The Use and Utilization of Chitosan Sorbents – the Residual Biomass of Microalgae Chlorella Sorokiniana

The sorption properties of chitosan granules – the residual biomass of microalgae Chlorella Sorokiniana – that are formed after the extraction of valuable components from them (lipids, pigments, pectins) are studied. A literature analysis of the use of microalgae, chitosan and materials based on it for the purification of water from various pollutants has been carried out. The technique for obtaining chitosan granules – residual biomass is described, and their sorption properties are studied during the treatment of wastewater from iron(III) ions. The efficiency of wastewater treatment of iron(III) ions by chitosan granules is calculated – residual biomass, which for solutions with an initial concentration of 5 mg/l, it was 88 %. Microstructural studies of the surface of chitosan-residual biomass Chlorella Sorokiniana granules were carried out and their physicochemical and mechanical properties were studied. A comparative analysis of granules with DAK grade coal is given. It is shown that mechanical properties (abrasion, grindability) meet the requirements of GOST R 51641-2000. A technological scheme for the production, use and disposal of chitosan granules-residual biomass of Chlorella Sorokiniana is proposed.

1. Сафронова Т.М. Применение хитозана в производстве пищевых продуктов. Хитин и хитозан. Получение, свойства, применение. М., Наука, 2002. С. 346—359.

2. Отчет Межведомственного научного совета по радиохимии. Российская академия наук, Федеральное агентство по атомной энергии. М., 2006. [Электронный ресурс] URL: http://radiochem.ru/ai/282/file/otchet_2005.pdf (дата обращения 14.01.165)

3. Самонин В.В., Амелина И.Ю., Ведерников Ю.Н., Доильницын В.А. Сорбционные свойства хитозана и возможность его применения для очистки жидких сред. Журнал физической химии. 1999. № 3. С. 880—883.

4. Татаринов П.В., Мочалова А.Е., Белышева И.В., Смирнова Л.А., Бодриков И.В. Индуцированная деградация хитозана, сопряженная с блок-сополимеризацией с акриламидом. Журнал прикладной химии. 2010. №7. С. 1188—1192.

5. Татаринов П.В., Мочалова А.Е., Бажан Л.И., Смирнова Л.А., Бодриков И.В. Эффективность N-замещенных и блок-сополимеров хитозана при очистке сточных вод. Тез. докл. IX Междунар. конф. "Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана" "РосХит 2008". М., 2008. С. 110—112.

6. Zemskova L.A., Voit A.V., Troshkina I.D., Plevaka A.V., Maiboroda S.B., Chekmarev A.M. Sorption of Rhenium on carbon fibrous materials modified with chitosan. Intern. Symp. on Technetium. Science and Utilisation. IST- 2005. Oarai, Japan, May 24—27, 2005. Р.73—75.

7. Sayadi M.H., Ahmadpour N., Capoorchali M.F. et al. Removal of nitrate and phosphate from aqueous solutions by microalgae: An experimental study. Global Journal of Environmental Science and Management. 2016. V. 2. № 3. P. 357—364.

8. Singh R., Birru R., Sibi G. Nutrient Removal Efficiencies of Chlorella vulgaris from Urban Wastewater for Reduced Eutrophication. Journal of Environmental Protection. 2017. V. 8. P. 1—11.

9. Escapa C., Coimbra R.N., Paniagua S., Garcia A.I., Otero M. Comparison of the culture and harvesting of Chlorella vulgaris and Tetradesmus obliquus for the removal of pharmaceuticals from water. Journal of Applied Phycology. 2017. V. 29. I. 3. P. 1179—1193.

10. Liang S., Kang Y., Zeng L. et al. How Chlorella sorokiniana and its high tolerance to Pb might be a potential Pb biosorbent. Polish Journal of Environmental Studies. 2017. V. 26. № 3. P. 1139—1146.

11. Субботина Ю.М., Смирнова И.Р., Кутковский К.А. Теоретические и методологические подходы к очистке сточных вод компонентами водной экосистемы. 104 Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 5 (127). С. 99—105.

12. Safarikova M., Pona B.M.R., Mosiniewicz-Szablewska E. et al. Dye adsorption on magnetically modified Chlorella vulgaris cells. Fresenius environmental bulletin. 2008. V. 17. № 4. Р. 486—492.

13. Смятская Ю.А., Фазуллина А.А., Политаева Н.А., Чусов А.Н., Безбородов А.А. Очистка сточных вод от ионов железа остаточной биомассой микроводорослей Chlorella Sorokiniana. Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 6. С. 22—27.

14. Slugin V.V., Taranovskaya E.A., Alferov I.N., Soloviev M.A., Zakharevich A.M. Granulated sorption materials for waste waters purufucation from zink ions (Zn2+)Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2017. Т. 60. № 7. С. 85—90.

15. Taranovskaya E.A., Politaeva N.A., Slugin V.V. Impact of filler additive on chitosan-based composite material properties. Fundamental'nye issledovaniya. 2017. V. 8—1. P. 92—97.