चिटोसन अपशिष्ट जल उपचार

पारंपरिक जल उपचार प्रणालियों में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले फ्लोकुलेंट एल्यूमीनियम लवण और लोहे के लवण हैं, उपचारित पानी में शेष एल्यूमीनियम लवण मानव स्वास्थ्य को खतरे में डालेंगे, और अवशिष्ट लोहे के लवण पानी के रंग को प्रभावित करेंगे, आदि; अपशिष्ट जल उपचार में, द्वितीयक प्रदूषण की समस्याओं को दूर करना मुश्किल है जैसे कि बड़ी मात्रा में कीचड़ और कीचड़ के कठिन निपटान। इसलिए, एक प्राकृतिक उत्पाद की तलाश करना जो एल्यूमीनियम नमक को बदलने के लिए पर्यावरण के लिए माध्यमिक प्रदूषण का कारण नहीं बनता है और लोहे के नमक के फ्लोकुलेंट्स आज स्थायी विकास रणनीतियों को लागू करने की आवश्यकता है। प्राकृतिक बहुलक फ्लोकुलेंट्स ने अपने प्रचुर मात्रा में कच्चे माल के स्रोतों, कम कीमत, अच्छी चयनात्मकता, छोटी खुराक, सुरक्षा और गैर-विषाक्तता, और पूर्ण बायोडिग्रेडेशन के कारण कई फ्लोकुलेंट्स के बीच बहुत ध्यान आकर्षित किया है। दशकों के विकास के बाद, विभिन्न गुणों और उपयोगों के साथ बड़ी संख्या में प्राकृतिक बहुलक फ्लोकुलेंट सामने आए हैं, जिनमें से स्टार्च, लिग्निन, चिटोसन और सब्जी गोंद वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

काइटोसनगुण

चिटोसन एक सफेद अनाकार, पारभासी परतदार ठोस, पानी में अघुलनशील लेकिन एसिड में घुलनशील है, जो कि चिटिन का बहरीकरण उत्पाद है। सामान्यतया, चिटोसन को चिटोसन कहा जा सकता है जब चिटिन में एन-एसिटाइल समूह को 55%से अधिक हटा दिया जाता है। चिटिन जानवरों और कीड़ों के एक्सोस्केलेटन का मुख्य घटक है, और सेल्यूलोज के बाद पृथ्वी पर दूसरा सबसे बड़ा प्राकृतिक कार्बनिक यौगिक है। एक flocculant के रूप में, चिटोसन प्राकृतिक, गैर विषैले और अपमानजनक है। कई हाइड्रॉक्सिल समूह, अमीनो समूह और कुछ एन-एसिटाइलमिनो समूह हैं जो चिटोसन की मैक्रोमोलेक्युलर श्रृंखला पर वितरित किए गए हैं, जो अम्लीय समाधानों में उच्च चार्ज घनत्व के साथ cationic पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स बना सकते हैं, और हाइड्रोजन बॉन्ड या आयन बॉन्ड के माध्यम से नेटवर्क जैसी संरचनाएं भी बना सकते हैं। पिंजरे के अणु, जिससे कई विषाक्त और हानिकारक भारी धातु आयनों को जटिल और हटा दिया जाता है। चिटोसन और इसके डेरिवेटिव में न केवल टेक्सटाइल, प्रिंटिंग और डाइंग, पेपरमैकिंग, मेडिसिन, फूड, केमिकल इंडस्ट्री, बायोलॉजी और एग्रीकल्चर और कई अन्य क्षेत्रों में कई एप्लिकेशन वैल्यू हैं, बल्कि इनसॉर्बेंट, फ्लोकुलेशन एजेंटों, फंगिसाइड्स, आयन एक्सचेंजर्स, मेम्ब्रैन्स, इयोन एक्सचेंजर्स, सिम्ब्रैन्स, के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। पानी की आपूर्ति अनुप्रयोगों और जल उपचार में इसके अद्वितीय लाभों के कारण पानी।

अनुप्रयोगकाइटोसनजल उपचार में

(1) पानी के शरीर में निलंबित ठोस पदार्थ निकालें। प्राकृतिक पानी में, यह मिट्टी के बैक्टीरिया के अस्तित्व के कारण एक नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कोलाइड सिस्टम बन जाता है, आदि एक लंबी श्रृंखला के cationic बहुलक के रूप में, चिटोसन बिजली के तटस्थता और जमावट और सोखने और ब्रिजिंग के दोहरे कार्यों को निभा सकता है, और निलंबित पदार्थों पर एक मजबूत जमावट प्रभाव पड़ता है। Flocculants के रूप में पारंपरिक फिटकिरी और पॉलीक्रिलामाइड के साथ तुलना में, चिटोसन का बेहतर स्पष्ट प्रभाव है। रविड एट अल। जब चिटोसन पीएच मूल्य 5-9 था, तो एकल काओलिन जल वितरण के फ्लोकुलेशन उपचार के प्रभाव का अध्ययन किया, और पाया गया कि फ्लोकुलेशन पीएच मूल्य से बहुत प्रभावित था, और टर्बिडिटी हटाने का प्रभावी पीएच मूल्य 7.0-7.5 था। 1mg/l flocculant, टर्बिडिटी हटाने की दर 90%से अधिक है, और उत्पादित FLOCs मोटे और तेज हैं, और कुल flocculation अवसादन समय 1H से अधिक नहीं है; लेकिन जब पीएच मान कम हो जाता है या बढ़ जाता है, तो फ्लोकुलेशन दक्षता कम हो जाती है, यह दर्शाता है कि केवल एक बहुत ही संकीर्ण पीएच रेंज में, चिटोसन काओलिन कणों के साथ अच्छा बहुलकीकरण बना सकता है। कुछ अध्ययनों में पाया गया है कि जब बेंटोनाइट निलंबन को चिटोसन के साथ इलाज किया जाता है, तो उपयुक्त पीएच मूल्य सीमा व्यापक है। इसलिए, जब टर्बिड पानी में काओलिन के समान कण होते हैं,काइटोसनकणों पर। बाद में, रविड एट अल। वह पाया

यदि काओलिन या टाइटेनियम डाइऑक्साइड निलंबन में ह्यूमस है, तो चिटोसन के साथ इसे फ्लोक करने और अवक्षेपित करना आसान है, क्योंकि नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए ह्यूमस कणों की सतह से जुड़ा हुआ है, और ह्यूमस पीएच मूल्य को समायोजित करना आसान बनाता है। चिटोसन ने अभी भी अलग -अलग टर्बिडिटी और क्षारीयता के साथ प्राकृतिक जल निकायों के लिए बेहतर फ्लोकुलेशन गुण दिखाए।

(२) पानी के शरीर से शैवाल और बैक्टीरिया को हटा दें। हाल के वर्षों में, विदेशों में कुछ लोगों ने शैवाल और बैक्टीरिया जैसे जैविक कोलाइड सिस्टम पर चिटोसन के सोखना और फ्लोक्यूलेशन का अध्ययन करना शुरू कर दिया है। चिटोसन का मीठे पानी के शैवाल, अर्थात् स्पिरुलिना, थरथरानवाला शैवाल, क्लोरेला और नीले-हरे शैवाल पर एक हटाने का प्रभाव है। अध्ययनों से पता चला है कि मीठे पानी के शैवाल के लिए, हटाना 7 के पीएच पर सबसे अच्छा है; समुद्री शैवाल के लिए, पीएच कम है। चिटोसन की उपयुक्त खुराक जल शरीर में शैवाल की एकाग्रता पर निर्भर करती है। शैवाल की एकाग्रता जितनी अधिक होगी, चिटोसन की अधिक खुराक को जोड़ा जाना चाहिए, और चिटोसन की खुराक की वृद्धि से फ्लोक्यूलेशन और वर्षा का कारण बनता है। और तेज। टर्बिडिटी शैवाल को हटाने को माप सकती है। जब पीएच मान 7, 5mg/l हैकाइटोसनपानी में 90% टर्बिडिटी को हटा सकते हैं, और शैवाल एकाग्रता जितनी अधिक होगी, फ्लॉक कणों को मोटा करना और अवसादन प्रदर्शन बेहतर होगा।

सूक्ष्म परीक्षा से पता चला कि शैवाल जो कि फ्लोकुलेशन और अवसादन द्वारा हटाए गए थे, केवल एकत्रित और एक साथ पालन किए गए थे, और अभी भी एक अक्षुण्ण और सक्रिय स्थिति में थे। चूंकि चिटोसन पानी में प्रजातियों पर कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं डालता है, इसलिए उपचारित पानी का उपयोग अभी भी ताजे पानी के एक्वाकल्चर के लिए किया जा सकता है, जल उपचार के लिए अन्य सिंथेटिक फ्लोकुलेंट्स के विपरीत। बैक्टीरिया पर चिटोसन का निष्कासन तंत्र अपेक्षाकृत जटिल है। चिटोसन के साथ एस्चेरिचिया कोलाई के फ्लोकुलेशन का अध्ययन करके, यह पाया जाता है कि असंतुलित ब्रिजिंग तंत्र फ्लोकुलेशन सिस्टम का मुख्य तंत्र है, और चिटोसन सेल मलबे पर हाइड्रोजन बॉन्ड का उत्पादन करता है। एक अन्य अध्ययन से पता चला कि ई। कोलाई के चिटोसन फ्लोकुलेशन की दक्षता न केवल ढांकता हुआ की चारगबिलिटी पर निर्भर करती है, बल्कि इसके हाइड्रोलिक आयाम पर भी है।

(3) अवशिष्ट एल्यूमीनियम निकालें और पीने के पानी को शुद्ध करें। एल्यूमीनियम लवण और पॉलील्यूमीनियम फ्लोकुलेंट्स का व्यापक रूप से नल जल उपचार प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है, लेकिन एल्यूमीनियम नमक फ्लोकुलेंट्स के उपयोग से पीने के पानी में एल्यूमीनियम सामग्री में वृद्धि हो सकती है। पीने के पानी में अवशिष्ट एल्यूमीनियम मानव स्वास्थ्य के लिए एक गंभीर खतरा है। हालांकि चिटोसन को पानी के अवशेषों की समस्या भी है, क्योंकि यह एक प्राकृतिक गैर-विषैले क्षारीय अमीनोपोलिसैकेराइड है, अवशेष मानव शरीर को नुकसान नहीं पहुंचाएंगे, और इसे बाद की उपचार प्रक्रिया में हटाया जा सकता है। इसके अलावा, पॉलील्यूमीनियम क्लोराइड जैसे चिटोसन और अकार्बनिक फ्लोकुलेंट्स का संयुक्त उपयोग अवशिष्ट एल्यूमीनियम की सामग्री को कम कर सकता है। इसलिए, पीने के पानी के उपचार में, चिटोसन के फायदे हैं कि अन्य सिंथेटिक कार्बनिक बहुलक फ्लोकुलेंट्स को बदल नहीं सकते हैं।

अपशिष्ट जल उपचार में चिटोसन का अनुप्रयोग

(1) धातु आयनों को हटा दें। की आणविक श्रृंखलाकाइटोसनऔर इसके डेरिवेटिव में बड़ी संख्या में अमीनो समूह और हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, इसलिए इसका कई धातु आयनों पर एक प्रभाव पड़ता है, और समाधान में भारी धातु आयनों को प्रभावी ढंग से adsorb या कैप्चर कर सकता है। कैथरीन ए। ईडेन और अन्य अध्ययनों से पता चला है कि Pb2+ और Cr3+ (Chitosan की इकाई में) चिटोसन की सोखना क्षमता क्रमशः 0.2 mmol/g और 0.25 mmol/g तक पहुंचती है, और एक मजबूत सोखना क्षमता है। झांग टिंगन एट अल। Flocculation द्वारा तांबे को हटाने के लिए Deacetylated chitosan का उपयोग किया। परिणामों से पता चला कि जब पीएच मान 8.0 था और पानी के नमूने में तांबे के आयनों की द्रव्यमान एकाग्रता 100 मिलीग्राम/एल से कम थी, तो तांबे को हटाने की दर 99%से अधिक थी; द्रव्यमान एकाग्रता 400mg/L है, और अवशिष्ट तरल में तांबे के आयनों की द्रव्यमान एकाग्रता अभी भी राष्ट्रीय अपशिष्ट जल निर्वहन मानक को पूरा करती है। एक अन्य प्रयोग ने साबित कर दिया कि जब पीएच = 5.0 और सोखना का समय 2h था, तो सोखना रासायनिक निकल चढ़ाना अपशिष्ट तरल में चिटोसन की हटाने की दर Ni2+ को 72.25%तक पहुंच सकती है।

(2) खाद्य अपशिष्ट जल जैसी उच्च प्रोटीन सामग्री के साथ अपशिष्ट जल का इलाज करें। खाद्य प्रसंस्करण के दौरान, अपशिष्ट जल को निलंबित ठोस पदार्थों की एक बड़ी मात्रा में डिस्चार्ज किया जाता है। चिटोसन अणु में एमाइड समूह, अमीनो समूह और हाइड्रॉक्सिल समूह शामिल हैं। अमीनो समूह के प्रोटॉन के साथ, यह cationic पॉलीइलेक्ट्रोलाइट की भूमिका को दर्शाता है, जो न केवल भारी धातुओं पर एक chelating प्रभाव पड़ता है, बल्कि पानी में ठीक से ठीक कणों को नकारात्मक रूप से चार्ज करने और adsorb को प्रभावी ढंग से flocculated और adsorb भी कर सकता है। चिटिन और चिटोसन प्रोटीन, अमीनो एसिड, फैटी एसिड, आदि के साथ हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा परिसरों का निर्माण कर सकते हैं। इस्तेमाल किया गयाकाइटोसन, एल्यूमीनियम सल्फेट, फेरिक सल्फेट और पॉलीप्रोपाइलीन फथालामाइड के रूप में फ्लोकुलेंट्स के रूप में समुद्री भोजन प्रसंस्करण अपशिष्ट जल से प्रोटीन को पुनर्प्राप्त करने के लिए। उच्च प्रोटीन वसूली दर और अपशिष्ट प्रकाश संचारण प्राप्त किया जा सकता है। क्योंकि चिटोसन स्वयं गैर विषैले हैं और उनका कोई माध्यमिक प्रदूषण नहीं है, इसका उपयोग उपयोग के लिए खाद्य प्रसंस्करण संयंत्रों से अपशिष्ट जल में प्रोटीन और स्टार्च जैसे उपयोगी पदार्थों को रीसायकल करने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि पशु आहार के रूप में फ़ीड करना।

(३) मुद्रण और रंगाई अपशिष्ट जल का उपचार। छपाई और रंगाई अपशिष्ट जल का तात्पर्य है कि कपास, ऊन, रासायनिक फाइबर और अन्य कपड़ा उत्पादों से अपशिष्ट जल को दिखावा, रंगाई, रंगाई, मुद्रण और परिष्करण की प्रक्रिया में। इसमें आमतौर पर लवण, कार्बनिक सर्फेक्टेंट और रंजक आदि होते हैं, जटिल घटकों, बड़े क्रोमा और उच्च कॉड के साथ। , और एंटी-ऑक्सीकरण और एंटी-बायोडिग्रेडेशन की दिशा में विकसित किया गया है, जो मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए बेहद हानिकारक है। चिटोसन में अमीनो समूह और हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, और रंजक पर एक मजबूत सोखना प्रभाव पड़ता है, जिसमें शामिल हैं: भौतिक सोखना, रासायनिक सोखना और आयन विनिमय सोखना, मुख्य रूप से हाइड्रोजन बॉन्डिंग, इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण, आयन एक्सचेंज, वैन डेर वॉल्स बल, हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन, आदि प्रभाव के माध्यम से। इसी समय, चिटोसन की आणविक संरचना में बड़ी संख्या में प्राथमिक अमीनो समूह होते हैं, जो समन्वय बॉन्ड के माध्यम से एक उत्कृष्ट बहुलक चेलेटिंग एजेंट बनाते हैं, जो अपशिष्ट जल में रंगों को कम कर सकते हैं, और गैर-विषैले हैं और माध्यमिक प्रदूषण का उत्पादन नहीं करते हैं।

(4) कीचड़ में आवेदन। वर्तमान में, शहरी सीवेज उपचार संयंत्रों के विशाल बहुमत कीचड़ का इलाज करने के लिए cationic polyacrylamide का उपयोग करते हैं। अभ्यास से पता चला है कि इस एजेंट का अच्छा फ्लोकुलेशन प्रभाव होता है और यह कीचड़ को कम करने के लिए आसान होता है, लेकिन इसके अवशेष, विशेष रूप से एक्रिलामाइड मोनोमर, एक मजबूत कार्सिनोजेन है। इसलिए, इसके प्रतिस्थापन की तलाश करना एक बहुत ही सार्थक काम है। चिटोसन एक अच्छा कीचड़ कंडीशनर है, जो सक्रिय कीचड़ बैक्टीरिया माइकल्स बनाने में मदद करता है, जो समाधान में नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए निलंबित पदार्थ और कार्बनिक पदार्थ को कम कर सकता है, और सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया की उपचार दक्षता में सुधार कर सकता है। अध्ययनों से पता चला है कि पॉलील्यूमीनियम क्लोराइड/चिटोसन कम्पोजिट फ्लोकुलेंट का न केवल कीचड़ कंडीशनिंग में स्पष्ट प्रभाव पड़ता है, बल्कि एक एकल पीएसी या चिटोसन के उपयोग के साथ भी तुलना की जाती है, कीचड़ विशिष्ट प्रतिरोध पहले एक कम बिंदु तक पहुंचता है, और निस्पंदन दर अधिक होती है। यह तेज है और एक बेहतर कंडीशनर है; इसके अलावा, तीन प्रकार के कार्बोक्सिमेथाइल चिटोसन (एन-कार्बोक्सिमिथाइल चिटोसन, एन, ओ-कार्बोक्सिमिथाइल चिटोसन और ओ-कार्बोक्सिमेथाइल चिटोसन) का उपयोग किया जाता है, क्योंकि फ्लोकलेंट को कीचड़ के प्रदर्शन पर परीक्षण किया गया था, जो कि फ्लोक्स को मजबूत करने के लिए आसान था और यह आसान नहीं था। साधारण फ्लोकुलेंट्स की तुलना में काफी बेहतर है।

काइटोसनऔर इसके डेरिवेटिव संसाधनों में समृद्ध हैं, प्राकृतिक, गैर-विषैले, अपमानजनक, और एक ही समय में विभिन्न गुण हैं। वे ग्रीन वाटर ट्रीटमेंट एजेंट हैं। इसका कच्चा माल, चिटिन, पृथ्वी पर दूसरा सबसे बड़ा प्राकृतिक कार्बनिक यौगिक है। इसलिए, हाल के वर्षों में, जल उपचार में चिटोसन के विकास में एक स्पष्ट विकास गति है। एक प्राकृतिक बहुलक के रूप में जो कचरे को खजाने में बदल देता है, चिटोसन को शुरू में कई क्षेत्रों में लागू किया गया है, लेकिन घरेलू उत्पादों के प्रदर्शन और अनुप्रयोग में अभी भी अन्य उन्नत देशों की तुलना में एक निश्चित अंतर है। चिटोसन और इसके डेरिवेटिव पर शोध को गहरा करने के साथ, विशेष रूप से उत्कृष्ट संश्लेषण गुणों के साथ संशोधित चिटोसन, इसका अधिक से अधिक अनुप्रयोग मूल्य है। जल उपचार में चिटोसन की अनुप्रयोग तकनीक की खोज और व्यापक अनुप्रयोग रेंज के साथ चिटोसन डेरिवेटिव के पर्यावरण के अनुकूल उत्पादों को विकसित करना बहुत व्यापक बाजार मूल्य और अनुप्रयोग संभावनाएं होगी।

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