JPH0732874B2 - Metal adsorbent - Google Patents

Metal adsorbent

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JPH0732874B2
JPH0732874B2 JP5488793A JP5488793A JPH0732874B2 JP H0732874 B2 JPH0732874 B2 JP H0732874B2 JP 5488793 A JP5488793 A JP 5488793A JP 5488793 A JP5488793 A JP 5488793A JP H0732874 B2 JPH0732874 B2 JP H0732874B2
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到保 山岡
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

【0001】本発明は、赤潮プランクトンの藻体を利用
した新規な金属吸着剤、さらに詳しくいえば、鉱山排水
や工場排水などの中の有価金属を高効率で吸着し、回収
することができ、かつ再生再利用可能な、赤潮プランク
トンの藻体を利用した新規な金属吸着剤に関するもので
ある。
[0001] The present invention is a novel metal adsorbent using algae of red tide plankton, more specifically, it can adsorb and recover valuable metals in mine drainage, factory drainage, etc. with high efficiency, In addition, the present invention relates to a novel metal adsorbent that uses algae of red tide plankton that can be regenerated and reused.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉱山や工場から発生する産業廃液中に
は、生体系に対し有毒な重金属が含まれており、そのま
ま排水すると環境汚染をもたらすため、河川に排出する
前にこれを除去することが必要である。また、これらの
産業廃液中には、多くの有用な重金属も含まれている場
合もあるが、これをそのまま廃棄することは、資源の有
効利用という見地からも好ましくない。
2. Description of the Related Art Industrial waste liquors generated from mines and factories contain heavy metals that are toxic to biological systems. If they are drained as they are, they will cause environmental pollution. Therefore, they must be removed before they are discharged into rivers. is necessary. In addition, there are cases where many useful heavy metals are contained in these industrial waste liquids, but it is not preferable to discard them as they are from the viewpoint of effective use of resources.

【0003】したがって、これらの環境汚染防止、資源
確保の点で、各種産業廃液中の重金属の除去、回収は重
要な社会問題となっている。
Therefore, in terms of preventing environmental pollution and securing resources, removal and recovery of heavy metals in various industrial waste liquids have become important social problems.

【0004】これまで、水溶液中から重金属を回収した
り、除去するための吸着剤としては、活性炭、合成ゼオ
ライト、シリカゲル、活性アルミナ、活性白土などの無
機系吸着剤が主に用いられていた。
Until now, inorganic adsorbents such as activated carbon, synthetic zeolite, silica gel, activated alumina and activated clay have been mainly used as adsorbents for recovering and removing heavy metals from aqueous solutions.

【0005】しかしながら、これらの無機系吸着剤は、
吸着能力に限度があるため、多量の廃液を処理するに
は、それに応じて多量を使用しなければならないし、脱
着処理に多くの手数及び設備を要するなどの難点があ
り、実用化には、多くの解決しなければならない問題が
ある。
However, these inorganic adsorbents are
Since the adsorption capacity is limited, in order to treat a large amount of waste liquid, a large amount must be used accordingly, and desorption treatment has a lot of troubles and equipments. There are many problems to solve.

【0006】他方、微生物、藻類の中には、特定の重金
属を蓄積する能力を有するものがあるので、これを利用
して廃液中の重金属を回収することも試みられ、植物バ
イオマス、カビ、クロレラなどを用いた方法が提案され
ている。しかしながら、これまで用いられている微生
物、藻体は重金属の吸着能力の点で必ずしも満足できる
ものではない上に、反覆再利用が困難であり、まだ実用
化されていない。
[0006] On the other hand, some microorganisms and algae have the ability to accumulate specific heavy metals. Therefore, it is attempted to recover the heavy metals in the waste liquor by utilizing them, and plant biomass, mold, chlorella A method using such as is proposed. However, the microorganisms and algae used so far are not always satisfactory in terms of the adsorption capacity for heavy metals, and they are difficult to reuse again, and have not yet been put into practical use.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これまでの
微生物、藻類に比べ、高い重金属吸着能力を有し、また
容易に再生可能な生体系吸着剤を提供することを目的と
してなされたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made with the object of providing a biological adsorbent which has a higher heavy metal adsorption capacity than conventional microorganisms and algae and which can be easily regenerated. Is.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、各種藻類
の中から重金属の吸着能力の高い物を得るために、種々
検討した結果、これまで水質汚染の1つの原因として、
漁業上厄介視されていた赤潮プランクトンの1種である
シャトネラ・アンチカ(Chattonella an
tiqua)が意外にも各種重金属に対して大きな吸着
能力を有すること、またこれを刺激条件下で培養する
と、該吸着能力が著しく増大することを見出し、この知
見に基づいて本発明をなすに至った。
Means for Solving the Problems As a result of various studies to obtain a substance having a high adsorption capacity for heavy metals from various algae, the present inventors have found that one of the causes of water pollution has been
Chattonella anka, a species of red tide plankton that has been regarded as troublesome in the fishing industry
It has been found that (tiqua) has a large adsorbing ability for various heavy metals, and that when it is cultured under stimulating conditions, the adsorbing ability remarkably increases, and the present invention has been completed based on this finding. It was

【0009】すなわち、本発明は、シャトネラ・アンチ
カの藻体から成る金属吸着剤及びシャトネラ・アンチカ
を無機栄養塩類を含む培地中で高密度培養し、その培養
液中から藻体を抽出して金属吸着剤を製造する方法を提
供するものである。
That is, according to the present invention, a metal adsorbent comprising an alga of Chattonella antica and Shatonella antica are cultivated at a high density in a medium containing inorganic nutrient salts, and the alga is extracted from the culture solution to extract the metal. A method for producing an adsorbent is provided.

【0010】本発明で用いるシャトネラ・アンチカは、
海洋に生育するプランクトンの1種であって、大きさ5
0〜60ミクロンの単細胞から成り、赤潮中から簡単に
採取することができる。このシャトネラ・アンチカは、
二酸化炭素、光エネルギー、無機の窒素及びリンの存在
下で生育する光合成物であり、光の照度、温度、培地中
の元素濃度を生育が刺激されるような条件に調整するこ
とによって増殖させることができる。
The Shatonella antica used in the present invention is
It is a species of plankton that grows in the ocean and has a size of 5
It consists of single cells of 0-60 microns and can be easily collected from the red tide. This Chattonella Antica is
It is a photosynthetic compound that grows in the presence of carbon dioxide, light energy, inorganic nitrogen and phosphorus, and can be grown by adjusting the illuminance of light, temperature, and element concentration in the medium to conditions that stimulate growth. You can

【0011】したがって、本発明の金属吸着剤は、この
ようにして採取したシャトネラ・アンチカを、無機栄養
塩類を豊富に含有する培地中例えば海水1リットル中
に、リン酸二水素アルカリ金属1〜10mg、硫酸アル
カリ金属10〜100mg、鉄分0.5〜5mgを含有
させた培地中で、温度を20〜26℃好ましくは25℃
前後に保ち、15,000ルックス以上の光を照射し、
通気かくはんしながら培養することによって製造され
る。
Therefore, in the metal adsorbent of the present invention, the Chattonella antica thus collected is contained in a medium rich in inorganic nutrient salts, for example, in 1 liter of seawater, in an amount of 1 to 10 mg of alkali metal dihydrogen phosphate. , Alkali metal sulfate 10 to 100 mg, and iron content 0.5 to 5 mg in a medium containing 20 to 26 ° C., preferably 25 ° C.
Keep it back and forth, illuminate more than 15,000 lux,
It is produced by culturing with aeration and stirring.

【0012】この際の培地中の窒素とリンの原子比は
3:1ないし1:1、好ましくは2:1、鉄とリンとの
原子比は1:4ないし1:7、好ましくは1:5であ
る。そして、このような培養条件のもとで、シャトネラ
・アンチカの生育が停止すると培地中の栄養元素が一定
になるように、より高濃度に維持することによって、金
属吸着剤の生産量を向上させることができる。
At this time, the atomic ratio of nitrogen to phosphorus in the medium is 3: 1 to 1: 1, preferably 2: 1, and the atomic ratio of iron to phosphorus is 1: 4 to 1: 7, preferably 1 :. It is 5. Under such culture conditions, the production of metal adsorbents is improved by maintaining a higher concentration so that the nutrient elements in the medium become constant when the growth of Chattonella antica is stopped. be able to.

【0013】また、前記したように、培養条件、特に培
地中の元素組成を変化してシャトネラ・アンチカの増殖
能力を刺激することによって、その生産量をさらに増加
させることができる。
Further, as described above, the production amount can be further increased by changing the culture conditions, particularly the elemental composition in the medium to stimulate the proliferation ability of Chattonella antica.

【0014】したがって、本発明の金属吸着剤の製造に
際しては、シャトネラ・アンチカの生育環境を極限状態
に保持し、その生産能力を最大限に発揮させるのが有利
である。その手段の1つとして、培地に鉄又はヒ素を添
加する方法がある。例えば培地に鉄を含有する水溶液を
添加すると、これがシャトネラ・アンチカの細胞に取り
込まれると同時に、シャトネラ・アンチカの重金属吸着
量は、藻体1g(乾燥重量)当り300mgという高い
値に増大する。
Therefore, in the production of the metal adsorbent of the present invention, it is advantageous to keep the growth environment of Chattonella antica in an extreme state and maximize its production capacity. One of the means is to add iron or arsenic to the medium. For example, when an aqueous solution containing iron is added to the medium, this is taken up by the cells of Chattonella antica, and at the same time, the heavy metal adsorption amount of Chattonella antica increases to a high value of 300 mg per 1 g (dry weight) of algal cells.

【0015】このようにして培養した培地において、シ
ャトネラ・アンチカの増殖が最大密度(通常10セル
/ミリリットル以上)に達したならば、培地を冷却し、
遠心分離処理して藻体を沈殿、濃縮させて回収する。こ
の培養時間は、培養条件により左右されるが、通常1〜
10日間である。
In the medium thus cultivated, when the growth of Chattonella antica reaches the maximum density (usually 10 6 cells / ml or more), the medium is cooled,
Centrifugation treatment is performed to precipitate and concentrate the algal cells, which are then collected. This culturing time depends on the culturing conditions, but is usually 1 to
10 days.

【0016】次いでこのようにして得た湿潤藻体をクロ
ロホルムとメタノールの混合物を用いて抽出処理したの
ち、溶媒を除き、残留分に、さらに蒸留水を加えて煮沸
処理する。
Next, the wet algal cells thus obtained are subjected to extraction treatment with a mixture of chloroform and methanol, the solvent is removed, and distilled water is added to the residue to boil it.

【0017】この処理物を遠心分離し、得られた固形分
を凍結乾燥すれば、本発明の金属吸着剤が得られる。
The metal adsorbent of the present invention can be obtained by centrifuging the treated product and freeze-drying the obtained solid content.

【0018】このようにして得られる金属吸着剤は、通
常1g当り300mg以上の重金属を吸着する能力を有
している。
The metal adsorbent thus obtained usually has an ability to adsorb 300 mg or more of heavy metal per 1 g.

【0019】本発明の金属吸着剤を用いて重金属含有水
溶液から重金属を分離、回収するには、この金属吸着剤
を例えばカラムに充てんし、あらかじめ弱酸性(pH6
程度)に調整した重金属含有水溶液を通過させる。この
際、重金属含有水溶液は、塩分濃度0.05〜1.0モ
ルに調節するのが好ましい。
In order to separate and recover heavy metals from an aqueous solution containing heavy metals using the metal adsorbent of the present invention, the metal adsorbent is packed in, for example, a column and weakly acidic (pH 6).
Pass the heavy metal-containing aqueous solution adjusted to about At this time, the heavy metal-containing aqueous solution is preferably adjusted to a salt concentration of 0.05 to 1.0 mol.

【0020】この処理により、水溶液中の重金属は急速
に吸着剤に吸着され、分離、除去される。
By this treatment, the heavy metals in the aqueous solution are rapidly adsorbed by the adsorbent, separated and removed.

【0021】次にこのように重金属を吸着した金属吸着
剤から、重金属を回収するには、この金属吸着剤を塩酸
水溶液と接触させればよい。この塩酸水溶液の濃度は2
〜6規定の範囲が適当である。この処理により90%以
上の収率で重金属を回収することができる。
Next, in order to recover the heavy metal from the metal adsorbent having adsorbed the heavy metal in this way, the metal adsorbent may be brought into contact with an aqueous hydrochloric acid solution. The concentration of this hydrochloric acid aqueous solution is 2
The range of 6 to 6 is appropriate. By this treatment, heavy metals can be recovered with a yield of 90% or more.

【0022】本発明の金属吸着剤により吸着しうる重金
属としては、例えば銅、コバルト、ニッケル、カドミウ
ム、マンガン、ガリウム、亜鉛などがある。
Heavy metals that can be adsorbed by the metal adsorbent of the present invention include, for example, copper, cobalt, nickel, cadmium, manganese, gallium and zinc.

【0023】[0023]

【実施例】次に実施例によって本発明をさらに詳細に説
明する。
The present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0024】実施例1 海水1リットル中に、硫酸ナトリウム21mg、リン酸
二水素ナトリウム13mg、鉄分1mgを加えて調製し
た無機栄養塩類培地に、シャトネラ・アンチカを含む海
水を加え、24℃において、15,000ルックスの光
照射下、通気し、かきまぜながら6日間培養した。
Example 1 Seawater containing Chattonella antica was added to an inorganic nutrient medium prepared by adding 21 mg of sodium sulfate, 13 mg of sodium dihydrogen phosphate, and 1 mg of iron to 1 liter of seawater. The cells were aerated under light irradiation of 1,000 lux and agitated for 6 days.

【0025】次いで、この培養液を遠心分離機にかけて
藻体を分離したのち、得られた湿藻体を先ずクロロホル
ムとメタノールの等容混合物で、次に沸騰蒸留水で抽出
する。
Then, the culture solution is centrifuged to separate the alga bodies, and the obtained wet alga bodies are first extracted with an equal volume mixture of chloroform and methanol and then with boiling distilled water.

【0026】このようにして抽出処理した藻体を凍結乾
燥することにより金属吸着剤を製造した。
A metal adsorbent was produced by freeze-drying the thus extracted alga cells.

【0027】実施例2、比較例1、2 表1に示す金属の塩化物を、1リットル中それぞれ0.
5mgの割合で含む水溶液を、塩酸によりpH6.0に
調整し、その水溶液1リットル当り2gの割合で、実施
例1で得た金属吸着剤を加え、室温下で30分間放置し
たのち、水溶液中に残存する金属の量を測定し、金属吸
着剤による各金属の回収率を求めた。その結果を表1に
示す。
Example 2, Comparative Examples 1 and 2 Metal chlorides shown in Table 1 were added in an amount of 0.
The pH of the aqueous solution containing 5 mg was adjusted to 6.0 with hydrochloric acid, the metal adsorbent obtained in Example 1 was added at a rate of 2 g per liter of the aqueous solution, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The amount of metal remaining in the sample was measured, and the recovery rate of each metal by the metal adsorbent was determined. The results are shown in Table 1.

【0028】また、比較のためにシャトネラ・アンチカ
以外の2種の植物プランクトン、すなわちヘテロシグマ
・アカシオ(Heterosigma akashiw
o)及びドナリエラ・サリナ(Dunaliella
salina)19/30を用いて同様にして得た金属
吸着剤により同じ金属含有水溶液を処理した場合の回収
率も併記した。
For comparison, two kinds of phytoplankton other than Shatonella antica, namely, Heterosigma akashiw, are used.
o) and Dunaliella Salina
Salina) 19/30 was also used, and the recovery rate when the same metal-containing aqueous solution was treated with the same metal adsorbent was also shown.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】実施例3 実施例1において、藻体をクロロホルムとメタノールと
の等容混合物で処理しただけのもの(脱脂藻体)と、そ
れをさらに、蒸留水で沸騰処理したもの(熱処理藻体)
とを用い、カドミウムのみを含み、pHを5.9に調整
した金属含有水溶液について、実施例2と同じ実験を行
い、そのカドミウム回収率を求めた。その結果、脱脂藻
体の場合は80.2%であるのに対し、熱処理藻体の場
合は94.8%であった。
Example 3 In Example 1, the algal cells were simply treated with an equal volume mixture of chloroform and methanol (defatted algal cells), and the algal cells were further subjected to boiling treatment with distilled water (heat-treated algal cells). )
Using the above, the same experiment as in Example 2 was carried out for a metal-containing aqueous solution containing only cadmium and having a pH adjusted to 5.9, and the cadmium recovery rate was obtained. As a result, it was 80.2% in the case of defatted algal cells, whereas it was 94.8% in the case of heat-treated algal cells.

【0031】実施例4及び比較例3〜7 海水中から採取した各種の藻類を用いて、実施例1と同
様にして金属吸着剤を製造し、カドミウム、銅、ニッケ
ル及びコバルトそれぞれを海水1リットル中に1mgの
割合で含有するpH5.8の試料により、実施例2と同
様にしてそれぞれの藻類の各金属に対する回収率を求
め、その結果を表2に示す。
Example 4 and Comparative Examples 3 to 7 Using various algae collected from seawater, a metal adsorbent was produced in the same manner as in Example 1, and each of cadmium, copper, nickel and cobalt was added to 1 liter of seawater. The recovery rate for each metal of each algae was determined in the same manner as in Example 2 using a sample having a pH of 5.8 contained at a ratio of 1 mg, and the results are shown in Table 2.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】この表より明らかなように、本発明のシャ
トネラ・アンチカを用いた金属吸着剤の回収率は、他の
ものに比べ著しく優れている。
As is clear from this table, the recovery rate of the metal adsorbent using the Shatonella antica of the present invention is remarkably superior to the other ones.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の吸着剤は、これまで環境破壊の
元兇として厄介視されていた赤潮プランクトンを利用し
て製造することができ、しかも各種重金属に対して高い
吸着能力を有するので、産業廃液からの有害金属除去や
有用重金属の回収用として好適である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The adsorbent of the present invention can be produced by utilizing red tide plankton, which has been regarded as a troublesome source of environmental damage, and has a high adsorption capacity for various heavy metals. It is suitable for removing harmful metals from waste liquid and recovering useful heavy metals.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シャトネラ・アンチカ(Chatton
ella antiqua)の藻体から成る金属吸着
剤。
1. Chattonella Antica (Chatton)
A metal adsorbent consisting of algal cells of ella antiqua).
【請求項2】 シャトネラ・アンチカ(Chatton
ella antiqua)を無機栄養塩類を含む培地
中で高密度培養し、その培養液中から藻体を分離し、抽
出処理することを特徴とする金属吸着剤の製造方法。
2. Chattonella Antica (Chatton)
A method for producing a metal adsorbent, which comprises culturing ella antiqua) at a high density in a medium containing inorganic nutrients, separating algal cells from the culture solution, and subjecting to extraction treatment.
JP5488793A 1993-02-18 1993-02-18 Metal adsorbent Expired - Lifetime JPH0732874B2 (en)

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