Trattamentu di l'acqua residuale di Chitosan

In i sistemi di trattamentu di l'acqua cunvinziunali, i floculanti più utilizati sò sali d'aluminiu è sali di ferru, i sali d'aluminiu chì restanu in l'acqua trattata mette in periculu a salute umana, è i salti di ferru residuali affettanu u culore di l'acqua, etc.; in a maiò parte In u trattamentu di l'acqua residuale, hè difficiule di superà i prublemi di contaminazione secundaria, cum'è una grande quantità di fanghi è difficili di eliminazione di fanghi. Per quessa, a ricerca di un pruduttu naturali chì ùn pruvucassi micca a contaminazione secundaria à l'ambiente per rimpiazzà u salinu d'aluminiu è i floculanti di u salinu di ferru hè a necessità di implementà strategie di sviluppu sustenibile oghje. I floculanti di polimeru naturali anu attiratu assai l'attenzione trà parechji floculanti per via di e so fonti di materia prima abbundante, prezzu bassu, bona selettività, dosi petite, sicurezza è non-tossicità, è biodegradazione cumpleta. Dopu à decennii di sviluppu, un gran numaru di flocculanti di polimeru naturali cù diverse proprietà è usi sò emersi, trà i quali l'amidu, a lignina, u chitosan è a cola vegetale sò largamente utilizati.

ChitosanPruprietà

Chitosan hè un solidu biancu amorfu, trasluzente, insolubile in acqua, ma solubile in l'acidu, chì hè u pruduttu di deacetilazione di a chitina. In generale, chitosan pò esse chjamatu chitosan quandu u gruppu N-acetyl in chitin hè eliminatu da più di 55%. Chitin hè u cumpunente principale di l'exoskeletons d'animali è insetti, è hè u sicondu compostu organicu naturali più grande in a terra dopu a cellulosa. Cum'è un floculante, u chitosan hè naturali, micca tossicu è degradable. Ci sò parechji gruppi idrossilici, gruppi amminichi è parechji gruppi N-acetylamino distribuiti nantu à a catena macromolecular di chitosan, chì ponu formate polielettroliti cationici cù alta densità di carica in suluzioni acide, è ponu ancu formate strutture simili à a rete per mezu di ligami d'idrogenu o ioni. ligami. Molécule Cage, cusì cumplessu è sguassate assai ioni di metalli pesanti tossichi è dannosi. Chitosan è i so derivati ​​anu una larga gamma di usi, micca solu in tessili, stampa è tintura, fabbricazione di carta, medicina, alimentazione, industria chimica, biologia è agricultura è parechji altri campi anu assai valori d'applicazione, ma ancu in u trattamentu di l'acqua, pò esse usatu. cum'è adsorbente, agenti di floculazione, fungicidi, scambiatori di ioni, preparazione di membrana, etc. Chitosan hè statu appruvatu da l'Agenzia di Proteczione Ambientale di i Stati Uniti cum'è un agentu purificatore per l'acqua potabile per via di i so vantaghji unichi in l'applicazioni di l'approvvigionamentu d'acqua è u trattamentu di l'acqua.

Applicazione diChitosanin Trattamentu di l'acqua

(1) Eliminate i solidi suspesi in u corpu di l'acqua. In l'acqua naturali, diventa un sistema di coloidi carica negativamente per l'esistenza di battìri di argilla, etc. Cum'è un polimeru cationicu à catena longa, u chitosan pò ghjucà a doppia funzione di neutralizazione elettrica è coagulazione è adsorption è ponte, è hà una forte coagulazione. effettu nant'à sustanzi suspesi. Comparatu cù l'alum tradiziunale è a poliacrilamida cum'è floculanti, u chitosan hà un effettu clarificante megliu. RAVID et al. hà studiatu l'effettu di u trattamentu di floculazione di a distribuzione di l'acqua di caolin unicu quandu u valore di u pH di chitosan era 5-9, è truvò chì a floculazione era assai affettata da u valore di u pH, è u valore di pH efficace di a rimozione di turbidità era 7,0-7,5. 1mg/L flocculant, u tassu di rimuzzioni turbidity supira 90%, è i flocs pruduciutu sò grossu è viloci, è u tempu tutali di sedimentazione floculation ùn trapassa 1h; ma quandu u valore di pH diminuite o aumenta, l'efficienza di floculazione diminuite, chì indicanu chì solu In un intervallu di pH assai strettu, u chitosan pò furmà una bona polimerizazione cù particeddi di caolin. Certi studii anu truvatu chì quandu a sospensione di bentonite floculata hè trattata cù chitosan, u valore di pH adattatu hè largu. Dunque, quandu l'acqua torbida cuntene particelle simili à u caolin, hè necessariu aghjunghje una quantità approprita di bentonite cum'è coagulante per migliurà a polimerizazione dichitosanunantu à e particelle. In seguitu, RAVID et al. trovu chì

S'ellu ci hè humus in a sospensjoni di kaolin o di diossidu di titaniu, hè faciule per flocculate è precipitate cù chitosan, perchè l'humus caricatu negativamente hè attaccatu à a superficia di e particeddi, è l'humus facilita l'aghjurnà u valore di pH. Chitosan hà ancu mostratu proprietà di floculazione superiore per i corpi d'acqua naturali cù diverse turbidità è alcalinità.

(2) Eliminate l'alga è i batteri da u corpu di l'acqua. Nta l'ultimi anni, alcune persone à l'esteru anu cuminciatu à studià l'adsorption è a floculazione di chitosan nantu à i sistemi coloidi biologichi cum'è l'alga è a bacteria. Chitosan hà un effettu di rimuzione nantu à l'alga d'acqua dolce, à dì Spirulina, Oscillator algae, Chlorella è alga blu-verde. I studii anu dimustratu chì per l'alga d'acqua dolce, a rimozione hè megliu à un pH di 7; per l'alga marina, u pH hè più bassu. A dosa apprupriata di chitosan dipende da a cuncentrazione di l'alga in u corpu di l'acqua. A più alta a cuncentrazione di l'alga, u più dosage di chitosan deve esse aghjuntu, è l'aumentu di a dosage di chitosan tende à causà floculazione è precipitazione. più veloce. A turbidità pò misurà l'eliminazione di l'alga. Quandu u valore di pH hè 7, 5mg/Lchitosanupò caccià u 90% di a turbidità in l'acqua, è più altu hè a cuncentrazione di l'alga, u più grossu i particeddi floc è u megliu u rendiment di sedimentazione.

L'esame microscòpicu hà dimustratu chì l'alga chì sò stati eliminati da a floculazione è a sedimentazione sò solu aggregati è aderenti, è eranu sempre in un statu intactu è attivu. Siccomu chitosan ùn pruvucarà micca effetti negativi nantu à e spezie in l'acqua, l'acqua trattata pò ancu esse usata per l'aquacultura d'acqua dolce, à u cuntrariu di l'altri floculanti sintetici per u trattamentu di l'acqua. U mecanismu di rimuzione di chitosan nantu à i batteri hè relativamente complicatu. Studiendu a floculazione di Escherichia coli cù chitosanu, si trova chì u mecanismu di ponte sbilanciatu hè u mecanismu principalu di u sistema di floculazione, è u chitosanu pruduce ligami di l'idrogenu nantu à i detriti celluli. Un altru studiu hà dimustratu chì l'efficienza di a floculazione di chitosan di E. coli dipende micca solu da a carica di u dielettricu, ma ancu di a so dimensione idraulica.

(3) Eliminate l'aluminiu residuale è purificà l'acqua potabile. I sali d'aluminiu è i floculanti di polialuminiu sò largamente usati in i prucessi di trattamentu di l'acqua di l'acqua, ma l'usu di flocculants di sali d'aluminiu pò purtà à un cuntenutu di aluminiu aumentatu in l'acqua potabile. L'aluminiu residuale in l'acqua potabile hè un periculu seriu per a salute umana. Ancu s'ellu u chitosan hà ancu u prublema di u residu di l'acqua, perchè hè un aminopolisaccharide alkaline naturali non tossicu, u residuu ùn causarà micca dannu à u corpu umanu, è pò esse eliminatu in u prucessu di trattamentu sussegwenti. Inoltre, l'usu cumminatu di chitosan è flocculants inorganici cum'è u cloru di polialuminiu pò riduce u cuntenutu di l'aluminiu residuale. Dunque, in u trattamentu di l'acqua potabile, u chitosan hà i vantaghji chì altri floculanti di polimeru organicu sinteticu ùn ponu micca rimpiazzà.

L'applicazione di Chitosan in u Trattamentu di l'Acque Residanti

(1) Eliminate ioni di metalli. A catena moleculare dichitosanuè i so derivati ​​cuntenenu un gran numaru di gruppi amino è gruppi hydroxyl, cusì hà un effettu chelating nantu à parechji ioni metalli, è pò adsorbe o catturà ioni di metalli pesanti in a suluzione. Catherine A. Eiden è altri studii anu dimustratu chì a capacità di adsorption di chitosan à Pb2 + è Cr3 + (in unità di chitosan) righjunghji 0,2 mmol / g è 0,25 mmol / g, rispettivamente, è hà una forte capacità di adsorption. Zhang Ting'an et al. hà utilizatu chitosanu deacetilatu per sguassà u ramu per floculazione. I risultati dimustranu chì quandu u valore di u pH era 8,0 è a cuncintrazione di massa di ioni di ramu in a mostra d'acqua era più bassu di 100 mg / L, a rata di rimozione di cobre era più di 99%; A cuncintrazione di massa hè 400mg / L, è a cuncintrazione di massa di ioni di rame in u liquidu residuale risponde ancu à u standard naziunale di scaricamentu di l'acqua. Un altru esperimentu hà dimustratu chì quandu u pH = 5.0 è u tempu di adsorption era 2h, a rata di rimozione di chitosan à Ni2 + in l'adsorzione chimica di nichelatura liquidu di rifiuti puderia ghjunghje à 72.25%.

(2) Tratta l'acqua residuale cù un altu cuntenutu di proteine ​​​​cum'è l'acqua di scarico alimentari. Durante a trasfurmazioni di l'alimentu, l'acqua residuale chì cuntene una grande quantità di solidi sospesi hè scaricata. A molècula di chitosan cuntene un gruppu ammicu, un gruppu amminicu è un gruppu idrossilu. Cù a protonazione di u gruppu amminicu, mostra u rolu di u polielettrolitu cationicu, chì ùn hà micca solu un effettu chelating nantu à i metalli pisanti, ma ancu pò flocculate in modu efficace è adsorbe particelle fini caricate negativamente in acqua. Chitin è chitosan ponu formate cumplessi per ligami di l'idrogenu cù proteini, aminoacidi, acidi grassi, etc. Fang Zhimin et al. usatuchitosanu, sulfate d'aluminiu, sulfate ferrico è polipropilene ftalamide cum'è floculanti per ricuperà a proteina da l'acqua residuale di trasfurmazioni di frutti di mare. Puderà esse ottenuta una alta rata di ricuperazione di a proteina è a trasmittanza di a luce effluent. Perchè u chitosanu stessu ùn hè micca tossicu è ùn hà micca una contaminazione secundaria, pò esse usatu per riciclà sustanzi utili cum'è a proteina è l'amidu in l'acqua residuale da e piante di trasfurmazioni di l'alimentariu per a trasfurmazioni è a riutilizazione, cum'è l'aghjunghje à l'alimentazione cum'è alimentazione animale.

(3) Trattamentu di l'acqua di stampa è di tintura. L'acqua residuale di stampa è tintura si riferisce à l'acqua residua scaricata da u cuttuni, a lana, a fibra chimica è altri prudutti tessili in u prucessu di pretrattamentu, tintura, stampa è finitura. Di solitu cuntene sali, surfactants organici è coloranti, etc., cù cumpunenti cumplessi, grande croma è COD altu. , è sviluppà in a direzzione di anti-ossidazione è anti-biodegradazione, chì hè estremamente dannusu per a salute umana è l'ambiente. Chitosan cuntene gruppi amminichi è gruppi idrossilici, è hà un forte effettu di adsorbimentu nantu à i coloranti, cumprese: adsorbimentu fisicu, adsorbimentu chimicu è adsorbimentu di scambiu ionicu, principalmente per via di legami d'idrogenu, attrazione elettrostatica, scambiu di ioni, forza di van der Waals, interazione idrofobica, etc. effettu. À u listessu tempu, a struttura moleculare di chitosan cuntene un gran numaru di gruppi amminichi primari, chì formanu un eccellente agenti polimeru chelating attraversu ligami di coordinazione, chì ponu agglutinate tinture in l'acqua residuale, è ùn hè micca tossicu è ùn pruduce micca contaminazione secundaria.

(4) Applicazione in sludge dewatering. Attualmente, a maiò parte di e piante di depurazione urbane utilizanu poliacrilamide cationicu per trattà i fanghi. A pratica hà dimustratu chì questu agentu hà un bonu effettu di floculazione è hè faciule di dewater sludge, ma u so residuu, in particulare u monomeru di acrilamide, hè un forte carcinogenu. Dunque, hè un travagliu assai significativu per circà u so rimpiazzamentu. Chitosan hè un bonu condizionatore di fangu, chì aiuta à furmà micelle di bacteria di fangu attivatu, chì ponu agglomerate a materia suspesa carica negativa è a materia urganica in a suluzione, è migliurà l'efficienza di trattamentu di u prucessu di fanga attivata. I studii anu dimustratu chì u flocculant compositu polyaluminum chloride / chitosan ùn solu hà un effettu evidenti in u cundizionamentu di fanghi, ma ancu paragunatu cù l'usu di una sola PAC o chitosan, a resistenza specifica di u fangu righjunghji prima un puntu bassu, è a tarifa di filtrazione hè più altu. Hè veloce è hè un acondicionador megliu; in più, trè tippi di carboxymethyl chitosan (N-carboxymethyl chitosan, N, O-carboxymethyl chitosan è O-carboxymethyl chitosan) sò usati cum'è U flocculant hè statu pruvatu nant'à u funziunamentu di dewatering di i fanghi, è hè statu trovu chì i flocs furmatu eranu forte è micca faciule da rompe, chì indica chì l'effettu di u floculante nantu à a disidratazione di fanghi era significativamente megliu cà quellu di i floculanti ordinali.

Chitosanè i so derivati ​​sò ricchi di risorse, naturali, micca tossichi, degradabili, è anu parechje proprietà à u stessu tempu. Sò agenti di trattamentu di l'acqua verde. A so materia prima, a chitina, hè u sicondu compostu organicu naturali più grande di a terra. Dunque, in l'ultimi anni, u sviluppu di chitosan in u trattamentu di l'acqua hà un momentu di crescita evidenti. Cum'è un polimeru naturali chì trasforma i rifiuti in un tesoru, u chitosan hè statu inizialmente appiicatu in parechji campi, ma a prestazione è l'applicazione di i prudutti domestici anu sempre una certa gap cumparatu cù altri paesi avanzati. Cù l'approfondimentu di a ricerca nantu à u chitosanu è i so derivati, in particulare u chitosanu mudificatu cù proprietà di sintesi eccellenti, hà più è più valore d'applicazione. L'esplorazione di a tecnulugia di l'applicazione di chitosan in u trattamentu di l'acqua è u sviluppu di prudutti di derivati ​​di chitosan ecologicu cù una gamma d'applicazione più larga avarà un valore di mercatu assai largu è prospettive d'applicazione.

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