CN115818731A - 一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法 - Google Patents
一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115818731A CN115818731A CN202211099779.8A CN202211099779A CN115818731A CN 115818731 A CN115818731 A CN 115818731A CN 202211099779 A CN202211099779 A CN 202211099779A CN 115818731 A CN115818731 A CN 115818731A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- agar
- heavy metal
- agar extraction
- residue
- extraction residue
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 title claims abstract description 110
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 110
- 239000008272 agar Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 98
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 62
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 21
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 21
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims abstract description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 18
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 claims abstract description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 claims abstract description 10
- 229940059442 hemicellulase Drugs 0.000 claims abstract description 10
- 108010002430 hemicellulase Proteins 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 89
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 description 25
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 24
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 21
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 10
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 2
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241001411320 Eriogonum inflatum Species 0.000 description 1
- 208000005374 Poisoning Diseases 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 231100000570 acute poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 231100000739 chronic poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法，其包括以下步骤：向已晾干的琼胶提取残渣中加水，预煮后过滤，得到初步处理的琼胶提取残渣；向初步处理的琼胶提取残渣中加入盐酸和过氧化氢混合液，预煮后过滤；向化学法处理的琼胶提取残渣加入纤维素酶和半纤维素酶复合酶，预煮后过滤，得到化学法和酶法处理的琼胶提取残渣；将上述的琼胶提取残渣烘干，粉碎过筛，得到重金属吸附产品；将重金属吸附产品加入重金属溶液中，置于恒温振荡水浴锅中处理，过滤，测滤液的剩余重金属浓度。该方法对琼胶提取残渣进行处理，获得可吸附重金属的产品，降低残渣和重金属对环境的污染，实现琼胶提取残渣的回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及重金属吸附的技术领域，具体涉及一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法。
背景技术
随着社会的发展，在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、镍、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害。因此，环境重金属污染问题日益受到人们的重视。
在琼胶生产过程中，产生了大量固体残渣，这些琼胶提取残渣除肥料厂有少量回收利用外，大部分成为堆放的固废，造成环境污染和资源浪费。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种从琼胶残渣中回收制备重金属吸附产品的方法，该方法对琼胶提取残渣进行处理，获得可吸附重金属的产品，降低残渣和重金属对环境的污染，实现琼胶提取残渣的回收利用。
为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向已晾干的琼胶提取残渣中加水，预煮0.5h～3h后过滤，得到初步处理的琼胶提取残渣；
(2)向初步处理的琼胶提取残渣中加入盐酸和过氧化氢混合液，预煮0.5h～3h后过滤，得到化学法处理的琼胶提取残渣；
(3)向化学法处理的琼胶提取残渣加入纤维素酶和半纤维素酶复合酶，预煮0.5h～3h后过滤，得到化学法和酶法处理的琼胶提取残渣；
(4)将所述化学法和酶法处理的琼胶提取残渣烘干，粉碎过筛，得到重金属吸附产品；
(5)将所述重金属吸附产品加入重金属溶液中，置于恒温振荡水浴锅中处理，过滤，测滤液的剩余重金属浓度。
根据本发明实施例的一种从琼胶残渣中回收制备重金属吸附产品的方法，该方法通过化学处理和酶处理手段对琼胶提取残渣中的残胶和纤维素等物质进行降解，得到重金属吸附产品，将其用于重金属离子的吸附，降低残渣及重金属对环境的污染，实现琼脂残渣的绿色回收及利用。
可选地，步骤(1)中，向晾干的100g琼胶提取残渣中，按照1:5～1:20的固液比加水，置于60℃～90℃水浴锅中预煮后，用正压过滤器压滤。
可选地，步骤(2)中，向初步处理的琼胶提取残渣中，按照1:5～1:20的固液比加浓度为0.5％～3％的盐酸和过氧化氢混合液，置于60℃～90℃水浴锅中预煮后，用正压过滤器压滤。
可选地，步骤(3)中，向化学法处理的琼胶提取残渣中，按照5-35U/g的量加入纤维素酶和半纤维素酶复合酶，置于40℃～70℃水浴锅中预煮后，用正压过滤器压滤。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为不同回收琼胶提取残渣的理化性质图；
图2为不同回收琼胶提取残渣的表面电镜图，图中：a为化学法回收的琼胶提取残渣，b为化学法+酶法回收的琼胶提取残渣，c酶法回收的琼胶提取残渣，d为酶法+化学法回收的琼胶提取残渣，e为未处理的琼胶提取残渣；
图3为不同琼胶提取残渣的Ni2+吸附动力学曲线，图中，A、B、C、D、E分别为化学法回收，化学法+酶法回收，酶法回收，酶法+化学法回收，未处理的琼胶提取残渣样品对Ni2+吸附动力学曲线；实线、虚线分别代表准一级动力学模型、准二级动力学模型；
图4为不同琼胶提取残渣的Cd2+吸附动力学曲线，图中，a、b、c、d、e分别为化学法回收，化学法+酶法回收，酶法回收，酶法+化学法回收，未处理的琼胶提取残渣样品对Cd2+吸附动力学曲线；实线、虚线分别代表准一级动力学模型、准二级动力学模型；
图5为不同琼胶提取残渣的Ni2+吸附等温式曲线，图中，A、B、C、D、E分别为化学法回收，化学法+酶法回收，酶法回收，酶法+化学法回收，未处理的琼胶提取残渣样品对Ni2+吸附等温式曲线；实线、虚线分别代表Langmuir等温吸附模型拟合曲线、Freundlich等温吸附模型拟合曲线。
图6为不同琼胶提取残渣的Cd2+吸附等温式曲线，图中，a、b、c、d、e分别为化学法回收，化学法+酶法回收，酶法回收，酶法+化学法回收，未处理的琼胶提取残渣样品对Cd2+吸附等温式曲线；实线、虚线分别代表Langmuir等温吸附模型拟合曲线、Freundlich等温吸附模型拟合曲线。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
为了更好的理解上述技术方案，下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。
其中，重金属吸附的测试采用：
(1)使用回收琼胶提取残渣对镍、镉离子进行静态吸附：将100mL一定浓度的Ni2+和Cd2+溶液分别加入一系列150mL磨口锥形瓶，称取0.5g样品放入锥形瓶，盖上瓶塞，放入恒温振荡水浴锅，以60rpm/min的速度进行振荡，0-3h后取出锥形瓶，通过滤纸过滤混合液，收集滤液，取1mL滤液测定Ni2+和Cd2+的剩余浓度，计算去除率。
(2)采用原子吸收光度计，在530nm和228.8nm波长下，对滤液中Ni2+和Cd2+浓度进行测定。按公式3计算平衡吸附量：
式中：
qe：单位质量吸附剂的平衡吸附量，单位为mg/g；
V：含Ni2+和Cd2+的溶液体积，单位为L；
C0：为溶液的初始浓度，单位为mg/L；
Ce：为溶液的平衡浓度，单位为mg/L；
M：为粉末状珍珠岩吸附剂的质量，单位为g。
(3)探讨吸附过程的机理通常有以下两种动力学模型：准一级动力学模型和准二级动力学模型。吸附动力学准一级动力学方程如下：
式中：k1为准一级吸附速率常数；qe为吸附剂在平衡时间的吸附量(mg/g)；qt为任意给定时间t时吸附的金属离子量(mg/g)；t为吸附时间(min)。
吸附动力学准二级动力学方程如下：
式中：k2为准二级吸附速率常数；qe、qt、t与上式相同。
在特定的温度条件下，珍珠岩与Ni2+和Cd2+溶液浓度一定时，液相浓度与固相浓度之间达到吸附(交换)平衡时存在一定的关系，这种数学关系式称为吸附模式，绘制出的曲线称为吸附等温线。本研究采用Langmuir和Freundlich吸附方程对实验数据进行拟合，并对两者进行了比较。Langmuir吸附等温式方程如下：
Ce/qe＝1/(KLqm)+Ce/qm (6)
式中：qm为饱和吸附量(mg/g)；KL为Langmuir吸附系数(L/mg)；Ce为平衡浓度(mg/g)。
Freundlich吸附等温式方程如下：
式中：KF为Freundlich吸附系数(L/g)；n为吸附常数；qe、Ce与上式相同。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
(1)称取已晾晒干的100g琼胶提取残渣于2000mL烧杯中，以1:20的固液比加入水置于90℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到初步处理的琼胶提取残渣。
(2)配置浓度为3％的盐酸和过氧化氢混合液，以1:20的固液比加入步骤(1)处理后的琼胶提取残渣中，置于90℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到化学法回收的琼胶提取残渣。
(3)将化学法回收的琼胶提取残渣105℃烘干，粉碎过80目筛后加入一定浓度的重金属溶液，以一定转速吸附一定时间后过滤，测其滤液的剩余重金属浓度。
本实施例中，化学法回收的琼胶提取残渣的滤液流量为1.673mL/s，渗透率为3.129Darcy。由动力学方程拟合参数可见，回收的琼胶提取残渣吸附重金属Ni2+的准二级动力学方程的R2(0.9930-0.9967)大于准一级动力学方程的R2(0.9585-0.9775)，准一级动力学方程、准二级动力学方程拟合曲线线性良好，准二级动力学方程的拟合曲线线性更接近真实值，拟合效果优于准一级动力学方程。因此，采用准二级动力学方程描述回收残渣吸附水溶液中Ni2+的过程，能更加真实地反映回收残渣吸附Ni2+的动力学过程。化学法回收的琼胶提取残渣吸附重金属Cd2+的准一级动力学方程的R2(0.9551-0.9958)大于准二级动力学方程的R2(0.9060-0.9712)。采用准一级动力学方程描述回收残渣吸附水溶液中Cd2+的过程，能更加真实地反映回收残渣吸附Cd2+的动力学过程。
准二级动力学方程回收残渣对饱和吸附量的拟合中，化学法回收的琼胶提取残渣在Ni2+溶液初始浓度为30mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为4.0152mg/g，去除率可达87.4％。准一级动力学方程回收残渣对饱和吸附量的拟合中，化学法回收的琼胶提取残渣在Cd2+溶液初始浓度为3mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为22.7491ug/g，去除率可达86.5％。
本研究对试验结果分别采用Langmuir和Freundlich模型进行拟合。由吸附等温式方程拟合参数可见，化学法回收的琼胶提取残渣对Ni2+和Cd2+的吸附更符合Langmuir等温吸附模型，说明Langmuir等温吸附模型能够更好的描述回收残渣对Ni2+和Cd2+的等温吸附过程。化学法回收的琼胶提取残渣对重金属Ni2+和Cd2+的吸附大多为单分子层的化学吸附。
实施例2
(1)称取已晾晒干的100g琼胶提取残渣于2000mL烧杯中，以1:20的固液比加入水置于90℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到初步处理的琼胶提取残渣。
(2)配置浓度为3％的盐酸和过氧化氢混合液，以1:20的固液比加入步骤(1)处理后的琼胶提取残渣中，置于90℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到化学法回收的琼胶提取残渣。
(3)称取30U/g纤维素酶和半纤维素酶复合酶，加入步骤(2)处理后的琼胶提取残渣中，置于60℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到化学法+酶法回收的琼胶提取残渣。
(4)将回收的琼胶提取残渣105℃烘干，粉碎过80目筛后加入一定浓度的重金属溶液，以一定转速吸附一定时间后过滤，测其滤液的剩余重金属浓度。
本实施例中，化学法+酶法回收的琼胶提取残渣的滤液流量为2.22mL/s，渗透率为4.20Darcy。由动力学方程拟合参数可见，回收的琼胶提取残渣吸附重金属Ni2+的准二级动力学方程的R2(0.9876-0.9961)大于准一级动力学方程的R2(0.9739-0.9964)，准一级动力学方程、准二级动力学方程拟合曲线线性良好，准二级动力学方程的拟合曲线线性更接近真实值，拟合效果优于准一级动力学方程。因此，采用准二级动力学方程描述回收残渣吸附水溶液中Ni2+的过程，能更加真实地反映回收残渣吸附Ni2+的动力学过程。化学法+酶法回收的琼胶提取残渣吸附重金属Cd2+的准一级动力学方程的R2(0.9510-0.9948)大于准二级动力学方程的R2(0.9096-0.9715)。采用准一级动力学方程描述回收残渣吸附水溶液中Cd2+的过程，能更加真实地反映回收残渣吸附Cd2+的动力学过程。
准二级动力学方程回收残渣对饱和吸附量的拟合中，回收的琼胶提取残渣在Ni2+溶液初始浓度为30mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为4.4686mg/g，去除率可达92.9％。准一级动力学方程回收残渣对饱和吸附量的拟合中，回收的琼胶提取残渣在Cd2+溶液初始浓度为3mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为23.8873ug/g，去除率可达91.5％。
对试验结果分别采用Langmuir和Freundlich模型进行拟合。由吸附等温式方程拟合参数可见，法回收的琼胶提取残渣对Ni2+和Cd2+的吸附更符合Langmuir等温吸附模型，说明Langmuir等温吸附模型能够更好的描述回收残渣对Ni2+和Cd2+的等温吸附过程。法回收的琼胶提取残渣对重金属Ni2+和Cd2+的吸附大多为单分子层的化学吸附。
实施例3
(1)称取已晾晒干的100g琼胶提取残渣于2000mL烧杯中，以1:20的固液比加入水置于90℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到初步处理的琼胶提取残渣。
(2)称取30U/g纤维素酶和半纤维素酶复合酶，加入步骤(1)处理后的琼胶提取残渣中，置于60℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到酶法回收的琼胶提取残渣。
(3)将酶法回收的琼胶提取残渣105℃烘干，粉碎过80目筛后加入一定浓度的重金属溶液，以一定转速吸附一定时间后过滤，测其滤液的剩余重金属浓度。
本实施例中，酶法回收的琼胶提取残渣的滤液流量为1.307mL/s，渗透率为2.198Darcy。由动力学方程拟合参数可见，回收的琼胶提取残渣吸附重金属Ni2+的准二级动力学方程的R2(0.9580-0.9955)大于准一级动力学方程的R2(0.9225-0.9755)，准一级动力学方程、准二级动力学方程拟合曲线线性良好，准二级动力学方程的拟合曲线线性更接近真实值，拟合效果优于准一级动力学方程。因此，采用准二级动力学方程描述回收残渣吸附水溶液中Ni2+的过程，能更加真实地反映回收残渣吸附Ni2+的动力学过程。酶法回收的琼胶提取残渣吸附重金属Cd2+的准一级动力学方程的R2(0.9610-0.9912)大于准二级动力学方程的R2(0.9266-0.9812)。采用准一级动力学方程描述回收残渣吸附水溶液中Cd2+的过程，能更加真实地反映回收残渣吸附Cd2+的动力学过程。
准二级动力学方程回收残渣对饱和吸附量的拟合中，酶法回收的琼胶提取残渣在Ni2+溶液初始浓度为30mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为4.188mg/g，去除率可达80.5％。准一级动力学方程回收残渣对饱和吸附量的拟合中，酶法回收的琼胶提取残渣在Cd2+溶液初始浓度为3mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为26.7210ug/g，去除率可达83.1％。
对试验结果分别采用Langmuir和Freundlich模型进行拟合。由吸附等温式方程拟合参数可见，法回收的琼胶提取残渣对Ni2+和Cd2+的吸附更符合Langmuir等温吸附模型，说明Langmuir等温吸附模型能够更好的描述回收残渣对Ni2+和Cd2+的等温吸附过程。法回收的琼胶提取残渣对重金属Ni2+和Cd2+的吸附大多为单分子层的化学吸附。
对比例1
称取已晾晒干的100g琼胶提取残渣105℃烘干，粉碎过80目筛后加入一定浓度的重金属溶液，以一定转速吸附一定时间后过滤，测其滤液的剩余重金属浓度。
本对比例中，未处理的琼胶提取残渣的滤液流量为0.865mL/s，渗透率为1.362Darcy。由动力学方程拟合参数可见，回收的琼胶提取残渣吸附重金属Ni2+的准二级动力学方程的R2(0.9627-0.9903)大于准一级动力学方程的R2(0.9402-0.9727)，准一级动力学方程、准二级动力学方程拟合曲线线性良好，准二级动力学方程的拟合曲线线性更接近真实值，拟合效果优于准一级动力学方程。因此，采用准二级动力学方程描述回收残渣吸附水溶液中Ni2+的过程，能更加真实地反映回收残渣吸附Ni2+的动力学过程。未处理的琼胶提取残渣吸附重金属Cd2+的准一级动力学方程的R2(0.9610-0.9912)大于准二级动力学方程的R2(0.9266-0.9812)。采用准一级动力学方程描述回收残渣吸附水溶液中Cd2+的过程，能更加真实地反映回收残渣吸附Cd2+的动力学过程。
准二级动力学方程回收残渣对饱和吸附量的拟合中，回收的琼胶提取残渣在Ni2+溶液初始浓度为30mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为3.8458mg/g，去除率可达75.3％。准一级动力学方程回收残渣对饱和吸附量的拟合中，回收的琼胶提取残渣在Cd2+溶液初始浓度为3mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为24.6373ug/g，去除率可达72.4％。
对比例2
(1)称取已晾晒干的100g琼胶提取残渣于2000mL烧杯中，以1:20的固液比加入水置于90℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到初步处理的琼胶提取残渣。
(2)称取30U/g纤维素酶和半纤维素酶复合酶，加入步骤(1)处理后的琼胶提取残渣中，置于60℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到酶法回收的琼胶提取残渣。
(3)配置浓度为3％的盐酸和过氧化氢混合液，以1:20的固液比加入步骤(2)处理后的琼胶提取残渣中，置于90℃水浴锅中预煮3h后用正压过滤器压滤，得到酶法+化学法回收的琼胶提取残渣。
(4)将回收的琼胶提取残渣105℃烘干，粉碎过80目筛后加入一定浓度的重金属溶液，以一定转速吸附一定时间后过滤，测其滤液的剩余重金属浓度。
本对比例中，酶法+化学法回收的琼胶提取残渣的滤液流量为1.609mL/s，渗透率为2.835Darcy。由动力学方程拟合参数可见，酶法+化学法回收的琼胶提取残渣吸附重金属Ni2+的准二级动力学方程的R2(0.9886-0.9980)大于准一级动力学方程的R2(0.9548-0.9927)，准一级动力学方程、准二级动力学方程拟合曲线线性良好，准二级动力学方程的拟合曲线线性更接近真实值，拟合效果优于准一级动力学方程。酶法+化学法回收的琼胶提取残渣吸附重金属Cd2+的准一级动力学方程的R2(0.9542-0.9930)大于准二级动力学方程的R2(0.9473-0.9713)。准一级动力学方程、准二级动力学方程拟合曲线线性良好，准一级动力学方程的拟合曲线线性更接近真实值，拟合效果优于准二级动力学方程。因此，采用准二级动力学方程描述琼胶残渣吸附水溶液中Ni2+的过程，能更加真实地反映琼胶残渣吸附Ni2+的动力学过程。采用准一级动力学方程描述琼胶残渣吸附水溶液中Cd2+的过程，能更加真实地反映琼胶残渣吸附Cd2+的动力学过程。
准二级动力学方程琼胶残渣对饱和吸附量的拟合中酶法+化学法回收的琼胶提取残渣在Ni2+溶液初始浓度为30mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为3.7997mg/g，去除率可达82.5％。准一级动力学方程琼胶残渣对饱和吸附量的拟合中，酶法+化学法回收的琼胶提取残渣在Cd2+溶液初始浓度为3mg/L时，出现最大饱和吸附量，分别为27.7428ug/g，去除率可达83.3％。
综上，结合上述实施例1-3和对比例1-2，当琼脂残渣经过热水浸提处理、化学法处理、酶法处理后，回收残渣对重金属吸附有一定的吸附效果，可用于金属离子吸附，实现琼胶提取残渣的回收及利用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向已晾干的琼胶提取残渣中加水，预煮0.5h～3h后过滤，得到初步处理的琼胶提取残渣；
(2)向初步处理的琼胶提取残渣中加入盐酸和过氧化氢混合液，预煮0.5h～3h后过滤，得到化学法处理的琼胶提取残渣；
(3)向化学法处理的琼胶提取残渣加入纤维素酶和半纤维素酶复合酶，预煮0.5h～3h后过滤，得到化学法和酶法处理的琼胶提取残渣；
(4)将所述化学法和酶法处理的琼胶提取残渣烘干，粉碎过筛，得到重金属吸附产品；
(5)将所述重金属吸附产品加入重金属溶液中，置于恒温振荡水浴锅中处理，过滤，测滤液的剩余重金属浓度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，向晾干的100g琼胶提取残渣中，按照1:5～1:20的固液比加水，置于60℃～90℃水浴锅中预煮后，用正压过滤器压滤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，向初步处理的琼胶提取残渣中，按照1:5～1:20的固液比加浓度为0.5％～3％的盐酸和过氧化氢混合液，置于60℃～90℃水浴锅中预煮后，用正压过滤器压滤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，向化学法处理的琼胶提取残渣中，按照5-35U/g的量加入纤维素酶和半纤维素酶复合酶，置于40℃～70℃水浴锅中预煮后，用正压过滤器压滤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211099779.8A CN115818731A (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211099779.8A CN115818731A (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115818731A true CN115818731A (zh) | 2023-03-21 |
Family
ID=85523493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211099779.8A Pending CN115818731A (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115818731A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102150735A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-08-17 | 福建省水产研究所 | 一种江蓠的综合利用加工方法 |
| CN102499396A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-20 | 广东海洋大学 | 一种红藻植物江蓠琼胶残渣制备的非水溶性膳食纤维及其制备方法 |
| CN113862317A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-12-31 | 集美大学 | 一种琼胶工业废渣的处理方法 |
-
2022
- 2022-09-07 CN CN202211099779.8A patent/CN115818731A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102150735A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-08-17 | 福建省水产研究所 | 一种江蓠的综合利用加工方法 |
| CN102499396A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-20 | 广东海洋大学 | 一种红藻植物江蓠琼胶残渣制备的非水溶性膳食纤维及其制备方法 |
| CN113862317A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-12-31 | 集美大学 | 一种琼胶工业废渣的处理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 庹必阳 主编， 贵州大学出版社: "《生物化学技术理论与应用》", vol. 1, 30 June 2022, pages: 160 - 204 * |
| 杨磊等: "江蓠藻渣及其膳食纤维对Pb2+和Cd2+吸附研究", 《渔业现代化》, vol. 38, no. 3, pages 1 - 5 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ezeonuegbu et al. | Agricultural waste of sugarcane bagasse as efficient adsorbent for lead and nickel removal from untreated wastewater: Biosorption, equilibrium isotherms, kinetics and desorption studies | |
| Zhao et al. | Environmentally persistent free radicals mediated removal of Cr (VI) from highly saline water by corn straw biochars | |
| Staroń et al. | Sorption and desorption studies on silver ions from aqueous solution by coconut fiber | |
| Zhao et al. | Uranium (Ⅵ) adsorption from aqueous solutions by microorganism-graphene oxide composites via an immobilization approach | |
| Hasar | Adsorption of nickel (II) from aqueous solution onto activated carbon prepared from almond husk | |
| Barka et al. | Dried prickly pear cactus (Opuntia ficus indica) cladodes as a low-cost and eco-friendly biosorbent for dyes removal from aqueous solutions | |
| Wang et al. | Biosorption of uranium (VI) by immobilized Aspergillus fumigatus beads | |
| Akar et al. | Removal of copper (II) ions from synthetic solution and real wastewater by the combined action of dried Trametes versicolor cells and montmorillonite | |
| Mahmoud et al. | Enhanced biosorptive removal of cadmium from aqueous solutions by silicon dioxide nano-powder, heat inactivated and immobilized Aspergillus ustus | |
| Zafar et al. | Removal of copper ions from aqueous solution using NaOH-treated rice husk | |
| Shams Khorramabadi et al. | Utilisation of immobilised activated sludge for the biosorption of chromium (VI) | |
| Akar et al. | Investigation of the biosorption characteristics of lead (II) ions onto Symphoricarpus albus: batch and dynamic flow studies | |
| CN110385110B (zh) | 生物炭纳米零价铁复合材料及其制备方法和应用 | |
| Maity et al. | Bioremediation of heavy metals from the aqueous environment using Artocarpus heterophyllus (jackfruit) seed as a novel biosorbent | |
| Shehzad et al. | Modified alginate-chitosan-TiO2 composites for adsorptive removal of Ni (II) ions from aqueous medium | |
| CN114405492B (zh) | 一种活性炭-零价铁复合凝胶颗粒及其制备方法和去除重金属离子的应用 | |
| Kano et al. | Adsorption of rare earth elements (REEs) onto activated carbon modified with potassium permanganate (KMnO4) | |
| Basnet et al. | Thermochemical study of Cr (VI) sequestration onto chemically modified Areca catechu and its recovery by desorptive precipitation method | |
| CN107617425A (zh) | 一种改性椰子壳及利用其降低水体中钒的方法 | |
| CN106311131A (zh) | 氢氧化钠改性废砖、基于该废砖的复合材料及用其吸附水体重金属的方法 | |
| Ramesh et al. | Novel agricultural waste adsorbent, Cyperus rotundus, for removal of heavy metal mixtures from aqueous solutions | |
| CN107552015B (zh) | 一种改性山竹壳及利用其降低水体中钒的方法 | |
| Davila-Jimenez et al. | Adsorption of metal cations from aqueous solution onto a natural and a model biocomposite | |
| Guan et al. | Adsorption of heavy metals by Lycium barbarum branch-based adsorbents: raw, fungal modification, and biochar | |
| CN115818731A (zh) | 一种从琼胶提取残渣中回收制备重金属吸附产品的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |