Streszczenie rozprawy doktorskiej pt.. „Wpływ sposobu sieciowania

Streszczenie rozprawy doktorskiej pt..
„Wpływ sposobu sieciowania chitozanu na efektywność usuwania barwników
ze ścieków przemysłowych”
Sorpcja uważana jest za jedną z najbardziej skutecznych metod oczyszczania
barwnych ścieków przemysłowych. Obecnie najbardziej popularnym i najczęściej
stosowanym w przemyśle sorbentem jest węgiel aktywnym. Poważną wadą węgla aktywnego
jest jednak jego wysoki koszt, zmuszający do poszukiwania tańszych zamienników. Wśród
sorbentów będących alternatywą dla węgla aktywnego coraz większe zainteresowanie
wzbudza chitozan.
Chitozan jest pochodną chityny, będącej jednym z najbardziej rozpowszechnionych
biopolimerów w przyrodzie. Liczne badania potwierdzają wysoką przydatność chitozanu przy
usuwaniu barwników z roztworów wodnych. Charakterystyczną cechą chitozanu jest
nietrwałość w kwaśnych roztworach (pH < 5). Ogranicza to możliwość zastosowania
sorbentów chitozanowych przy oczyszczaniu roztworów z niskim pH. Rozwiązaniem
problemu nietrwałości sorbentów chitozanowych w niskim pH jest modyfikacja chitozanu
poprzez proces sieciowanie. Usieciowany chitozan pozostaje stabilny w szerokim zakresie
pH. Według doniesień literaturowych, proces sieciowania może mieć znaczny wpływ
na właściwości sorpcyjne modyfikowanego sorbentu chitozanowego.
Głównym celem badań było określenie efektywności technologicznej usuwania
barwników
obecnych
w
ściekach
przemysłowych
na
usieciowanych
sorbentach
chitozanowych w warunkach statycznych oraz dynamicznych (w reaktorze pętlicowym).
Efektem badań w warunkach statycznych było ustalenie warunków sieciowania
sorbentów chitozanowych, optymalnego odczynu sorpcji barwników a także wyznaczenie
maksymalnej pojemności sorpcyjnej testowanych sorbentów chitozanowych.
Wyniki badań potwierdzają, że proces sieciowania ma znaczny wpływ na zdolności
sorpcyjne sorbentów chitozanowych. Skuteczność sorpcji barwników na usieciowanych
sorbentach chitozanowych zależy od rodzaju czynnika sieciującego, jego dawki a także
od warunków procesu sieciowania. Do jonowych czynników sieciujących mogących
zwiększyć zdolności sorpcyjne sorbentów chitozanowych należą cytrynian sodu oraz kwas
sulfobursztynowy. Wśród kowalencyjnych czynników sieciujących pozytywny wpływ
na właściwości sorpcyjne usieciowanego chitozanu może wykazywać epichlorohydryna.
Kowalencyjnym czynnikiem sieciującym, ograniczającym pojemność sorpcyjną chitozanu
jest aldehyd glutarowy.
Rezultaty przeprowadzonych doświadczeń potwierdzają także wyraźny wpływ pH
oraz charakteru barwnika na skuteczność sorpcji. Sorpcja barwników anionowych na jonowo
usieciowanych
sorbentach
chitozanowych
zachodzi
najskuteczniej
przy
pH
3-4
a w przypadku kowalencyjnie usieciowanych sorbentów w przedziale pH 2-3. Efektywność
sorpcji barwników kationowych na wszystkich testowanych sorbentach chitozanowych jest
największa przy pH 6. Barwniki anionowe wykazują o wiele wyższe powinowactwo
do sorbentów chitozanowych niż barwniki kationowe. Stosowanie sorbentów chitozanowych
przy oczyszczaniu ścieków zawierających barwniki kationowe wydaje się ekonomicznie
nieuzasadnione.
Spośród przetestowanych sieciowanych sorbentów chitozanowych, największą
przydatność przy usuwaniu barwników anionowych w warunkach statycznych wykazują:
chitozan sieciowany cytrynianem sodu a także chitozan sieciowany epichlorohydryną.
Pozytywny wpływ sieciowania chitozanu za pomocą cytrynianu sodu oraz
epichlorohydryny na efektywność sorpcji potwierdzają także badania w warunkach
dynamicznych. Oczyszczanie barwnych ścieków syntetycznych w warunkach przepływowych
w reaktorze air-lift zachodziło najskuteczniej na chitozanie sieciowanym epichlorochydryną.
Wyznaczona pojemność sorpcyjna chitozanu sieciowanego epichlorohydryną była ponad
dwukrotnie wyższa w porównaniu do chitozanu niesieciowanego.
Rezultaty przeprowadzonych badań potwierdzają możliwość zastosowania chitozanu
sieciowanego cytrynianem sodu lub chitozanu sieciowanego epichlorohydryną jako
efektywnego sorbentu do usuwania barwników anionowych ze ścieków przemysłowych.
Powyższe sorbenty mogą stanowić dobrą alternatywę dla powszechnie stosowanego węgla
aktywnego.