepulver, das aus etwa 50 Gewichtsprozent Natriumbicarbonat und etwa 50 Gewichtsprozent Weinsäure besteht.

Der oben bezeichnete Vorschlag hat sich in der Praxis als sehr wertvoll erwiesen. Allerdings ist es wünschenswert, die Wirkung auf abflußblockierende Pfropfen und deren Teile so zu verbessern, daß sowohl eine leichtere und raschere physikalische als auch biologisch-chemische Auflösung von Pfropfen oder deren Teile im Abfluß und Abwasser erfolgen kann. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß der Einsatz von Supplinen, insbesondere der oben bezeichneten Art, nicht erforderlich ist, wenn man der erfindungsgemäßen Lehre folgt.

Ferner bezieht sich die Offenbarung nach der DE 44 17 809 A1 auf ein Verfahren zur Sanitärreinigung mit einem Sanitärreiniger in flüssiger oder fester Form, welcher einen Gehalt an keimhemmenden organischen Stoffen, üblichen kalklösenden, wasserlöslichen Säuren, gegen die kalklösenden, wasserlöslichen Säuren beständige, keimfördernde organische Stoffe und gegebenenfalls weitere Additive enthält, wobei als keimfördernder organischer Stoff eine offenkettige oder cyclische Verbindung der Formel (I) R₁R₂NCOR₃R₄ vorliegt, und R₁ bis R₄ beispielsweise Wasserstoff, Niederalkylgruppen, Cycloalkylgruppen und dergleichen darstellen. In ähnlicher Weise bezieht sich die Lehre nach der DE 199 14 790 A1 auf ein Verfahren zur Sanitärreinigung mit einem Sanitärreiniger in flüssiger oder fester Form mit einem Gehalt an keimhemmenden organischen Stoffen in einer Menge von mindestens etwa 0,5 g/kg Sanitärreiniger, an üblichen kalklösenden wasserlöslichen Substanzen sowie an gegen die kalklösenden wasserlöslichen Substanzen beständige keimfördernde organische Stoffe in einer Menge von mindestens 10 mg/kg Sanitärreiniger, wobei die keimfördernden organischen Stoffe eine offenkettige oder cyclische Verbindung der oben dargestellten Formel (I) darstellen.

Ferner bezieht sich die Lehre nach der EP 0 184 416 A2 auf einen Reinigungsblock für Toiletten, der im Spülkasten aufgelöst wird und eine Zusammensetzung aus 5 bis 85 Gew.-% eines oder mehrerer anionischer oberflächenaktiver Mittel, 2 bis 50 Gew.- % eines oder mehrerer Mittel zur Steuerung der Löslichkeit sowie 0,5 bis 50 Gew.-% mindestens eines wasserlöslichen mehrwertigen Metallsalzes aufweist, wobei dieses Metallsalz beispielsweise kristallwasserhaltiges Magnesiumsulfat darstellen kann.

Weiterhin befasst sich die Lehre nach der EP 0 593 952 A1 mit einem Produkt für die Freisetzung von Behandlungsmitteln in die Waschflüssigkeit einer automatischen Wasch- oder Geschirrspülmaschine, wobei unter anderem Harnstoffphosphat als saurer Entkalker genannt ist.

Nach den Chemical Abstracts, Bd. 114, Nr. 45574, wird ein parfümiertes selbstreinigendes Mittel, enthaltend Natriumsulfat oder -carbonat, für Toiletten beschrieben, wobei auch der Einsatz von Harnstoffphosphat erwähnt wird.

Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zum Reinigen von Abflussrohren für fetthaltige Abwässer aus dem Haushalt oder gewerblichen Unternehmen, wobei man den im Abwasser enthaltenen fettabbauenden und/oder fettemulgierenden Bakterien in einem flüssigen oder festen Abflussreiniger Harnstoffphosphat zusetzt,
wobei Wachstumsfaktoren in Form von Supplinen ausgeschlossen werden und
die Menge an keimhemmendem organischen Stoff unterhalb 0,5 g/kg Abflussreiniger liegt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung von 0,2 bis 40 Gew.-% Harnstoffphosphat als flüssiger oder fester Abflussreiniger für fetthaltige Abwässer aus dem Haushalt oder aus gewerblichen Unternehmen, wobei die Verwendung von Wachstumsfaktoren in Form von Supplinen ausgeschlossen ist und die Menge an keimhemmendem organischen Stoff unterhalb 0,5 g/kg Abflussreiniger liegt.

Neben Harnstoffphosphat in Form des keimfördernden organischen Stoffs kann zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus Harnstoff, einem Harnstoff-Derivat der Formel (I) R₁R₂N-CO-NR₃R₄, worin R₁ bis R₄ jeweils unabhängig voneinander offenkettig oder cyclisiert vorliegen und folgende Bedeutung haben können: Wasserstoff, eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe in Form eines Phenyl- oder Naphtyl-Restes, eine Aralkylgruppe mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen, oder eine O-, S-, oder N-haltige heterocyclische Gruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, oder einem seiner Salze oder einem Harnstoffsalz, eingesetzt werden.

Unter die obige Formel (I) sollen demzufolge folgende Harnstoff-Derivate fallen:

In der Formel (I) sind die jeweiligen Reste R₁, R₂, R₃ und R₄ vorzugsweise Wasserstoff, da die entsprechenden Ausgangsverbindungen handelsüblich bzw. leichter herstellbar sind. Geeignet sind im Rahmen der Erfindung insbesondere die Substituenten, die bei der vorstehenden Erfindungsdefinition angegeben sind. Als niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen kommen insbesondere die Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, i-Propyl- sowie die verschiedenen Isomeren der Butylgruppe in Frage. Unter die Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen fallen insbesondere der Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl- sowie Cyclohexyl­ rest, unter die Aralkylgruppe mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen insbesondere die Benzyl- und Phenethylgruppe, unter die Alkylarylgruppe mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen insbesondere die Tolylgruppe sowie unter die heterocyclische Gruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen insbesondere solche, in deren heterocyclischem Ring sich mindestens ein Sauerstoff-, Schwefel- oder N-Atom befindet, wobei als geeignete Beispiele die Radikale des Oxirans, Tetrahydrofurans, Dioxans sowie Pyrans angegeben werden können.

Grundsätzlich können die Verbindungen der Formel (I) auch in Form ihrer Salze oder sonstiger Vorstufen, was die Löslichkeit fördern kann, eingesetzt werden. In Einzelfällen kann dieses dann erst zu der gewünschten Löslichkeit führen. Es können also Verbindungen in Frage kommen, die die Verbindungen der Formel (I) erst im wäßrigen Medium freisetzen bzw. ihre Wirksamkeit dort entfalten lassen. Die nachfolgenden Mengenangaben beziehen sich stets auf die Verbindungen der Formel (I) als solche bzw. ihren Anteil innerhalb der geeigneten Derivate bzw. Verbindungen.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich von den genannten Harnstoffen bzw. Harnstoffderivaten beliebige geeignete Salze einsetzen, sofern sie den gewünschten Wirkungsmechanismus nicht beeinträchtigen. Hierfür in Frage kommen beispielsweise Chloride, Sulfate, insbesondere Hydrogensulfat sowie Hydrogenphosphate.

Besonders wirksam ist das erfindungsgemäß vorhandene Harnstoffphosphat. Harnstoffphosphat, in reiner Form kristallisiert, ist farblos, hat einen Schmelzpunkt von 118 bis 119°C, ist löslich in Wasser, Alkohol, Essigsäure, Glyzerin, Ethylenglykol und dergleichen. Die wässrige Lösung reagiert sauer (1 prozentige Lösung pH-Wert 1,8). Neben breiter Anwendung als Kunstdünger (N/P-Quelle) bietet er eine weitere vorteilhafte praktische Verwendung aufgrund seiner Säurewirkung in Lötmitteln, Schmelzflußmitteln, Beizen, Metallputz- und Rostentfernungsmitteln und als Katalysator für säurekatalysierte Kunstharze (vergl. S. 1723, Römpp Chemie- Lexikon, Theme Verlag, Bd. 3, 9 Aufl. 1990). Ein Vorschlag, ihn im Rahmen eines festen oder flüssigen Abflußreinigers zur Lösung der vorstehend formulierten Aufgabe einzusetzen, findet sich im Stand der Technik nicht bzw. auch dort keinerlei diesbezügliche Anregung.

Dem Fachmann ist es ohne weiteres möglich, die optimale Menge an Zusatzstoff gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall einzustellen. Als bevorzugte Rahmenbedingung könnte angegeben werden, das Harnstoffphosphat in einer Menge von etwa 0,2 bis 40 Gewichtsprozent, insbesondere 2 bis 30 Gewichtsprozent einzusetzen. Der Harnstoff wird bevorzugt in einer Menge von etwa 0,1 bis 20 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent, und das Magnesiumsulfat in einer Menge von etwa 5 bis 95 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 20 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf Feststoff bzw. auf den festen Reiniger, eingesetzt.

Kern der Erfindung ist es demzufolge, dem festen oder flüssigen Abflußreiniger Harnstoffphosphat sowie ggf. Harnstoff und seine Derivate, zu denen auch seine Salze zählen, insbesondere auch in Verbindung mit fett-, eiweiß- und kohlenhydratab­ baueenden Enzymen und Mikroorganismen, zuzusetzen. Im Falle des festen Abflußreinigers kann es von Vorteil sein, diesem zusätzlich noch wasserfreies Magnesiumsulfat einzuverleiben.

Technologisch läßt sich die vorliegende Erfindung wie folgt erläutern:
Harnstoffphoshat, Harnstoff und seine weiteren bezeichneten Derivate, sowohl als solche oder auch in Salzform, begünstigen aufgrund von wasserbindenden und quellungsfördernden sowie eiweißlösenden Eigenschaften nicht nur physikalisch die Hydrophilisierung von Pfropfen und deren Teilen, sondern auch deren physikalische Sprengung bzw. Auflösung. Außerdem werden Penetration und Abbauleistung natürlicher oder zugesetzter Mikroorganismen und Enzyme am Pfropfen und dessen Teilen gefördert und somit der biologisch-chemische Abbau beschleunigt, z. B. auch im Abwasser. Gleichzeitig werden die im Stand der Technik beschriebenen Wachstumsfaktoren (s. vorstehender Vorschlag nach EP 236 989 B1) in Form von Supplinen ausgelassen bzw. durch die Zusatzstoffe gemäß Anspruch 1 ersetzt. Es muß überraschen, daß unter Auslassung der Wachstumsfaktoren dennoch der wünschenswerte technische Erfolg eintritt. Darüber hinaus ergibt sich der weitere Vorteil, daß der Anteil umweltbelastender Detergentien zur Propfenlösung abgesenkt werden kann. Das im Falle des festen Abflußreinigers vorteilhafterweise zusätzlich eingesetzte wasserfreie Magnesiumsulfat führt als Neutralsalz infolge starker positiver Wärmetönung beim Auflösen in Wasser zu einer deutlichen Temperatursteigerung am Pfropfen. Dies begünstigt z. B. physikalisch das Aufbrechen durch Aufschmelzen der Fettsubstanzen und erleichtert somit deren Emulgierung (z. B. duch Tensidzusatz). Außerdem lassen sich über das Verhältnis von Salz- und Wassermenge optimale Temperaturvoraussetzungen für den biologischen/chemischen Abbau sowohl am Pfropfen als auch im Abwasser einstellen. Im Gegensatz zum ebenfalls positive Lösungswärme aufweisenden, aber stark alkalisch-ätzenden Natriumhydroxid bei zahlreichen Abflußreinigern ist wasserfreies Magnesiumsulfat ein völlig gefahrloses, verbraucher- sowie umweltfreundliches Neutralsalz. Selbverständlich ist es dem Fachmann ersichtlich, daß das wasserfreie Magnesiumsulfat auch durch andere wasserfreie Neutralsalze ersetzt werden kann, die dessen Eigenschaftsprofil entsprechen, und daß derartige Salze somit in festen Abflußreinigern ein neuartiges Wirkprinzip entfalten, das sich bisher nicht im Stand der Technik findet.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, ohne daß daran eine Beschränkung zu sehen ist.

Beispiel 1 Zerstörung des Pfropfens im Abflußrohr

Die im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Rezepturen ergeben sich aus der nachfolgend wiedergegebenen Tabelle, die sowohl eine pulvrige als auch eine flüssige Variation umfaßt:

0,5 g der oben bezeichneten Mischung werden als Detergens 3 g Dodecylsulphat und als CO₂ entwickelndes Mittel ein Brausepulver aus 5 g Natriumhydrogencarbonat und 5 g Weinsäure zugesetzt. 13,57 g des Gemisches, das dem Volumen eines Eßlöffels, entspricht, wird mit 900 ml Wasser und 100 ml einer Erdesuspension (als Bakterienquelle) gemischt und im Becherglas zu einem zylindrischen Prüfling (∅ 32 ml; Länge 29 ml; Gewicht 17 g) aus folgenden Bestandteilen gegeben:
27 Gew-% Wasser, 3 Gew-% Haare, 10 Gew-% Palmin (Cocosfett), 17 Gew-% Schweinefett, 20 Gew-% Kaffeesatz, 6 Gew-% Teeblätter.

Bei einer Temperatur von 15° Celsius erfolgt die Zugabe der Kombination, die ein Detergens- und Brausepulver enthält, zu dem zylindrischen Prüfling (Fettpfropfen) in einem Becherglas. Nach einigen Minuten ist der Prüfling so stark angegriffen, daß er bei starkem Schütteln oder Spülen mit Wasser (Simulation des Spülstoßes in einer Abwasserleitung) zerfallen ist.

Claims (9)

1. Verfahren zum Reinigen von Abflussrohren für fetthaltige Abwässer aus dem Haus­ halt oder gewerblichen Unternehmen, wobei man den im Abwasser enthaltenen fett­ abbauenden und/oder fettemulgierenden Bakterien in einem flüssigen oder festen Abflussreiniger Harnstoffphosphat zusetzt, wobei Wachstumsfaktoren in Form von Supplinen ausgeschlossen werden und die Menge an keimhemmendem organischen Stoff unterhalb 0,5 g/kg Abflussreiniger liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Harnstoffphosphat in einer Menge von etwa 0,2 bis 40 Gew.-%, bezogen auf Feststoffgehalt, eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus Harnstoff, einem Harnstoff-Derivat der Formel (I) R₁R₂N-CO-NR₃R₄, worin R₁ bis R₄ jeweils unabhängig voneinander of­ fenkettig oder cyclisiert vorliegen und folgende Bedeutung haben: Wasserstoff, eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe in Form eines Phenyl- oder Naphthyl-Restes, eine Aralkylgruppe mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen, oder eine O-, S- oder N-haltige heterocyclische Gruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, oder einem seiner Salze oder einem Harnstoffsalz, eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Harnstoff in einer Menge von etwa 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf Feststoffgehalt, eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung aus Harnstoff und Harnstoffphosphat eingesetzt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass fett-, eiweiß- und kohlenhydratabbauende Enzyme und/oder Mikroor­ ganismen zugesetzt werden.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass bei Einsatz eines festen Reinigers wasserfreies Magnesiumsulfat ein­ bezogen wird, insbesondere in einer Menge von etwa 5 bis etwa 95 Gew.-%.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zusätzlich ein Detergenz und/oder ein CO₂ entwickelndes Mittel zuge­ setzt wird.

9. Verwendung von 0,2 bis 40 Gew.-% Harnstoffphosphat als flüssiger oder fester Ab­ flussreiniger für fetthaltige Abwässer aus dem Haushalt oder aus gewerblichen Un­ ternehmen,
wobei die Verwendung von Wachstumsfaktoren in Form von Supplinen ausgeschlos­ sen ist, und
die Menge an keimhemmendem organischen Stoff unterhalb 0,5 g/kg Abflussreiniger liegt.