معالجة مياه الصرف الصحي بالكيتوزان

في أنظمة معالجة المياه التقليدية، تُعدّ أملاح الألومنيوم والحديد أكثر المواد المُركّبة استخدامًا، حيث تُشكّل أملاح الألومنيوم المتبقية في المياه المُعالجة خطرًا على صحة الإنسان، كما تُؤثّر أملاح الحديد المتبقية على لون الماء، وما إلى ذلك. في مُعظم أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي، يصعب التغلّب على مشاكل التلوث الثانوي، مثل الكميات الكبيرة من الرواسب الطينية وصعوبة التخلص منها. لذلك، يُعدّ البحث عن منتج طبيعي لا يُسبّب تلوثًا ثانويًا للبيئة ليحل محلّ مُركّبات مُركّبات أملاح الألومنيوم والحديد ضرورةً لتطبيق استراتيجيات التنمية المستدامة اليوم. وقد جذبت مُركّبات البوليمر الطبيعية اهتمامًا كبيرًا بين العديد من مُركّبات المُركّبات نظرًا لوفرة مصادرها من المواد الخام، وانخفاض سعرها، وانتقائيتها العالية، وجرعاتها الصغيرة، وسلامتها وعدم سميّتها، وقدرتها على التحلل البيولوجي الكامل. بعد عقود من التطوير، ظهر عدد كبير من مُركّبات البوليمر الطبيعية ذات الخصائص والاستخدامات المُختلفة، من بينها النشا، واللجنين، والكيتوزان، والغراء النباتي، والتي تُستخدم على نطاق واسع حاليًا.

الكيتوزانملكيات

الكيتوزان مادة صلبة بيضاء غير متبلورة، شفافة، قشرية، غير قابلة للذوبان في الماء، لكنها قابلة للذوبان في الحمض، وهو ناتج نزع الأسيتيل من الكيتين. يُطلق على الكيتوزان اسم الكيتوزان عند إزالة مجموعة N-أسيتيل من الكيتين بنسبة تزيد عن 55%. الكيتين هو المكون الرئيسي للهياكل الخارجية للحيوانات والحشرات، وهو ثاني أكبر مركب عضوي طبيعي على الأرض بعد السليلوز. الكيتوزان، باعتباره مادة مُركّبة، طبيعي وغير سام وقابل للتحلل. يحتوي الكيتوزان على العديد من مجموعات الهيدروكسيل والأمين وبعض مجموعات N-أسيتيل أمينو موزعة على السلسلة الجزيئية الكبيرة، والتي يمكنها تكوين بولي إلكتروليتات كاتيونية ذات كثافة شحنة عالية في المحاليل الحمضية، ويمكنها أيضًا تكوين هياكل شبكية عن طريق الروابط الهيدروجينية أو الأيونية. يُقيّد الكيتوزان الجزيئات، مما يُؤدي إلى تكوين مُعقّدات وإزالة العديد من أيونات المعادن الثقيلة السامة والضارة. الكيتوزان ومشتقاته لها مجموعة واسعة من الاستخدامات، ليس فقط في النسيج والطباعة والصباغة وصناعة الورق والطب والأغذية والصناعات الكيميائية وعلم الأحياء والزراعة والعديد من المجالات الأخرى لها العديد من قيم التطبيق، ولكن أيضًا في معالجة المياه، ويمكن استخدامها كمادة ماصة، وعوامل تخثر، ومبيدات الفطريات، ومبادلات الأيونات، ومستحضرات الأغشية، وما إلى ذلك. وقد تمت الموافقة على الكيتوزان من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية كعامل تنقية لمياه الشرب بسبب مزاياه الفريدة في تطبيقات إمدادات المياه ومعالجة المياه.

تطبيقالكيتوزانفي معالجة المياه

(1) إزالة المواد الصلبة العالقة في المسطح المائي. في الماء الطبيعي، يصبح نظامًا غروانيًا سالب الشحنة بسبب وجود بكتيريا الطين، إلخ. وباعتباره بوليمر كاتيوني طويل السلسلة، يمكن للكيتوزان أن يلعب وظيفتين مزدوجتين للتحييد الكهربائي والتخثر والامتصاص والجسر، وله تأثير تخثر قوي على المواد العالقة. وبالمقارنة مع الشبة التقليدية والبولي أكريلاميد كمواد تخثر، فإن للكيتوزان تأثير توضيح أفضل. درس RAVID وآخرون تأثير معالجة التخثر لتوزيع مياه الكاولين الفردي عندما كانت قيمة الرقم الهيدروجيني للكيتوزان 5-9، ووجدوا أن التخثر يتأثر بشكل كبير بقيمة الرقم الهيدروجيني، وكانت قيمة الرقم الهيدروجيني الفعالة لإزالة العكارة 7.0-7.5. 1 ملغم/لتر من المواد المخثرة، يتجاوز معدل إزالة العكارة 90٪، وتكون الخثرات الناتجة خشنة وسريعة، ولا يتجاوز إجمالي وقت ترسيب التخثر ساعة واحدة؛ ولكن عندما تنخفض قيمة الرقم الهيدروجيني أو ترتفع، تنخفض كفاءة التخثر، مما يشير إلى أنه في نطاق ضيق جدًا من الرقم الهيدروجيني، يمكن للكيتوزان تكوين بلمرة جيدة مع جزيئات الكاولين. وقد وجدت بعض الدراسات أنه عند معالجة معلق البنتونيت المتخثر بالكيتوزان، يكون نطاق الرقم الهيدروجيني المناسب واسعًا. لذلك، عندما تحتوي المياه العكرة على جزيئات مشابهة للكاولين، من الضروري إضافة كمية مناسبة من البنتونيت كمخثر لتحسين بلمرة.الكيتوزانعلى الجسيمات. وفي وقت لاحق، وجد رافيد وآخرون أن

إذا كان هناك دبال في معلق الكاولين أو ثاني أكسيد التيتانيوم، فمن السهل تكتله وترسيبه باستخدام الكيتوزان، لأن الدبال المشحون سلبًا يلتصق بسطح الجسيمات، مما يُسهّل ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني. أظهر الكيتوزان أيضًا خصائص تكتل متفوقة في المسطحات المائية الطبيعية ذات درجات العكارة والقلوية المختلفة.

(٢) إزالة الطحالب والبكتيريا من المسطح المائي. في السنوات الأخيرة، بدأ بعض الباحثين في الخارج بدراسة امتصاص الكيتوزان وتكتله على الأنظمة الغروانية البيولوجية مثل الطحالب والبكتيريا. للكيتوزان تأثير إزالة على طحالب المياه العذبة، وهي السبيرولينا، والطحالب المذبذبة، والكلوريلا، والطحالب الخضراء المزرقة. أظهرت الدراسات أن إزالة طحالب المياه العذبة تكون أفضل عند درجة حموضة ٧، بينما تكون أقل بالنسبة للطحالب البحرية. تعتمد الجرعة المناسبة من الكيتوزان على تركيز الطحالب في المسطح المائي. كلما ارتفع تركيز الطحالب، زادت الحاجة إلى إضافة جرعة أكبر من الكيتوزان، وزيادة جرعة الكيتوزان تميل إلى التسبب في تكتل وترسيب أسرع. يمكن قياس العكارة لإزالة الطحالب. عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني ٧، ٥ ملغم/لتر.الكيتوزانيمكن إزالة 90% من العكارة في الماء، وكلما زاد تركيز الطحالب، كانت جزيئات التكتلات أكثر خشونة وكان أداء الترسيب أفضل.

أظهر الفحص المجهري أن الطحالب التي أُزيلت بالتلبد والترسيب كانت متجمعة وملتصقة ببعضها فقط، وكانت لا تزال سليمة ونشطة. ونظرًا لأن الكيتوزان لا يسبب أي آثار سلبية على الأنواع الموجودة في الماء، فيمكن استخدام المياه المعالجة في تربية الأحياء المائية في المياه العذبة، على عكس المواد المُركّبة الاصطناعية الأخرى المستخدمة في معالجة المياه. تُعد آلية إزالة الكيتوزان من البكتيريا معقدة نسبيًا. ومن خلال دراسة تلبد بكتيريا الإشريكية القولونية بالكيتوزان، وُجد أن آلية الربط غير المتوازنة هي الآلية الرئيسية لنظام التلبد، وأن الكيتوزان يُنتج روابط هيدروجينية على حطام الخلايا. وأظهرت دراسة أخرى أن كفاءة تلبد الكيتوزان لبكتيريا الإشريكية القولونية لا تعتمد فقط على قابلية شحن العازل، ولكن أيضًا على بُعده الهيدروليكي.

(3) إزالة الألمنيوم المتبقي وتنقية مياه الشرب. تُستخدم أملاح الألمنيوم ومواد التكوير متعددة الألومنيوم على نطاق واسع في عمليات معالجة مياه الصنبور، إلا أن استخدام مواد التكوير متعددة الألومنيوم قد يؤدي إلى زيادة محتوى الألمنيوم في مياه الشرب. يُشكل الألمنيوم المتبقي في مياه الشرب خطرًا جسيمًا على صحة الإنسان. على الرغم من أن الكيتوزان يُسبب أيضًا مشكلة رواسب الماء، إلا أنه، لكونه أمينو عديد السكاريد القلوي الطبيعي غير السام، لا يُسبب أي ضرر لجسم الإنسان، ويمكن إزالته في عملية المعالجة اللاحقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاستخدام المُشترك للكيتوزان ومواد التكوير غير العضوية، مثل كلوريد البولي ألمنيوم، يُمكن أن يُقلل من محتوى الألمنيوم المتبقي. لذلك، يتميز الكيتوزان في معالجة مياه الشرب بمزايا لا تُضاهيها مواد التكوير متعددة البوليمرات العضوية الاصطناعية الأخرى.

استخدام الكيتوزان في معالجة مياه الصرف الصحي

(1) إزالة أيونات المعادن. السلسلة الجزيئية لـالكيتوزانوتحتوي مشتقاته على عدد كبير من المجموعات الأمينية ومجموعات الهيدروكسيل، لذا فإن له تأثيرًا مخلبيًا على العديد من أيونات المعادن، ويمكنه امتصاص أو التقاط أيونات المعادن الثقيلة في المحلول بشكل فعال. وقد أظهرت كاثرين أ. إيدن ودراسات أخرى أن قدرة امتصاص الكيتوزان إلى Pb2+ وCr3+ (بوحدة الكيتوزان) تصل إلى 0.2 مليمول/جم و0.25 مليمول/جم على التوالي، ولها قدرة امتصاص قوية. استخدم تشانغ تينجان وآخرون الكيتوزان منزوع الأسيتيل لإزالة النحاس عن طريق التخثر. وأظهرت النتائج أنه عندما كانت قيمة الرقم الهيدروجيني 8.0 وكان التركيز الكتلي لأيونات النحاس في عينة الماء أقل من 100 ملجم/لتر، كان معدل إزالة النحاس أكثر من 99٪؛ التركيز الكتلي هو 400 ملجم/لتر، ولا يزال التركيز الكتلي لأيونات النحاس في السائل المتبقي يلبي معيار تصريف مياه الصرف الصحي الوطني. أثبتت تجربة أخرى أنه عندما يكون الرقم الهيدروجيني = 5.0 ووقت الامتصاص 2 ساعة، فإن معدل إزالة الكيتوزان إلى Ni2 + في سائل نفايات طلاء النيكل الكيميائي بالامتصاص يمكن أن يصل إلى 72.25٪.

(٢) معالجة مياه الصرف الصحي عالية البروتين، مثل مياه الصرف الصحي الناتجة عن الأغذية. أثناء معالجة الأغذية، تُصرّف مياه الصرف الصحي المحتوية على كمية كبيرة من المواد الصلبة العالقة. يحتوي جزيء الكيتوزان على مجموعة أميد ومجموعة أمين ومجموعة هيدروكسيل. مع بروتونة مجموعة الأمين، يُظهر دور بولي إلكتروليت كاتيوني، والذي لا يقتصر تأثيره على المعادن الثقيلة فحسب، بل يُمكنه أيضًا أن يُكوّن جزيئات دقيقة مشحونة سلبًا ويمتصها بفعالية في الماء. يُمكن للكيتوزان والكيتوزان تكوين مُركّبات عن طريق الارتباط بالروابط الهيدروجينية مع البروتينات والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية، إلخ. استخدم فانغ تشيمين وآخرون.الكيتوزانوكبريتات الألومنيوم، وكبريتات الحديديك، وفثالاميد البولي بروبيلين كمواد مُركّبة لاستعادة البروتين من مياه الصرف الصحي الناتجة عن معالجة المأكولات البحرية. ويمكن تحقيق معدل استعادة بروتين عالٍ ونفاذية عالية للضوء في مياه الصرف. ولأن الكيتوزان غير سام ولا يُسبب أي تلوث ثانوي، يُمكن استخدامه لإعادة تدوير المواد المفيدة، مثل البروتين والنشا، الموجودة في مياه الصرف الصحي من مصانع معالجة الأغذية، لمعالجتها وإعادة استخدامها، كإضافتها إلى الأعلاف كعلف للحيوانات.

(3) معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن الطباعة والصباغة. تُشير مياه الصرف الصحي الناتجة عن الطباعة والصباغة إلى مياه الصرف الصحي المُصرفة من القطن والصوف والألياف الكيميائية وغيرها من المنتجات النسيجية في عمليات المعالجة الأولية والصباغة والطباعة والتشطيب. تحتوي هذه المياه عادةً على أملاح ومواد خافضة للتوتر السطحي عضوية وأصباغ، وغيرها، ذات مكونات معقدة، ودرجة لون عالية، ومتطلبات طلب كود كيميائي عالية. وتتطور هذه المواد في اتجاه مضاد للأكسدة والتحلل البيولوجي، مما يُضر بصحة الإنسان والبيئة بشكل كبير. يحتوي الكيتوزان على مجموعات أمينية ومجموعات هيدروكسيل، وله تأثير امتزاز قوي على الأصباغ، بما في ذلك: الامتزاز الفيزيائي، والامتزاز الكيميائي، وامتزاز التبادل الأيوني، وذلك بشكل رئيسي من خلال الرابطة الهيدروجينية، والجذب الكهروستاتيكي، والتبادل الأيوني، وقوة فان دير فالس، والتفاعل الكاره للماء، وغيرها. في الوقت نفسه، يحتوي التركيب الجزيئي للكيتوزان على عدد كبير من المجموعات الأمينية الأولية، والتي تشكل عامل مخلب بوليمر ممتاز من خلال الروابط التنسيقية، والتي يمكنها تكتل الأصباغ في مياه الصرف الصحي، وهي غير سامة ولا تنتج تلوثًا ثانويًا.

(4) التطبيق في تجفيف الحمأة. في الوقت الحاضر، تستخدم الغالبية العظمى من محطات معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية بولي أكريلاميد كاتيوني لمعالجة الحمأة. وقد أظهرت الممارسة أن هذا العامل له تأثير جيد في التخثر ويسهل تجفيف الحمأة، ولكن بقاياه، وخاصة مونومر الأكريلاميد، هي مادة مسرطنة قوية. لذلك، فإن البحث عن بديل له هو عمل مفيد للغاية. الكيتوزان هو مكيف جيد للحمأة، والذي يساعد على تكوين ميسيلات بكتيريا الحمأة المنشطة، والتي يمكن أن تتكتل المواد العالقة والمواد العضوية المشحونة سلبًا في المحلول، وتحسين كفاءة معالجة عملية الحمأة المنشطة. وقد أظهرت الدراسات أن مركب كلوريد البولي ألومنيوم / الكيتوزان المتخثر ليس له تأثير واضح في تكييف الحمأة فحسب، ولكن أيضًا بالمقارنة مع استخدام PAC واحد أو الكيتوزان، فإن المقاومة النوعية للحمأة تصل أولاً إلى نقطة منخفضة، ومعدل الترشيح أعلى. إنه سريع وهو مكيف أفضل؛ بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام ثلاثة أنواع من كربوكسي ميثيل كيتوزان (N- كاربوكسي ميثيل كيتوزان، N، O- كاربوكسي ميثيل كيتوزان و O- كاربوكسي ميثيل كيتوزان) كما تم اختبار المادة المخلوطة على أداء تجفيف الحمأة، وتبين أن الكتل المتكونة كانت قوية وليس من السهل كسرها، مما يشير إلى أن تأثير المادة المخلوطة على تجفيف الحمأة كان أفضل بكثير من تأثير المواد المخلوطة العادية.

الكيتوزانالكيتوزان ومشتقاته غنية بالموارد، طبيعية، غير سامة، قابلة للتحلل، ولها خصائص متنوعة في نفس الوقت. إنها عوامل معالجة مياه صديقة للبيئة. مادتها الخام، الكيتين، هي ثاني أكبر مركب عضوي طبيعي على وجه الأرض. لذلك، شهد تطوير الكيتوزان في معالجة المياه زخم نمو واضح في السنوات الأخيرة. بصفته بوليمرًا طبيعيًا يحول النفايات إلى كنز، تم تطبيق الكيتوزان في البداية في العديد من المجالات، ولكن لا يزال هناك فجوة معينة في أداء وتطبيق المنتجات المحلية مقارنة بالدول المتقدمة الأخرى. مع تعميق البحث في الكيتوزان ومشتقاته، وخاصة الكيتوزان المعدل بخصائص تركيبية ممتازة، تزداد قيمته التطبيقية بشكل متزايد. إن استكشاف تكنولوجيا تطبيق الكيتوزان في معالجة المياه وتطوير منتجات صديقة للبيئة من مشتقات الكيتوزان ذات نطاق تطبيق أوسع سيكون له قيمة سوقية واسعة جدًا وآفاق تطبيقية.

كيتوسانو، مصنعو الكيتوزان، كيتوسان موا، كيتوسان قابل للذوبان، استخدامات الكيتوزان، سعر الكيتوزان، زراعة الكيتوزان، سعر الكيتوزان للكيلوغرام، كيتوسان الكيتين، شراء كيتوسانو، منتجات الكيتوزان الزراعية، سعر مسحوق الكيتوزان، مكمل الكيتوزان، الكيتوزان لمعالجة مياه الصرف الصحي، كيتوسان قليل السكاريد، الكيتوزان قابل للذوبان في الماء، الكيتين والكيتوزان، سعر الكيتوزان في باكستان، الكيتوزان مضاد للميكروبات، الفرق بين الكيتين والكيتوزان، سعر مسحوق الكيتوزان، تشابك الكيتوزان، ذوبان الكيتوزان في الإيثانول، الكيتوزان للبيع في الفلبين، الكيتوزان في تايلاند، استخدامات الكيتوزان في الزراعة، سعر الكيتوزان للكيلوغرام كجم، فوائد الكيتوزان، مذيب الكيتوزان، لزوجة الكيتوزان، أقراص الكيتوزان، الكيتوزان، سعر الكيتوزان، مسحوق الكيتوزان، الكيتوزان القابل للذوبان في الماء، الكيتوزان القابل للذوبان، الكيتين، الكيتوزان، تطبيقات الكيتوزان، الكيتين. نرحب بكم لزيارة شركتنا ومصنعنا، حيث تعرض صالة العرض لدينا مختلف المنتجات والحلول التي تلبي توقعاتكم. كما يمكنكم زيارة موقعنا الإلكتروني. سيبذل فريق المبيعات قصارى جهده لتقديم أفضل الخدمات لكم. لمزيد من المعلومات، لا تترددوا في الاتصال بنا.اتصل بناعبر البريد الإلكتروني أو الفاكس أو الهاتف.