Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Reningsmetoder för reducering av hårfärgningsämnen i avlopp från frisörsalonger. En teknisk, ekonomisk och miljömässig utvärdering
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2012 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Treatment methods for reducing hair dyes in waste water from hair salons. A technical, economic and environmental evaluation (English)
Abstract [sv]

Kommunala avloppsreningsverk har många industrier och andra verksamheter påkopplade till anläggningarna, där utsläppen till en del skiljer sig från det typiska avloppsvattnet från hushållen. Därmed lägger Stockholm Vatten AB mycket tid på att spåra farliga kemikalieutsläpp på det kommunala avloppsnätet, vilka kan slå ut reningsverkets biologiska processer eller att vattenlevande organismer i sjöar och vattendrag påverkas negativt. Stockholm Vatten har nu ökat sitt intresse för utsläpp i samband med hårvård. Genom en tidigare studie från Stockholm Vatten har det visat sig att utsläpp av hårfärger från frisörer, med aromatisk molekylstruktur, i många fall är giftiga med avseende på vattenlevande organismer. Hårfärger som släpps ut har formen av aromatiska joner, opolära och polära aromatiska molekyler. Gemensamt för dessa är att de konstrueras utifrån aromatiska molekyler, vilka kopplas ihop i många olika storlekar och strukturer.

År 2011 var de årliga utsläppen av färgämnen i hårfärgningsmedel, från frisörersalonger i Sverige, grovt uppskattade till ungefär 825-840 ton räknat som torrsubstans. En grov uppskattning har visat att en enskild hårfärgning i värsta fall kan medföra ett utsläpp på 9 gram färgämne, 72 gram tensid och 3 gram schampo. Färgämnena i processvattnet från en frisörsalong utgörs av cirka 80-90% opolära och polära aromatiska färgmolekyler. Kunskapen om kemikaliernas akvatiska påverkan är mycket begränsad, men tydliga indikationer finns att dessa är giftiga för vattenlevande organismer.

I detta examensarbete har flera olika reningsmetoder undersökts. Detta för att se vilka av dessa som kan användas i verksamheten vid en frisörsalong för att reducera utsläppen av aromatiska hårfärgningsämnen. Metoder som undersökts genom en inledande litteraturstudie har varit; aktivt kol adsorption, nanofiltrering, koagulation, jonbyte, kemisk oxidation med hjälp av ozon, hypoklorit eller Fentons reagent, fotokatalys (med katalysator), nedbrytning med hjälp av svampar, elektrokoagulation, elektrokemisk reduktion och elektrokemisk oxidation. Av dessa valdes tre ut: aktivt kol adsorption, ozonbehandling och nanofiltrering, eftersom att dessa tre hade bäst tekniska, ekonomiska och miljömässiga förutsättningar för användning vid en frisörsalong.

För att utvärdera de verkliga förutsättningarna för reningsutrustningen kontaktades leverantörer på den svenska marknaden. Beräkningar visar att nanofiltrering inte är ekonomiskt möjlig att använda på grund av extremt höga destruktionskostnader för uppkommet koncentrat. Aktivt kol adsorption har mycket hög kostnad i form av kolförbrukning och kostsam koldestruktion. Ozonbehandling belastas av mycket hög investeringskostnad och medelhög elförbrukning. Aktivt kol adsorption kan nå en avfärgning upp till 75 %, medan ozonbehandling kan nå ca 99 % avfärgning. Grundpelaren i detta examensarbete har varit att genomföra en teknisk, ekonomisk och miljömässig utvärdering som underlag vid val av reningsmetod. Vill frisörer ge sin produktion en miljöanpassad profil skall ozonbehandling väljas men en billigare lösning är adsorption på aktivt kol. För en större frisörsalong är ozonbehandling en ekonomisk men också miljömässigt bra lösning. Det kan även vara en god idé att en större ozonanläggning inhandlas av fler frisörsalonger. Detta leder då till mindre kostnader per frisör.

Abstract [en]

Municipal sewage treatment plants have many industries and other businesses connected to the facility, which discharges are quite different in comparison to the typical waste water from households. Stockholm Vatten AB has spent great time tracking hazardous chemical spills to the municipal sewer system, which can disrupt the treatment plant's biological processes, or that can adversely affect the aquatic life in lakes and streams. Stockholm Vatten has recently increased its interest in the emissions associated with hair care. In a previous study from Stockholm Vatten it has been shown that emissions of hair dyes from hairdressers, in many cases are toxic for aquatic organisms. Hair dyes contains substances with aromatic molecular structure and are emitted in the form of aromatic ions, nonpolar and polar aromatic molecules.

In 2011 the annual discharge of colorants in hair dyes, from hairdressing salons in Sweden was roughly estimated to be about 825-840 tons (dry solids). A rough estimate has shown that a single hair coloring in the worst cases can be up to 9 grams of dye, 72 grams of surfactant and 3 grams of shampoo. The dyes from hair salons contain about 80-90% nonpolar and polar aromatic dye molecules. The knowledge about environmental impact caused by dyes on aquatic organisms is very limited, but there are clear indications that these substances are toxic to aquatic organisms.

In this thesis, several different treatment methods have been examined, in order to see which of these could be used to reduce emissions of aromatic hair dye substances directly at the hair salon. Methods that has been examined through literature review are; adsorption on activated carbon, nanomembrane filtration, coagulation, ion exchange, chemical oxidation using ozone, hypochlorite or Fenton's reagent, photocatalysis (with catalyst), biological treatment using fungi, electrocoagulation, electrochemical reduction and electrochemical oxidation. Three methods were selected: activated carbon adsorption, ozone treatment and nanomembrane filtration, because these three has the best technical, economic and environmental conditions for the hair salon.

To evaluate the actual conditions of the purification equipment a couple of suppliers on the Swedish market was contacted. This resulted in that nanofiltration could be excluded because of extremely high cost for disposal of the resulting concentrate. Activated carbon adsorption has a high cost in terms of carbon consumption and costly carbon destruction. Ozonation has very high investment cost but a moderate power consumption. Activated carbon adsorptioncan achieve a decolorisation up to 75%, while ozone can reach approximately 99 % decolorisation.

The centerpiece of this thesis has been to perform a technical, economic and environmental evaluation of suitable purification methods. If hairdressers want to give their production a sound environmental profile, they should select ozonation but selecting adsorption on activated carbon is a cheaper solution. It can also be a good solution that several hair salons jointly purchase a larger ozonation facility. This would lead to less cost per hairdresser.

Place, publisher, year, edition, pages
2012.
Keyword [sv]
Hårfärgningsmedel, hårvård, aromatiska färger, aktivt kol, ozonbehandling, frisörsalong
National Category
Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-152658OAI: oai:DiVA.org:kth-152658DiVA: diva2:826678
Educational program
Bachelor of Science in Engineering - Chemical Engineering
Available from: 2015-06-25 Created: 2014-09-30 Last updated: 2015-08-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3008 kB)90 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3008 kBChecksum SHA-512
9249c01a5aa1318e93dd45a6ec45ac6c42cb4e98fb835f2f99fdac86a9e7df1b77c514f96a1d8780307c0c54b6508da46e729a6b9490934df65a3ad552d5fe5e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Chemical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 90 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 237 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf