기존의 수처리 시스템에서 가장 널리 사용되는 응집제는 알루미늄 염 및 철 염입니다. 처리 된 물에 남아있는 알루미늄 염은 인간 건강을 위험에 빠뜨릴 것이며 잔류 철 염은 물의 색에 영향을 미칩니다.; 폐수 처리에서 대부분의 경우 많은 양의 슬러지 및 슬러지 처리가 어려운 2 차 오염 문제를 극복하기가 어렵습니다. 따라서, 알루미늄 소금과 철 염 용해제를 대체하기 위해 환경에 이차 오염을 일으키지 않는 천연 제품을 찾는 것은 오늘날 지속 가능한 개발 전략을 구현해야한다는 것입니다. 천연 폴리머 응집제는 풍부한 원료 공급원, 저렴한 가격, 양호한 선택성, 소량 복용량, 안전성 및 비 독성 및 완전한 생분해로 인해 많은 응집제들 사이에서 많은 관심을 끌었습니다. 수십 년의 발달 후, 상이한 특성과 용도를 갖는 다수의 천연 중합체 응집제가 등장했으며, 그 중 전분, 리그닌, 키토산 및 야채 접착제가 현재 널리 사용되고있다.
키토산속성
키토산은 흰색 비정질, 반투명 플라키 고체이며 물에 불용성이지만 산에 가용성이 있으며, 이는 키틴의 탈 아세틸 화 생성물입니다. 일반적으로, 키토산은 키틴의 N- 아세틸기가 55%이상 제거 될 때 키토산이라고 할 수 있습니다. 키틴은 동물과 곤충의 외골격의 주요 성분이며, 셀룰로오스 후 지구에서 두 번째로 큰 천연 유기 화합물입니다. 응집제로서, 키토산은 자연스럽고 무독성이며 분해성입니다. 많은 하이드 록실 그룹, 아미노기 및 키토산의 거대 분자 사슬에 분포 된 일부 N- 아세틸 아미노 그룹이 있는데, 이는 산성 용액에서 높은 전하 밀도를 갖는 양이온 성 다 전해질을 형성 할 수 있으며, 수소 결합 또는 이온 성 결합에 의해 네트워크 유사 구조를 형성 할 수있다. 케이지 분자는 많은 독성 및 유해한 중금속 이온을 복잡하고 제거합니다. 키토산과 그 유도체는 섬유, 인쇄 및 염색, 제지, 제지, 의약품, 식품, 화학 산업, 생물학 및 농업뿐만 아니라 다양한 용도로 광범위한 용도를 가지고 있으며, 다른 많은 분야는 많은 적용 가치를 가지고 있지만 수처리에도 흡착제, 응집제, 곰팡이 제제 등을 사용 할 수 있습니다. 물 공급 응용 및 수처리의 고유 한 장점으로 인해 식수를위한 정제제.
(1) 수역에서 매달린 고형물을 제거하십시오. 천연 물에서는 점토 박테리아 등의 존재로 인해 음으로 하전 된 콜로이드 시스템이됩니다. 장쇄 양이온 성 중합체로서 키토산은 전기 중화 및 응고 및 흡착 및 브리징의 이중 기능을 수행 할 수 있으며, 현탁 된 물질에 강한 응시 효과를 갖습니다. 응집제로서 전통적인 명반 및 폴리 아크릴 아미드와 비교하여, 키토산은 더 나은 명확한 영향을 미칩니다. Ravid et al. 키토산 pH 값이 5-9 일 때 단일 카올린 물 분포의 응집 처리 효과를 연구하고, 응집은 pH 값에 의해 크게 영향을 받았으며, 탁도 제거의 효과적인 pH 값은 7.0-7.5임을 발견했다. 1mg/L 응집제, 탁도 제거 속도는 90%를 초과하고 생산 된 플록은 거칠고 빠르며 총 응집 침강 시간은 1H를 초과하지 않습니다. 그러나 pH 값이 감소하거나 증가하면 응집 효율이 감소하여 매우 좁은 pH 범위에서만 키토산이 카올린 입자와 우수한 중합을 형성 할 수 있음을 나타냅니다. 일부 연구에 따르면 응집 된 벤토나이트 현탁액이 키토산으로 처리되면 적합한 pH 값 범위가 넓습니다. 따라서, 탁한 물이 카올린과 유사한 입자를 함유 할 때, 중합을 개선하기 위해 응고제로서 적절한 양의 벤토나이트를 추가해야한다.키토산입자에. 나중에 Ravid et al. 그것을 발견했습니다
카올린 또는 이산화 티타늄 현탁액에 umus가있는 경우, 음으로 하전 된 후 무스가 입자의 표면에 부착되기 때문에 키토산으로 쉽게 응집하고 침전하기가 쉽습니다. 키토산은 여전히 탁도와 알칼리도가 다른 천연 수체에 대한 우수한 응집 특성을 보여 주었다.
(2) 수역에서 조류와 박테리아를 제거하십시오. 최근 몇 년 동안 해외 일부 사람들은 조류 및 박테리아와 같은 생물학적 콜로이드 시스템에서 키토산의 흡착 및 응집을 연구하기 시작했습니다. 키토산은 담수 조류, 즉 스피룰리나, 오실레이터 조류, 클로렐라 및 청록색 조류에 제거 효과가 있습니다. 연구에 따르면 담수 조류의 경우 제거는 7의 pH에서 가장 좋습니다. 해양 조류의 경우 pH가 더 낮습니다. 키토산의 적절한 복용량은 수체의 조류 농도에 따라 다릅니다. 조류 농도가 높을수록 키토산의 복용량이 많을수록 키토산의 복용량의 증가는 응집과 강수를 유발하는 경향이 있습니다. 더 빠르게. 탁도는 조류 제거를 측정 할 수 있습니다. pH 값이 7, 5mg/L 인 경우키토산물의 탁도의 90%를 제거하고 조류 농도가 높을수록 플록 입자가 거칠고 침강 성능이 향상 될 수 있습니다.
현미경 검사는 응집 및 퇴적물에 의해 제거 된 조류가 단지 집계되고 함께 부착되었으며 여전히 손상되지 않고 활성 상태에 있음을 보여 주었다. 키토산은 물의 종에 부정적인 영향을 미치지 않기 때문에, 처리 된 물은 수처리를위한 다른 합성 응집제와 달리 담수 양식업에 여전히 사용될 수 있습니다. 박테리아에서 키토산의 제거 메커니즘은 비교적 복잡합니다. 키토산으로 대장균의 응집을 연구함으로써, 불균형 브리징 메커니즘은 응집 시스템의 주요 메커니즘이며 키토산은 세포 잔해에 수소 결합을 생성한다는 것이 밝혀졌다. 또 다른 연구는 대장균의 키토산 응집 효율이 유전체의 충전 성뿐만 아니라 유압 치수에도 의존한다는 것을 보여 주었다.
(3) 잔류 알루미늄을 제거하고 식수를 정화하십시오. 알루미늄 염과 폴리 알루미늄 응집제는 수돗물 처리 과정에서 널리 사용되지만 알루미늄 염 용해제를 사용하면 식수에서 알루미늄 함량이 증가 할 수 있습니다. 식수의 잔류 알루미늄은 인간 건강에 심각한 위험입니다. 키토산은 또한 물 잔류 물에 문제가 있지만, 자연적인 비 독성 알칼리성 아미노노폴리 사카 라이드이기 때문에 잔류 물은 인체에 해를 끼치 지 않으며 후속 처리 과정에서 제거 될 수 있습니다. 또한, 폴리 알루미늄 염화물과 같은 키토산 및 무기 응집제의 결합 된 사용은 잔류 알루미늄의 함량을 감소시킬 수 있습니다. 따라서, 식수 처리에서, 키토산은 다른 합성 유기 중합체 응집제를 대체 할 수없는 장점이있다.
폐수 처리에서 키토산의 적용
(1) 금속 이온을 제거하십시오. 분자 사슬키토산그리고 이의 유도체는 다수의 아미노기 및 하이드 록실기를 함유하므로 많은 금속 이온에 킬레이트 효과가 있으며 용액에서 중금속 이온을 효과적으로 흡수하거나 포획 할 수 있습니다. Catherine A. Eiden 및 기타 연구에 따르면 키토산의 PB2+ 및 CR3+ (키토산 단위)의 흡착 용량은 각각 0.2mmol/g 및 0.25 mmol/g에 도달하며 강한 흡착 능력을 갖는 것으로 나타났습니다. Zhang Ting'an et al. 탈 아세틸 화 키토산을 사용하여 응집에 의해 구리를 제거 하였다. 결과는 pH 값이 8.0이고 물 샘플에서 구리 이온의 질량 농도가 100 mg/L보다 낮을 때, 구리 제거 속도는 99%이상이었다; 질량 농도는 400mg/L이며, 잔류 액체에서 구리 이온의 질량 농도는 여전히 국가 폐수 배출 표준을 충족시킨다. 또 다른 실험은 pH = 5.0 및 흡착 시간이 2H 일 때, 흡착 화학 니켈 도금 폐기물 액체에서 키토산에서 NI2+의 제거 속도가 72.25%에 도달 할 수 있음을 증명했다.
(2) 폐수를 식품 폐수와 같은 높은 단백질 함량으로 처리하십시오. 식품 가공 동안, 많은 양의 현탁 된 고형물을 함유 한 폐수가 배출됩니다. 키토산 분자는 아미드 그룹, 아미노기 및 하이드 록실기를 함유한다. 아미노기의 양성자 화를 통해, 그것은 중금속에 킬레이트 효과를 가질뿐만 아니라 물의 부정적인 하전 된 미세 입자를 효과적으로 응집시키고 흡착시킬 수있는 양이온 성분화 전해질의 역할을 보여준다. 키틴과 키토산은 단백질, 아미노산, 지방산 등과의 수소 결합에 의해 복합체를 형성 할 수있다. Fang Zhimin et al. 사용된키토산해산물 가공 폐수로부터 단백질을 회수하기위한 응집제로서 알루미늄 설페이트, 황산 제 2 철 및 폴리 프로필렌 프탈 아미드. 높은 단백질 회복 속도 및 폐수 전달이 수득 될 수있다. 키토산 자체는 독성이없고 2 차 오염이 없기 때문에, 동물 사료 공급으로 사료를 첨가하는 것과 같은 가공 및 재사용을 위해 식품 가공 식물의 폐수 및 전분과 같은 유용한 물질을 재활용하는 데 사용될 수 있습니다.
(3) 인쇄 및 염색 폐수 치료. 인쇄 및 염색 폐수는 전처리, 염색, 인쇄 및 마무리 과정에서 면화, 양모, 화학 섬유 및 기타 섬유 제품에서 배출 된 폐수를 말합니다. 일반적으로 복잡한 성분, 큰 크로마 및 높은 대구와 함께 염, 유기 계면 활성제 및 염료 등이 포함되어 있습니다. 및 항산화 및 항 생분해 방향으로 발달하며, 이는 인간 건강과 환경에 매우 유해합니다. 키토산은 아미노기 및 히드 록실기를 함유하며, 물리 흡착, 화학적 흡착 및 이온 교환 흡착, 주로 수소 결합, 정전기 인력, 이온 교환, 밴 데르 웨일 스 힘, 소수성 상호 작용 등을 포함한 염료에 대한 강한 흡착 효과를 갖는다. 동시에, 키토산의 분자 구조는 다수의 1 차 아미노기를 함유하는데, 이는 폐수에서 염료를 응집 할 수 있으며 무독성이며 2 차 오염을 생성하지 않는 배위 결합을 통해 우수한 중합체 킬레이트 제를 형성한다.
(4) 슬러지 탈수의 적용. 현재, 대다수의 도시 하수 처리장은 양이온 폴리 아크릴 아미드를 사용하여 슬러지를 치료합니다. 실습에 따르면이 제제는 응집 효과가 우수하고 탈수 슬러지가 쉽지만 잔류 물, 특히 아크릴 아미드 단량체는 강한 발암 물질입니다. 따라서 교체를 추구하는 것은 매우 의미있는 작업입니다. 키토산은 우수한 슬러지 컨디셔너로 활성 슬러지 박테리아 미셀을 형성하는 데 도움이되며, 이는 용액에서 음의 부정적인 물질 및 유기물을 응집 할 수 있으며 활성 슬러지 공정의 처리 효율을 향상시킬 수 있습니다. 연구에 따르면 폴리 알루미늄 클로라이드/키토산 복합 응집제는 슬러지 컨디셔닝에 명백한 영향을 미칠뿐만 아니라 단일 PAC 또는 키토산의 사용과 비교하여 슬러지 특이 저항이 먼저 낮은 점에 도달하고 여과율이 더 높습니다. 빠르고 더 나은 컨디셔너입니다. 또한, 3 가지 종류의 카르복시 메틸 키토산 (N- 카르복시 메틸 키토산, N, O- 카르복시 메틸 키토산 및 O- 카르복시 메틸 키토산)은 응집제가 슬러지의 탈수 성능에 대해 테스트되었을 때 사용되었으며, 형성된 플록이 강력하고 파손되지 않았다는 것을 알았다는 것을 알았다는 것을 알았다. 일반적인 응집제보다 낫습니다.
키토산그리고 그 유도체는 자원, 자연, 무독성, 분해성이 풍부하며 동시에 다양한 특성을 가지고 있습니다. 그들은 녹색 수처리제입니다. 원료 인 키틴은 지구상에서 두 번째로 큰 천연 유기 화합물입니다. 따라서 최근 몇 년 동안 수처리에서 키토산의 발달은 명백한 성장 모멘텀을 가지고 있습니다. 폐기물을 보물로 바꾸는 천연 폴리머로서 키토산은 처음에 많은 분야에 적용되었지만 국내 제품의 성능과 적용은 여전히 다른 선진국에 비해 특정 간격을 가지고 있습니다. 키토산과 그 유도체, 특히 우수한 합성 특성을 갖는 변형 된 키토산에 대한 연구가 심화되면서 점점 더 많은 적용 가치가 있습니다. 수처리에서 키토산의 적용 기술을 탐구하고 더 넓은 응용 범위를 가진 키토산 파생 상품의 환경 친화적 인 제품 개발은 매우 광범위한 시장 가치와 응용 전망을 가질 것입니다.
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