PL233402B1 - Sposób oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości metali, zwłaszcza srebra i miedzi - Google Patents
Sposób oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości metali, zwłaszcza srebra i miedziInfo
- Publication number
- PL233402B1 PL233402B1 PL40023612A PL40023612A PL233402B1 PL 233402 B1 PL233402 B1 PL 233402B1 PL 40023612 A PL40023612 A PL 40023612A PL 40023612 A PL40023612 A PL 40023612A PL 233402 B1 PL233402 B1 PL 233402B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ions
- chitosan
- added
- silver
- excess
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims description 22
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 22
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title description 9
- -1 copper and silver Chemical class 0.000 title description 3
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 36
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 11
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 claims description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 3
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Chemical class 0.000 description 3
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 3
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical class [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 206010010904 Convulsion Diseases 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical class C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 208000007101 Muscle Cramp Diseases 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 206010047700 Vomiting Diseases 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 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
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229940100890 silver compound Drugs 0.000 description 1
- 150000003379 silver compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000563 toxic property Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000008673 vomiting Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- 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
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- 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
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/62—Heavy metal compounds
-
- 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
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania wodnych ścieków o wysokiej zawartości metali, zwłaszcza Ag i Cu.
Stan techniki
Zanieczyszczenie ścieków wodnych metalami jest powszechnym problemem środowiskowym. Metale ciężkie nie ulegają biodegradacji i są akumulowane w żywych organizmach powodując wiele chorób i zaburzeń stanu zdrowia tych organizmów.
Miedź jest toksyczna w dużych stężeniach. Zatrucie organizmu miedzią prowadzi do wymiotów, skurczy, drgawek, a nawet śmierci. Dlatego Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca jako dopuszczalną dawkę miedzi w wodzie pitnej 2 ppm (mg/kg). Także związki srebra wykazują właściwości toksyczne, a w dużych stężeniach mogą powodować srebrzycę. Głównym źródłem zanieczyszczenia wód miedzią są huty, galwanizernie i przemysł szklarski. Obecność rozpuszczalnych jonów srebra w ściekach przemysłowych jest problemem związanym z przemysłem fotograficznym, galwanizerskim, farmaceutycznym oraz kosmetycznym. Ze względu na wysoką wartość srebra metalicznego, podejmowane są próby odzysku tego metalu ze ścieków, np. jak opisano w pracy L. Lasko, Μ. P. Hurst, Environ. Sci. Technol., 33, (1999), 3622-3626. Przegląd metod wykorzystywanych do oczyszczania ścieków wodnych zawierających metale (Ag, Cu) przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1
Przegląd metod stosowanych do oczyszczania ścieków wodnych zawierających Ag i Cu, na podstawie B. Bartkiewicz, „Oczyszczanie ścieków przemysłowych”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006; C. L. Lasko, Μ. P. Hurst, Environ. Sci. Technol., 33, (1999), 3622-3626; i A. L. Kowal, M. Świderska-Bróż, „Oczyszczanie wody”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Wrocław 2000
| Rodzaj procesu stosowanego do oczyszczania ścieków wodnych | Metal | ||
| Ag | Cu | ||
| Napowietrzanie i stripping | + | + | |
| Koagulacja, sedymentacja, filtracja | + | + | |
| Zmiękczanie wapnem | + | + | |
| Wymiana jonowa | Kationity | + | |
| Anionity | + | + | |
| Adsorpcja | Węgiel aktywny | + | + |
| Pylisty węgiel aktywny | - | -i- | |
| Procesy membranowe | Odwrócona osmoza | + | |
| Elektrodializa | + | + | |
| Utlenianie | + | + | |
| Cementacja na opiłkach żelaznych | + | ||
| Metody elektrochemiczne | + | + |
Jak opisano w pracy W. S. Wan Ngah, S. A. Ghani, L. L. Hoon, Journal of the Chinese Chemical Society, 49, (2002), 625-628, korzystną metodą oczyszczania ścieków zawierających metale (Ag, Cu)
PL 233 402 Β1 jest adsorpcja. Technika adsorpcji jest szeroko stosowana ze względu na jej niski koszt i prostotę wykonania. Obecnie, jako przyjazną dla środowiska metodę oczyszczania ścieków wykorzystuje się biosorpcję, w której jako sorbenty stosowane są nietoksyczne substancje naturalne.
Chitozan jest biopolimerem o dużych właściwościach sorpcyjnych oraz zdolności do chelatacji kationów metali, ze względu na obecność wolnych grup aminowych w swojej strukturze [Lasko i in. (1999)]. Jest nietoksyczny, w pełni biodegradowalny, a także cechuje się wysoką biozgodnością. Chitozan może być łatwo modyfikowany przez reakcje chemiczne oraz procesy fizyczne, co prowadzi do nowych pochodnych chitozanowych. E. Guibal, Separation and Purification Technology 38 (2004) 43-74, opisuje modyfikacje chitozanu, prowadzone w celu zwiększenia powinowactwa sorbentu do metalu (np. Cu) oraz rozszerzenia zakresu pH, w którym może zachodzić sorpcja. W procesach modyfikacji często wykorzystuje się reakcje sieciowania chitozanu [W.S. Wan Ngah, L.C. Teong, M.A.K.M. Hanafiah, Carbohydrate Polymers 83 (2011) 1446-1456],
Wykorzystywane w odzyskiwaniu miedzi pochodne chitozanu przedstawiono w tabeli 2. Chitozan jest związkiem całkowicie nietoksycznym, zatem jego użycie, nawet w skali przemysłowej, nie spowoduje zanieczyszczenia środowiska. Istotną cechą tego polimeru jest biozgodność. Kolejne zalety to wysoka adhezyjność i pojemność sorpcyjna, duża reaktywność chemiczna oraz zdolność do chelatacji metali, ze względu na obecność licznych grup kotwiczących na powierzchni. Dzięki możliwości przyjmowania wielu konformacji przestrzennych, chitozan może także zamykać jony metali wewnątrz swojej struktury.
Tabela 2
Przegląd modyfikacji chitozanu wykorzystywanych w odzyskiwaniu miedzi z roztworów wodnych
| Adsorbent | pH |
| Chitozan/włókna bawełniane | 6,5 |
| Chitozan/celuloza | - |
| Chitozan/perlit | 5,0 |
| 4,5 | |
| Chitozan/kwas alginowy | 4,5 |
| Chitozan/poli(ch lorek winylu) | 4,0 |
| Chitozan/poli(winyl alkohol) | 6.0 |
| Chitozan (piasek) | 4,2 |
| Chitozan/nanohydroksyapatyt | 6,0 |
Lasko i in. (1999) opisują chitozan także jako związek mogący chelatować jony srebra, ale nie był on stosowany do oczyszczania ścieków i innych przemysłowych odpadów o dużej zawartości Ag(l).
W opisie patentowym GB 2 364 047 przedstawiono kompozycję do oczyszczania wody, również do oczyszczania wody pitnej, zawierającą (i) polisacharyd zawierający grupę aminową, przykładowo chitozan; (ii) drugi, bardziej rozpuszczalny w wodzie materiał polimerowy o średniej masie cząsteczkowej co najmniej 100 000, korzystnie poliakrylamid. Kompozycja może zawierać nieorganiczną sól metalu, wybraną spośród soli: siarczan żelaza, chlorek żelaza, chlorek glinu, siarczan glinu, siarczan manganu, chlorek manganu, siarczan miedzi, chlorek miedzi lub ich kombinacje. Kompozycja może ponadto zawierać środek dezynfekujący. W opisanej kompozycji stosuje się poliakrylamid jako dodatkowy polimer. Wiadomo, że akrylamid jest sklasyfikowany jako materiał rakotwórczy (materiał mutagenny kat. II). Zatem zastosowanie poliakrylamidu do oczyszczania wody pitnej wiąże się z ryzykiem zanieczyszczenia tej wody niebezpiecznym dla zdrowia monomerem.
W zgłoszeniu JP 9290231 opisano sposób zapobiegania wymywaniu ciężkich metali z materiału poddawanego obróbce. W sposobie tym metal zatrzymuje się stosując mieszaninę wody, chitozanu i kwasu fosforowego i zagniatając te składniki z pyłem. Jednakże w opisie tym nie ma żadnej wzmianki
PL 233 402 B1 o stosowaniu takiej kompozycji do oczyszczania wody z metali, zapewniającej oczyszczanie na poziomie bezpiecznym dla organizmów żywych.
Istnieje zatem potrzeba opracowania sposobu oczyszczania zanieczyszczonych metalami ścieków, zwłaszcza ścieków przemysłowych, np. z hut czy kopalń, do zawartości tych metali na poziomie bezpiecznym dla organizmów żywych, zwłaszcza człowieka. Pożądane jest, aby sposób ten był prowadzony z użyciem odczynników przyjaznych dla środowiska, które nie spowodują dalszego zagrożenia dla użytkowników oczyszczonych w ten sposób wód i dla środowiska naturalnego.
Na takie zapotrzebowanie nieoczekiwanie odpowiada sposób oczyszczania ścieków według wynalazku, dzięki połączeniu chitozanu z rozpuszczalnymi solami nieorganicznymi w odpowiednich proporcjach, który umożliwia oczyszczanie ścieków o bardzo wysokiej zawartości miedzi i srebra do poziomów bezpiecznych dla organizmów żywych.
Ogólny opis wynalazku
Sposób oczyszczania wodnych ścieków obejmuje dwuetapowy proces. W pierwszym etapie ścieki, ze szczególnym uwzględnieniem ścieków o wysokiej kwasowości (pH = 3), traktowane są mieszaniną komercyjnie dostępnych rozpuszczalnych w wodzie soli zwłaszcza fosforanowych(V) i siarczanowych^) oraz chitozanu. Chitozan jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, wiąże jony srebra i miedzi, a pod ich wpływem zwiększa swój ciężar właściwy i opada na dno naczynia w postaci nie rozpuszczalnego kompleksu z metalami. Srebro(I) i miedź(II) ulegają reakcji strąceniowej, tworząc słabo rozpuszczalne w wodzie sole nieorganiczne (Ag2SO4^, Ag3PO4^, Cu3(PO4)2^). Zastosowanie mieszaniny soli z chitozanem zapewnia odpowiednią lepkość i ciężar właściwy powstającego osadu. Taki osad może być z łatwością odfiltrowywany. Otrzymany po reakcji roztwór wodny jest bezbarwny, klarowny oraz cechuje się obniżoną kwasowością (pH » 6). Drugi etap opisywanego procesu zapewnia doczyszczenie wodnych ścieków do poziomu zawartości metali poniżej 1 ppm. W tym celu stosowana jest dodatkowa, odpowiednia ilość chitozanu. Po zakończeniu drugiego etapu reakcji oczyszczony z metali roztwór może być zlany znad osadu lub odfiltrowany. Otrzymuje się klarowny, bezbarwny i bezwonny przesącz o zawartości metali poniżej 1 ppm.
Istota wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ścieków o dużej zawartości miedzi lub srebra obejmujący etapy, w których dodaje się do zbiornika ze ściekami mieszaninę składającą się jedynie z kombinacji soli SO42-, PO43-, wybranych z grupy obejmującej Na2SO4, NaHSO4 i Na2HPO4, NaH2PO4, Na3PO4 oraz nieusieciowany chitozan w ilości odpowiadającej 40%-90%, korzystnie 50-80%, sumy masy obu użytych soli, zachowując dostęp tlenu i mieszanie, odfiltrowuje się wytrącony osad, a następne w drugim etapie ponownie dodaje się do przesączu jedynie nieusieciowany chitozan w ilości od 22% do 341% masy chitozanu z pierwszego etapu. Korzystnie, w drugim etapie dodaje się do przesączu chitozan w ilości od 10 g/l do 150 g/l.
W sposobie według wynalazku korzystnie stosuje się nadmiar jonów SO42- względem jonów Ag+. Korzystniej stosuje się nadmiar jonów SO42- względem jonów Ag+ w stosunku przynajmniej 1,1:1 równoważnika molowego, korzystnie w stosunku 1,2:1 równoważnika molowego. Ponadto w sposobie według wynalazku korzystnie stosuje się nadmiar jonów PO43+ względem jonów Cu2+. Korzystnie dodaje się nadmiar jonów PO43- względem jonów Cu2+ w stosunku przynajmniej 1,1:1 równoważnika molowego, korzystnie w stosunku 1,8:1 równoważnika molowego.
Sposób według wynalazku jest szczególnie odpowiedni do oczyszczania ścieków o dużej zawartości miedzi i/lub srebra.
Ujawnieniem wynalazku objęto także kompozycję do oczyszczania ścieków o dużej zawartości metali, obejmującą mieszaninę dobrze rozpuszczalnych soli reszt kwasowych SO42-, PO43, I-, Cl- oraz chitozan, gdzie sole są w nadmiarze przynajmniej 1,1:1 równoważnika molowego względem oczyszczanego metalu oraz chitozan w ilości odpowiadającej 40%-90%, korzystnie 50-80%, sumy masy obu użytych soli. Kompozycja korzystnie zawiera sole amonowe, sole łub wodorosole metali alkalicznych, zwłaszcza sole lub wodorosole sodowe, potasowe. Korzystniej kompozycja zawiera kombinację soli reszt kwasowych SO42-, PO43- wybranych z .grupy obejmującej Na2SO4, NaHSO4 i Na2HPO4, NaH2PO4, Na3PO4.
Niespodziewany efekt według wynalazku został przedstawiony na rysunku, na którym:
Fig. 1 przedstawia widma UV-VIS, wykonane w celu oznaczenia stężenia jonów miedziowych w otrzymanych roztworach wodnych;
Fig. 2 stanowi wykres ilustrujący zmiany stężenia metali w roztworze wodnym podczas stosowania procedury według wynalazku;
PL 233 402 B1
Fig. 3 stanowi wykres przedstawiający kinetykę usuwania jonów srebra(I) i miedzi(Il) w reakcji z mieszaniną chitozanu i rozpuszczalnych soli nieorganicznych, kwasu fosforowego(V) oraz siarkowego(VI).
Claims (6)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób oczyszczania ścieków o dużej zawartości miedzi lub srebra, znamienny tym, że obejmuje etapy, w których dodaje się do zbiornika ze ściekami mieszaninę składającą się jedynie z kombinacji soli SO42-, PO43- wybranych z grupy obejmującej Na2SO4, NaHSO4 i Na2HPO4, NaH2PO4, Na3PO4 oraz nieusieciowany chitozan w ilości odpowiadającej 40%-90%, korzystnie 50-80%, sumy masy obu użytych soli, zachowując dostęp tlenu i mieszanie, odfiltrowuje się wytrącony osad, a następnie w drogim etapie ponownie dodaje się do przesączu jedynie nieusieciowany chitozan w ilości od 22% do 341% masy chitozanu z pierwszego etapu.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie dodaje się do przesączu chitozan w ilości od 10 g/l do 150 g/l.
- 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się nadmiar jonów SO42- względem jonów Ag+.
- 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się nadmiar jonów SO42- względem jonów Ag+ w stosunku przynajmniej 1,1:1 równoważnika molowego, korzystnie w stosunku 1,2:1 równoważnika molowego.
- 5. Sposób według zastrz. 1-4, znamienny tym, że dodaje się nadmiar jonów PO43+ względem jonów Cu2+.
- 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że dodaje się nadmiar jonów PO43+ względem jonów Cu2+ w stosunku przynajmniej 1,1:1 równoważnika molowego, korzystnie w stosunku 1,8:1 równoważnika molowego.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL40023612A PL233402B1 (pl) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Sposób oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości metali, zwłaszcza srebra i miedzi |
| PCT/PL2013/000100 WO2014021726A1 (en) | 2012-08-03 | 2013-08-02 | A process for purification treatment of waste water with a high content of metals, particularly copper and silver, and a composition for use thereof |
| EP13770717.0A EP2917153A1 (en) | 2012-08-03 | 2013-08-02 | A process for purification treatment of waste water with a high content of metals, particularly copper and silver, and a composition for use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL40023612A PL233402B1 (pl) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Sposób oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości metali, zwłaszcza srebra i miedzi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL400236A1 PL400236A1 (pl) | 2014-02-17 |
| PL233402B1 true PL233402B1 (pl) | 2019-10-31 |
Family
ID=49263418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL40023612A PL233402B1 (pl) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Sposób oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości metali, zwłaszcza srebra i miedzi |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2917153A1 (pl) |
| PL (1) | PL233402B1 (pl) |
| WO (1) | WO2014021726A1 (pl) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2938964A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Instytut Biochemii I Biofizyki Polskiej Akademii Nauk | Method for synthesis of a biopolymer derivative, a biopolymer derivative and its use |
| CN107954580B (zh) * | 2016-03-15 | 2018-12-07 | 杭州绿一环保技术有限公司 | 一种含锑电镀废水的处理系统 |
| CN105668933B (zh) * | 2016-03-15 | 2018-02-06 | 张作玮 | 一种含锑电镀废水的处理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR9814281A (pt) * | 1997-12-15 | 2000-10-03 | Japan As Represented By Minist | "método de remoção de ìons prejudicias e agente de remoção usado para tal" |
| US6827874B2 (en) * | 2000-06-27 | 2004-12-07 | The Procter & Gamble Co. | Water treatment compositions |
-
2012
- 2012-08-03 PL PL40023612A patent/PL233402B1/pl unknown
-
2013
- 2013-08-02 WO PCT/PL2013/000100 patent/WO2014021726A1/en not_active Ceased
- 2013-08-02 EP EP13770717.0A patent/EP2917153A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL400236A1 (pl) | 2014-02-17 |
| WO2014021726A1 (en) | 2014-02-06 |
| EP2917153A1 (en) | 2015-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rott et al. | Removal of phosphonates from industrial wastewater with UV/FeII, Fenton and UV/Fenton treatment | |
| US6802980B1 (en) | Arsenic removal in conjunction with lime softening | |
| US8679349B2 (en) | Heavy metal removal from waste streams | |
| FI128113B (en) | Removal of sulfur substances from an aqueous medium with a solid material | |
| Trus et al. | The study of the particular aspects of water purification from the heavy metal ions using the method of nanofiltration | |
| Sorlini et al. | Survey on full-scale drinking water treatment plants for arsenic removal in Italy | |
| EP2792645B1 (en) | Process for removing fluorides from water | |
| Ikhlaq et al. | Combined ozonation and adsorption system for the removal of heavy metals from municipal wastewater: Effect of COD removal | |
| Tsybulskaya et al. | Reagent decontamination of liquid chrome-containing industrial wastes | |
| JP2001269664A (ja) | 汚染物質の難溶化処理方法 | |
| CN101636356A (zh) | 从溶液中除去砷的方法和设备 | |
| PL233402B1 (pl) | Sposób oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości metali, zwłaszcza srebra i miedzi | |
| Trus et al. | Low-waste technology for water purification from iron ions | |
| KR100702065B1 (ko) | 부유물질, 질소 및 인의 동시제거를 위한 수처리분말 | |
| Cortina et al. | Latin American experiences in arsenic removal from drinking water and mining effluents | |
| JP2007209886A (ja) | フッ素除去剤、それを用いたフッ素含有排水の処理方法及びその処理装置 | |
| Chuang et al. | Improving the removal of anions by coagulation and dissolved air flotation in wastewater reclamation | |
| Adeyinka et al. | Effect of hydrogen peroxide on industrial waste water effluents: a case study of Warri refining and petrochemical industry | |
| CA2780792A1 (en) | Systems and methods for treating wastewater | |
| Shams | Assessing innovative technologies for nitrate removal from drinking water | |
| De Esparza | Removal of arsenic from drinking water and soil bioremediation | |
| RU2598935C1 (ru) | Способ очистки питьевой воды от соединений мышьяка | |
| JPS61161191A (ja) | 重金属イオン含有液の処理方法 | |
| Bitar et al. | Design a Treatment Unit to Remove Nitrates from Groundwater Using Waste of Zero Iron | |
| Tang | Dissolved Copper Removal by Electrowinning Process from Waste Brine Solution |