NO332148B1 - Anvendelse av et materiale pa basis av organiske og/eller uorganiske fibrer og kitosan for fiksering av metallioner - Google Patents
Anvendelse av et materiale pa basis av organiske og/eller uorganiske fibrer og kitosan for fiksering av metallioner Download PDFInfo
- Publication number
- NO332148B1 NO332148B1 NO20040308A NO20040308A NO332148B1 NO 332148 B1 NO332148 B1 NO 332148B1 NO 20040308 A NO20040308 A NO 20040308A NO 20040308 A NO20040308 A NO 20040308A NO 332148 B1 NO332148 B1 NO 332148B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- chitosan
- metal ions
- organic
- fixation
- copper
- Prior art date
Links
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 title claims description 9
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 26
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 9
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000001455 metallic ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J45/00—Ion-exchange in which a complex or a chelate is formed; Use of material as complex or chelate forming ion-exchangers; Treatment of material for improving the complex or chelate forming ion-exchange properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/16—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from metallurgical processes, i.e. from the production, refining or treatment of metals, e.g. galvanic wastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
- C02F2201/006—Cartridges
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
Anvendelse av et materiale på basis av organiske og/eller uorganiske fibre og kitosan for fiksering av metallioner som inneholdes i et avløp. Kitosanet representerer mellom 0,0 1 og 20 vekt% av fibrenes tørrvekt, og dets deacetyleringsgrad er høyere enn 90 %.
Description
Denne oppfinnelse angår anvendelse av et materiale på basis av organiske og/eller uorganiske fibrer og kitosan for fiksering av metallioner inneholdt i et avløp. Blant avløpene som inneholder metallioner i betydelige mengder, eller som inneholder spor av slike dersom det først er blitt foretatt en behandling, er de mest belastede avløp som spesielt stammer fra gruveindustrien, kjernekraftindustrien, kjemisk industri og over-flatebehandlingsindustrien, men også fra jordbruk, som f.eks. gjødsel fra svin eller de spredemiddelslam som benyttes som gjødningsmidler og som stammer fra renseanlegg.
I den nedenstående beskrivelse og i kravene betegner "organiske og/eller uorganiske fibrer" spesielt cellulosefibrene blant de organiske fibrer; syntetiske fibrer, f.eks. av polyester-, polyetylen-, polypropylen-, polyamid- og polyvinylkloridtypen; de kunstfibrer (for eksempel viskose, celluloseacetat); naturfibrer (for eksempel bomull, ull, tremasse); karbonfibrer (eventuelt aktiverte), og blant de uorganiske fibrer spesielt mineralfibrene (for eksempel glassfibrer og keramiske fibrer).
Kitosan er et deacetyleringsprodukt av kitin, som er et stoff som danner skallet i krabber, hummere, reker og andre skalldyr. Det er kjent at kitosan virker tiltrekkende på metallioner når pH-området ligger høyere enn 4.
IWO 90/02708 beskrives en fremgangsmåte for rensing av forurensede vandige avløp, spesielt avløp med høyt tungmetallinnhold, ved hjelp av kitosan i mikrokrystal-linsk, dvs. modifisert form. Nærmere bestemt innlemmes det mikrokrystallinske kitosan i en gelélignende dispersjon som bringes i kontakt med et forurenset vandig avløp. Etter omrøring ved høy temperatur blir kitosanet, i kompleksdannelse med forurensningene, skilt fra oppløsningen ved filtrering, sedimentering og sentrifugering, eller på annen hensiktsmessig måte. Det angis også at kitosanet oppviser en deacetyleringsgrad som er høyere enn 30 %. Tatt i betraktning den mikrokrystallinske form av kitosanet kan det forventes at dettes NH2-funksjoner er involvert i dannelsen av det krystallinske nettverk og således ikke er disponible for metallkompleksdannelsen. Det følger av dette at den teknikk som beskrives for fjerning av forurensninger i dette dokument ikke er optimal.
I GB 2 199 315 beskrives en bærestruktur på basis av fibrer av mikrobiologisk opprinnelse som er blitt behandlet i en alkalisk oppløsning, hvorved fibrenes innhold av kitin er blitt brakt frem. I henhold til den beskrevne fremgangsmåte behandles mycelie-kulturen i et alkalisk miljø før eller etter at den avsettes på en syntetisk fiberstruktur av polyester- eller polypropylentypen.
UP 08 13 2037 beskrives en vannrenseinnretning hvor kitosan og aktivert karbon anvendes sammen i granulert form i et mengdeforhold på 1:20. Skjønt det har vist seg at blandingen er i stand til å adsorbere tungmetallene, gis ingen kvantitativ informasjon. Alle resultater er gitt i relasjon til renseinnretningens kapasitet til å eliminere kloret som inneholdes i byforsyningsvann.
IJP 63 04 9212 beskrives et adsorberende filter bestående av cellulosefibrer, kiselalger eller perlitt, og kitosan. Cellulosefibrene og kiselalgene blandes i et vektforhold fra 4/1 til 1/4, hvoretter kitosanet tilsettes fortynnet som en 10 vekt% sur oppløsning. Filteret anvendes her for utskillelse av kolloidale proteiner, mikropartikler og fungus. Ingen informasjon er gitt om noen mulighet for å anvende dette materiale for fiksering av tungmetaller. Selv om det skulle benyttes for denne anvendelse, ville virkningsgraden være middelmådig fordi kiselalge- eller perlittmaterialet inneholder proteiner som er i stand til å innvirke på kitosanets aminfunksjon. Dette vil innvirke på kitosanets evne til å danne komplekser med metallene.
I EP-A-0 323 732 beskrives videre et komposittmateriale på basis av cellulosefibrer, kitosan (i en mengde av 1-99 vekt%) og fettsyrer (0,05-1 % beregnet på vekten av cellulosefibrene). I henhold til et vesentlig trekk oppviser kitosanet som benyttes i dette komposittmateriale en deacetyleringsgrad på minst 40 %. Med denne høye deacetyleringsgrad muliggjør kitosanet, i henhold til dette dokument, en forbedring av papirets styrke, spesielt våtstyrken. Det gis ingen informasjon med hensyn til muligheten for å anvende dette materiale for fiksering av tilstedeværende tungmetaller, f.eks. i et vandig avløp. Selv om dette materiale skulle bli brukt for et slikt formål, ville dets virkningsgrad være lav. Den hydrofobe karakter som fettsyren bibringer det behandlede papir vil nemlig innvirke på vannets sorpsjonskinetikk. Ved å nedsette hastigheten med hvilken vannet diffunderer inn i bæreren vil fettsyren også redusere kompleksdannnelseskapasiteten. Således reduseres kitosanets tilgjengelighet.
I GB 2 338 477 beskrives en bærer på basis av cellulose og kjemiske fibrer som er overtrukket med kitosan i en mengde av 3-20 vekt%. Intet er nevnt vedrørende kitosanets karakteristika. Bæreren anvendes for fiksering av f.eks. metallioner av arsenikk-, jernsulfat- og magnesiumkloridtype (eksempler 6-8). Dersom den illustrerte bærer skulle ha en god kapasitet for kompleksdannelse med metalliske ioner, vil dette kun gjelde for meget lave avløpsstrømningshastigheter, hvilket vil være uforlikelig med industriell anvendelse.
Problemet som det tas sikte på å løse med oppfinnelsen, består således i å forbedre fikseringshastigheten for metallionene og følgelig mengden avløp som kan behandles. Søkeren har funnet at hastigheten med hvilken metallioner fikseres, kan økes ved at en lav kitosankonsentrasjon kombineres med en høy deacetyleringsgrad, nemlig høyere enn 90 %.
Følgelig angår oppfinnelsen anvendelse av et materiale på basis av organiske og/eller uorganiske fibrer og kitosan, hvor
kitosanet representerer mellom 0,01 og 20 vekt% av fibrenes tørrvekt,
kitosanets deacetyleringsgrad er høyere enn 90 %, og
materialet er i form av et ark fremstilt av en blanding av kitosan og organiske og/eller uorganiske fibrer ved hjelp av en papirmaskinprosess,
til fiksering av metallioner som inneholdes i et avløp.
Søkeren har således funnet at ved å påvirke kitonsanets konsentrasjon og deacetyleringsgrad kan fikseringskinetikken for metallioner modifiseres i vesentlig grad. Selv om det skulle kunne forventes at økning av antallet tilgjengelige kitosanpunkter ville øke fikseringskapasiteten ved deacetylering, var det på den annen side ikke selvfølgelig at fikseringshastigheten samtidig ville forbedres.
Fiksering av metallioner inneholdt i et avløp, kan foretas for ulike formål. Det kan for det første dreie seg om fiksering av tungmetaller som inneholdes i et væske-formig avløp. Materialet anvendes altså i det tilfelle for filtrering av væskeformige avløp ved at disse renner over eller gjennom materialet, avpasset etter graden av forurensning av avløpet. For det andre kan det dreie seg om fiksering av metallioner som er til stede i jordsmonn, spesielt etter kjemisk behandling, f.eks. på kobberbasis, av et jordbruksareal. I det tilfelle blir materialet, som kan svare til et jorddekningspapir, benyttet for å fiksere metallionene og følgelig for å unngå at disse innføres i grunnvannet. Sluttelig kan det dreie seg om en ønsket fiksering av metallionene på materialet anvendt ifølge oppfinnelsen, enten for å forbedre dets ledningsegenskaper, eller for å danne et metallsjikt ved reduksjon av de fikserte metallioner, eller for å frembringe et materiale med biocide egenskaper.
I en fordelaktig utførelse oppviser kitosanet en deacetyleirngsgrad som er høyere enn 95 %.
Vanligvis har kitosanet en molekylvekt på mellom IO<4>og IO<6>g.mol<1>, fortrinnsvis mellom IO<5>og 5.IO<5>g.mol"<1>.
I en fordelaktig utførelse utgjør kitosanet mellom 0,01 og 10 %, fortrinnsvis mellom 0,01 og 5 %, mest foretrukket mellom 0,01 og 2 %, av fibrenes tørrvekt.
Som allerede nevnt er materialet basert på organiske og/eller uorganiske fibrer, men det kan med fordel bestå av cellulosefibrer.
I henhold til oppfinnelsen har materialet form av en fibermatte, som kan fremstilles i henhold til ulike fremgangsmåter som vil være velkjente for fagfolk på området.
I henhold til en første utførelsesform blandes således kitosanet med de organiske og/eller uorganiske fibrer, hvoretter det dannes et ark på tilsvarende måte som ved papirfremstilling.
I en andre utførelsesform fremstilles et ark av organiske og/eller uorganiske fibrer, hvoretter det dannede arket impregneres med en kitosanoppløsning, spesielt ved bruk av en limpresse. Den ene eller begge flater kan impregneres før det foretas tørking.
I en tredje utførelsesform overtrekkes arket på basis av organiske og/eller uorganiske fibrer med en kitosanoppløsning ved hjelp av overtrekkingsteknikk benyttet i papirfabrikker.
I praksis benyttes kitosanet innledningsvis i form av et salt (acetat, hydroklorid, osv.).
Oppfinnelsen finner en særlig fordelaktig anvendelse ved behandling av drikke-vann, av avløp spesielt fra gruveindustrien, kjernekraftindustrien, kjemisk industri og overflatebehandlingsindustri, men også fra jordbruk, som f.eks. gjødsel fra svin eller de spredemiddelslam som benyttes som gjødningsmidler, og som stammer fra renseanlegg, men denne liste skal ikke anses som begrensende.
Oppfinnelsen og fordelene med denne vil fremtre klarere av de etterfølgende eksempler. Figur 1 viser kinetikken ved kobberfiksering ved bruk av kitosan alene og ved bruk av materialet anvendt ifølge oppfinnelsen, ved en kobberkonsentrasjon på 0,3125 mg/l. Figur 2 viser kinetikken ved kobberfiksering ved bruk av kitosan alene og ved bruk av materialet anvendt ifølge oppfinnelsen, ved en kobberkonsentrasjon på 0,625 mg/l. Figur 3 viser kinetikken ved kobberfiksering ved bruk av kitosan alene og ved bruk av materialet anvendt ifølge oppfinnelsen, ved en kobberkonsentrasjon på 3,125 mg/l. Figur 4 viser innvirkningen av mengden av kitosan i materialet anvendt ifølge oppfinnelsen, når det gjelder fiksering av kobberioner.
Eksempel 1
I dette eksempel sammenlignes kinetikken for fiksering av kobber på kitosan alene og på materialet anvendt ifølge oppfinnelsen, idet kitosanmengden er 50 mg og det benyttes statiske betingelser, dvs. betingelser uten strømning av avløp gjennom filteret.
a) Kitosan
Det benyttede kitosan har en molekylvekt på 200 000 g/mol og en deacetyleringsgrad på 98 %.
b) Materiale ifølge oppfinnelsen
En folie på basis av cellulosefibrer overtrekkes med kitosanoppløsningen ved
bruk av en overtrekningsteknikk som gir en bærer inneholdende 2 vekt% kitosan.
c) Protokoll
- Kitosan alene eller kitosan påført som et overtrekk på et papir hydratiseres i 12
timer i 100 ml NaN03-avløp (0,03 M) ved pH 6,5.
- Et volum V av en kobber-moderoppløsning tilsettes.
- Den overstående væske tas ut på forskjellige tidspunkter.
- Målingen foretas ved I.C.P. (Inductive Coupled Plasma).
- Til slutt beregnes dekontamineringsfaktoren, som svarer til forholdet mellom den opprinnelige konsentrasjon og sluttkonsentrasjonen i avløpet.
Fra denne faktoren fratrekkes den mer eller mindre gode dekontamineringsfunksjon av kitosan alene eller av materialet anvendt ifølge oppfinnelsen, etter følgende skala:
FD = 1: Ingen dekontaminering.
FD = 7/8: God dekontaminering.
FD > 10: Meget god dekontaminering.
Undersøkelsen utføres med avtagende kobberkonsentrasjoner.
Som det vil ses av figur 1, er 98 % av kobberet fiksert på papiret overtrukket med kitosan etter 210 minutter, mens bare 13 % er fiksert på kitosan alene ved bruk av en kobberkonsentrasjon på 0,3125 mm/l.
Figur 2 viser at for en kobberkonsentrasjon på 0,625 mm/l har papiret overtrukket med kitosan allerede fiksert 92 % av kobberet, mens kitosanfolien i løpet av den samme tid bare har fiksert 31 % av kobberet.
Sluttelig er - for en kobberkonsentrasjon på 3,125 mg/l - 75 % av kobberet blitt fiksert på et kitosanovertrukket papir etter 360 minutter, mens bare 12 % av kobberet er blitt fiksert på kitosan alene (figur 3).
Dekantamineringsfaktorene ble beregnet og er gitt i nedenstående tabell.
Det ses således at evnen til å fiksere kobber som oppvises av materialet anvendt ifølge oppfinnelsen, er større enn den som oppvises av kitosan alene, og dette gjelder alle de testede konsentrasjoner. Det ses videre at kinetikken for fiksering av kobber på kitosan alene ikke er like hurtig som for materialet anvendt ifølge oppfinnelsen.
For en kobberkonsentrasjon på 3,125 mg/l blir en dekontamineringsfaktor på 1,07 oppnådd etter 180 minutter med kitosan alene og etter bare 4 minutter med materialet anvendt ifølge oppfinnelsen.
For en kobberkonsentrasjon på 0,625 mg/l, blir på tilsvarende måte en dekontamineringsfaktor på 1,2, som oppnås etter 90 minutter med kitosan alene, oppnådd etter bare 8 minutter med materialet anvendt ifølge oppfinnelsen.
For en kobberkonsentrasjon på 0,312 mg/l oppnås en dekontamineringsfaktor på 1,4 etter 200 minutter med kitosan alene, mens den oppnås etter bare 10 minutter med papiret ifølge oppfinnelsen.
Eksempel 2
I dette eksempel undersøkes den innvirkning mengden av kitosan i en cellulose-folie har på kapasiteten for kobberionefiksering.
Som det vil ses av figur 4, vil kobberionefikseringskapasiteten av materialet anvendt ifølge oppfinnelsen være desto bedre jo lavere kitosanmengden er innenfor det undersøkte område.
Eksempel 3
I dette eksempel undersøkes virkningsgraden av filteret ifølge oppfinnelsen for en stor avløpsstrømningsmengde.
Det benyttede filtreringssystem utgjøres av en filterpresse, som er det vanligste og enkleste utstyr når det gjelder filtrering av væsker. Avløpet renses når det passerer gjennom filtreringsseksjonen, som utgjøres av en rekke på hverandre følgende filtere. Antallet på hverandre følgende filtere kan tilpasses som en funksjon av den etterstrebede ytelse. I denne undersøkelse utgjøres hvert filter, som har en overflate på 550 cm<2>, av 100 g/m<2>papir inneholdende 1 vekt% kitosan med en deacetyleringsgrad på 98 %.
Det benyttede testavløp utgjøres av en 6,35 mg/l kobberoppløsning som passerer gjennom filtreringsseksjonen i en mengde av 4200 l/h. Avløpet som testes, har et volum på 10 liter.
Den prosentvise mengde kobber som tilbakeholdes, som funksjon av antallet filtere benyttet i filtreringsseksjonen, er gitt i den følgende tabell.
Ved bruk av 10 filtere fikseres 70 % av kobberet i løpet av mindre enn 9 sekunder.
Eksempel 4
I dette eksempel sammenlignes dynamisk, under de samme betingelser som i Eksempel 3, innvirkningen av mengden av kitosan i papirfilteret for konsentrasjonene 1 % og 5 %. Deacetyleringsgraden er 98 %.
Den ovenstående tabell viser at jo mindre mengden av kitosan er i det testede materiale, jo mer effektiv er fikseringen.
Claims (5)
1. Anvendelse av et materiale på basis av organiske og/eller uorganiske fibrer og kitosan, hvor
kitosanet representerer mellom 0,01 og 20 vekt% av fibrenes tørrvekt,
kitosanets deacetyleringsgrad er høyere enn 90 %, og
materialet er i form av et ark fremstilt av en blanding av kitosan og organiske og/eller uorganiske fibrer ved hjelp av en papirmaskinprosess,
til fiksering av metallioner som inneholdes i et avløp.
2. Anvendelse ifølge krav 1, hvor kitosanets molekyl vekt er mellom IO<4>og IO<6>g.mol"<1>.
3. Anvendelse ifølge krav 1, hvor kitosanet representerer mellom 0,01 og 10 vekt% av fibrenes tørrvekt, fortrinnsvis mellom 0,01 og 2 vekt%.
4. Anvendelse ifølge krav 1, hvor kitosanets deacetyleringsgrad er høyere enn 95 %.
5. Anvendelse ifølge krav 1, hvor arket består utelukkende cellulosefibrer.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0109949A FR2827795B1 (fr) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | Utilisation d'un materiau a base de fibres organiques et/ou inorganiques et de chitosane pour la fixation des ions metalliques |
| PCT/FR2002/002502 WO2003009939A1 (fr) | 2001-07-25 | 2002-07-15 | Utilisation d'un materiau a base de fibres organiques et/ou inorganiques et de chitosane pour la fixation des ions metalliques |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20040308L NO20040308L (no) | 2004-01-23 |
| NO332148B1 true NO332148B1 (no) | 2012-07-09 |
Family
ID=8865894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20040308A NO332148B1 (no) | 2001-07-25 | 2004-01-23 | Anvendelse av et materiale pa basis av organiske og/eller uorganiske fibrer og kitosan for fiksering av metallioner |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7189326B2 (no) |
| EP (1) | EP1409133B1 (no) |
| JP (1) | JP4348434B2 (no) |
| KR (1) | KR20040043166A (no) |
| CN (1) | CN1263544C (no) |
| AT (1) | ATE306988T1 (no) |
| AU (1) | AU2002333995B2 (no) |
| BR (1) | BR0211476A (no) |
| CA (1) | CA2459245A1 (no) |
| DE (1) | DE60206764T2 (no) |
| ES (1) | ES2251622T3 (no) |
| FR (1) | FR2827795B1 (no) |
| IL (2) | IL159891A0 (no) |
| MX (1) | MXPA04000694A (no) |
| NO (1) | NO332148B1 (no) |
| PL (1) | PL199801B1 (no) |
| RU (1) | RU2004105276A (no) |
| WO (1) | WO2003009939A1 (no) |
| ZA (1) | ZA200400471B (no) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2852027B1 (fr) * | 2003-03-04 | 2005-07-29 | Ahlstrom Research & Services | Support non tisse a base de fibres de carbone active et utilisation |
| US20100264098A1 (en) * | 2009-04-21 | 2010-10-21 | Potukuchi Kartik | Chitosan-coated fibers to satisfy nsf50 test standard for spas and pools |
| ES2530344T3 (es) * | 2010-02-01 | 2015-03-02 | Fpinnovations | Adhesivos de quitosano modificado fúngico y materiales compuestos de madera preparados a partir de los adhesivos |
| CN103402624B (zh) | 2010-12-06 | 2016-05-04 | 科学与工业研究委员会 | 用于从水中去除阴离子污染物的有机-无机复合材料及其制备方法 |
| DE102012005588A1 (de) * | 2012-03-20 | 2013-11-28 | Stephan Kühn | Verbundwerkstoff auf Basis einer Chitosan - Matrix Universeller Verbundwerkstoff zur Herstellung von Dämmplatten und Konstruktionsschalen mit einer Chitosan-Matrix in Kombination mit einem Träger- und Fasermaterial, insbesondere - jedoch nicht ausschließlich - aus nachwachsenden Rohstoffen. |
| JP6417183B2 (ja) * | 2013-10-16 | 2018-10-31 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 金属イオン捕集材 |
| FR3016882A1 (fr) | 2014-01-30 | 2015-07-31 | Sofradim Production | Procede de preparation de chitosane a haut degre d’acetylation |
| CN103801268B (zh) * | 2014-02-24 | 2015-09-23 | 福建工程学院 | 成型磁性改性纤维素的制备方法 |
| EP2921216A1 (en) | 2014-03-17 | 2015-09-23 | ETH Zurich | Heavy metal recycling process and material usefull in such process |
| CN106268673B (zh) * | 2016-09-06 | 2019-03-12 | 河海大学 | 一种氨基改性壳聚糖复合吸附材料的制备方法 |
| CN107529520A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-01-02 | 天津工业大学 | 一种快速高效吸附去除重金属离子的方法 |
| CN108394954A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-08-14 | 佛山市金净创环保技术有限公司 | 水池净化装置及制备方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1027501B (it) * | 1968-12-06 | 1978-12-20 | Muzzarelli Weckx M G F | Chitina chitosano e derivati usati come supporti cromatografici e come adsorbenti per la raccolta di ioni dalle soluzuoni acquose e organiche dall acqua potabile e marina |
| GB2165865B (en) * | 1984-10-12 | 1987-06-17 | Shirley Inst The | Nonwoven fabric |
| US5010181A (en) * | 1988-03-28 | 1991-04-23 | Coughlin Robert W | Partially treated shellfish waste for removal of heavy metals from aqueous solution |
| JPH02164716A (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 重金属イオンの分離方法 |
| US5308663A (en) * | 1989-06-20 | 1994-05-03 | Kanai Juyo Kogyo Company Limited | Biodegradable nonwoven fabric and its molding vessel |
| US5827610A (en) * | 1997-01-10 | 1998-10-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Chitosan-coated pulp, a paper using the pulp, and a process for making them |
| RU2110858C1 (ru) | 1997-04-07 | 1998-05-10 | Валентин Николаевич Косяков | Флоккуляционный агент радионуклидов для дезактивации жидких радиоактивных отходов |
| KR19990000270A (ko) * | 1997-06-04 | 1999-01-15 | 박원훈 | 키토산으로 도포된 백혈구 제거용 필터 |
| GB2338477A (en) * | 1998-06-11 | 1999-12-22 | Arcasorb Technology Ltd | Adsorbent bed |
| ATE251936T1 (de) * | 1998-09-18 | 2003-11-15 | Franz-Dietrich Oeste | Wirkstoffhaltige fasergebilde, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung |
-
2001
- 2001-07-25 FR FR0109949A patent/FR2827795B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-07-15 BR BR0211476-3A patent/BR0211476A/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-07-15 RU RU2004105276/15A patent/RU2004105276A/ru not_active Application Discontinuation
- 2002-07-15 CA CA002459245A patent/CA2459245A1/en not_active Abandoned
- 2002-07-15 AT AT02790195T patent/ATE306988T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-07-15 DE DE60206764T patent/DE60206764T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-15 KR KR10-2004-7001156A patent/KR20040043166A/ko not_active Application Discontinuation
- 2002-07-15 PL PL367096A patent/PL199801B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2002-07-15 EP EP02790195A patent/EP1409133B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-15 AU AU2002333995A patent/AU2002333995B2/en not_active Ceased
- 2002-07-15 MX MXPA04000694A patent/MXPA04000694A/es active IP Right Grant
- 2002-07-15 JP JP2003515324A patent/JP4348434B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-15 WO PCT/FR2002/002502 patent/WO2003009939A1/fr active IP Right Grant
- 2002-07-15 ES ES02790195T patent/ES2251622T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-15 IL IL15989102A patent/IL159891A0/xx active IP Right Grant
- 2002-07-15 US US10/484,319 patent/US7189326B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-15 CN CNB028147588A patent/CN1263544C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-01-15 IL IL159891A patent/IL159891A/en not_active IP Right Cessation
- 2004-01-22 ZA ZA200400471A patent/ZA200400471B/en unknown
- 2004-01-23 NO NO20040308A patent/NO332148B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004535298A (ja) | 2004-11-25 |
| NO20040308L (no) | 2004-01-23 |
| FR2827795A1 (fr) | 2003-01-31 |
| FR2827795B1 (fr) | 2004-06-04 |
| EP1409133B1 (fr) | 2005-10-19 |
| EP1409133A1 (fr) | 2004-04-21 |
| CN1535181A (zh) | 2004-10-06 |
| US20040238449A1 (en) | 2004-12-02 |
| RU2004105276A (ru) | 2005-03-27 |
| AU2002333995B2 (en) | 2007-08-09 |
| US7189326B2 (en) | 2007-03-13 |
| PL199801B1 (pl) | 2008-10-31 |
| CA2459245A1 (en) | 2003-02-06 |
| PL367096A1 (en) | 2005-02-21 |
| ATE306988T1 (de) | 2005-11-15 |
| IL159891A0 (en) | 2004-06-20 |
| MXPA04000694A (es) | 2004-10-27 |
| JP4348434B2 (ja) | 2009-10-21 |
| CN1263544C (zh) | 2006-07-12 |
| DE60206764T2 (de) | 2006-07-20 |
| ZA200400471B (en) | 2004-09-27 |
| BR0211476A (pt) | 2004-08-17 |
| WO2003009939A1 (fr) | 2003-02-06 |
| ES2251622T3 (es) | 2006-05-01 |
| IL159891A (en) | 2007-07-24 |
| DE60206764D1 (de) | 2006-03-02 |
| KR20040043166A (ko) | 2004-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tsekova et al. | Biosorption of copper (II) and cadmium (II) from aqueous solutions by free and immobilized biomass of Aspergillus niger | |
| NO332148B1 (no) | Anvendelse av et materiale pa basis av organiske og/eller uorganiske fibrer og kitosan for fiksering av metallioner | |
| Gallagher et al. | Biosorption of synthetic dye and metal ions from aqueous effluents using fungal biomass | |
| Nahar et al. | Heavy metals in handloom-dyeing effluents and their biosorption by agricultural byproducts | |
| US4595506A (en) | Filtering aid for the treatment of suspensions, particularly of domestic, industrial, and other sludges for subsequent draining | |
| HAQ et al. | Biosorption of Pb (II) and Co (II) on red rose waste biomass | |
| Assadian et al. | The transport of waterborne solutes and bacteriophage in soil subirrigated with a wastewater blend | |
| Rosmawanie et al. | Sequestering of pollutants from public market wastewater using Moringa oleifera and Cicer arietinum flocculants | |
| Zemnukhova et al. | Biomass derived silica containing products for removal of microorganisms from water | |
| Yakubu et al. | Use of activated carbon from date seeds to treat textile and tannery effluents | |
| Lin et al. | Industrial effluent treatments using heavy-metal removing bacterial bioflocculants | |
| Kandah et al. | The aqueous adsorption of copper and cadmium ions onto sheep manure | |
| CN103787430B (zh) | 一种快速深度处理有机氯农药废水的复合材料 | |
| Laowansiri | Kinetic and efficiency of reactive dye sorption by plant biomass | |
| Iqbal et al. | Entrapment of fungal hyphae in structural fibrous network of papaya wood to produce a unique biosorbent for the removal of heavy metals | |
| Christov et al. | Fungal biomass from Rhizomucor pusillus as adsorbent of chromophores from a bleach plant effluent | |
| JPH02277595A (ja) | 水処理 | |
| Daud et al. | Chitosan beads as an adsorbent for the removal of colour from natural rubber wastewater | |
| Kandhari et al. | Efficacy of almond shells for removal of dye from waste water | |
| Bhalwe et al. | To Study and Compare Plant-Based Natural Coagulant in Water Treatment | |
| Manimaran et al. | Biosorption of synthetic dyes from textile industrial effluent using waste papaya latex | |
| Iriani | Potency of Chitin as an Adsorbent in Black Water Treatment Process at Peatland Environment | |
| CN113231039A (zh) | 一种环保可降解的汞吸附包 | |
| Malairajan | Treatment of Industrial Wastewater and Its Reuse for Sustainable Agriculture Practices—A Green Concept | |
| Plotnikov et al. | Effective approach to water purification from microbiological contamination based on novel surface-modified adsorbents |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |