一種海水養(yǎng)殖水體用重金屬脫除劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種重金屬脫除劑，特別涉及一種海水養(yǎng)殖水體用重金屬脫除劑。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼鐵、電力、電解鋁等重工業(yè)投資規(guī)模的增大，產(chǎn)品產(chǎn)量也不斷增加，隨之而來(lái)的工業(yè)用水也不斷增加，這些產(chǎn)生的工業(yè)廢水通過(guò)排污管道不斷排入江河，最終匯入海洋，重金屬對(duì)海洋環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重。我國(guó)《NY 5052-2001無(wú)公害食品海水養(yǎng)殖用水水質(zhì)》對(duì)養(yǎng)殖海水的水質(zhì)要求為海水中總絡(luò)濃度< 0.lmg/L，鎘濃度<
0.005mg/L。目前治理海水中重金屬的方法主要有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、膜分離法、生物吸附法等。沉淀法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，但淀渣會(huì)造成二次污染。離子交換法凈化程度高，無(wú)二次污染，可回收使用，但實(shí)際使用成本太高。膜分離法采用電滲析法、反滲透法、納濾法等，凈化程度高，但運(yùn)行成本太大。生物吸附法是環(huán)境領(lǐng)域近年發(fā)展起來(lái)的一種處理重金屬的新技術(shù)，通過(guò)自然界中各種生物體或其死亡體來(lái)吸附重金屬，但其處理較復(fù)雜，吸收重金屬的生物較難尋找，吸收重金屬后的生物處理液較麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種海水養(yǎng)殖水體用重金屬脫除劑，原料來(lái)源廣泛，使用方便，重金屬脫除效果好。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種海水養(yǎng)殖水體用重金屬脫除劑，由以下重量百分比計(jì)的組分混合制成:改性海藻酸鈉60-75%，生物炭20-30%，殼聚糖5-10%。
[0005]本發(fā)明采用改性海藻酸鈉、生物炭與殼聚糖復(fù)配，生物炭能鈍化吸附重金屬離子，改性海藻酸鈉更能直接與重金屬離子螯合反應(yīng)，殼聚糖有絮凝聚集重金屬離子的作用，三者按照本發(fā)明上述特定配比，協(xié)同發(fā)揮功效，從而能有效降低海水養(yǎng)殖水體中重金屬鎘和絡(luò)的含量，保障養(yǎng)殖安全。
[0006]作為優(yōu)選，所述改性海藻酸鈉的制備方法步驟如下:
(1)將海藻酸鈉溶于水中制成質(zhì)量濃度5-10%的海藻酸鈉溶液；
(2)向海藻酸鈉溶液中加入雙氧水，加熱至45-50°C，超聲條件下保溫反應(yīng)3-5h；
(3)向步驟(2)處理后的海藻酸鈉溶液中加入活性炭，活性炭用量為步驟(2)處理后的海藻酸鈉溶液重量的3-5%，攪拌l-3h，過(guò)濾除活性炭，濾液加入6-8倍體積的質(zhì)量濃度95%乙醇，醇沉8-1 Oh，抽濾后得醇沉物；
(4)將醇沉物溶于水制成質(zhì)量濃度10-15%的醇沉物溶液，并調(diào)節(jié)pH至6.0-6.5，將醇沉物溶液與質(zhì)量濃度35-45%的硝酸鎂溶液混合均勻，加熱至55-65°C，攪拌條件下保溫反應(yīng)15-18h，離心，上清液經(jīng)真空濃縮、冷凍干燥后得改性海藻酸鈉。
[0007]醇沉物(寡糖)與金屬鹽(硝酸鎂)螯合反應(yīng)，獲得寡糖-金屬配合物即改性海藻酸鈉，脫除重金屬鎘效果好。
[0008]本發(fā)明將海藻酸鈉在雙氧水、特定溫度下(45_50°C)降解，同時(shí)輔以超聲處理，有助于大分子海藻酸鈉的斷裂降解，輔助海藻酸鈉降解為寡糖，為下一步降解反應(yīng)做好準(zhǔn)備，制備出的寡糖聚合度更好些，利于后面制備的寡糖-金屬配合物，脫除重金屬鎘效果更好。
[0009]作為優(yōu)選，步驟(2)中雙氧水用量為海藻酸鈉溶液總體積的10-12%，雙氧水質(zhì)量濃度為 15-20%。
[0010]作為優(yōu)選，步驟(4)中醇沉物溶液與硝酸鎂溶液的體積比=1:1。
[0011]作為優(yōu)選，所述生物炭經(jīng)稀堿溶液處理后使用，稀堿溶液處理具體為:將生物炭置于濃度為0.4-0.6mol/L的氫氧化鈉溶液中，加熱至30_40°C，保溫浸泡5_8h，取出后用蒸餾水沖洗干凈，烘干。本發(fā)明通過(guò)將生物炭經(jīng)過(guò)特定的稀堿溶液處理工藝，控制堿的濃度、處理時(shí)間和溫度，從而改變生物炭的表面官能團(tuán)，提高生物炭鈍化、吸附重金屬鎘和鉻的能力。
[0012]作為優(yōu)選，所述生物炭由以下重量份的組分混合制成:甘蔗渣炭100份，山核桃殼炭45-55份，花生殼炭25-35份。
[0013]發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，以上述甘鹿渣炭、山核桃殼炭和花生殼炭特定種類的生物炭進(jìn)行組合，尤其是甘蔗渣炭特別適合海水養(yǎng)殖水體用重金屬脫除，三者綜合起效，協(xié)同作用，在形成的生物炭的孔隙、比表面積等方面能更好地鈍化、吸附重金屬鎘和鉻。
[0014]作為優(yōu)選，所述甘蔗渣炭的制備方法為:將甘蔗渣在無(wú)氧環(huán)境中，550_650°C下裂解1.5-2小時(shí)，冷卻后粉碎而得。
[0015]作為優(yōu)選，所述山核桃殼炭的制備方法為:將山核桃殼在無(wú)氧環(huán)境中，500-600°C下裂解1.5-2小時(shí)，冷卻后粉碎而得。
[0016]作為優(yōu)選，所述花生殼炭的制備方法為:將花生殼在無(wú)氧環(huán)境中，350_500°C下裂解1.5-2小時(shí)，冷卻后粉碎而得。
[0017]本發(fā)明不同的生物炭采用不同的特定溫度裂解生產(chǎn)，形成的生物炭能更好地鈍化、吸附重金屬鎘和鉻。
[0018]作為優(yōu)選，所述生物炭的顆粒大小為50-80目。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:原料來(lái)源廣泛，使用方便，對(duì)重金屬鎘和鉻的脫除效果好，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。
[0021]本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設(shè)備等均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0022]實(shí)施例1:
一種海水養(yǎng)殖水體用重金屬脫除劑，由以下重量百分比計(jì)的組分混合制成:改性海藻酸鈉60%，生物炭(50-80目)30%，殼聚糖10%。
[0023]所述改性海藻酸鈉的制備方法步驟如下:
(1)將海藻酸鈉溶于水中制成質(zhì)量濃度5%的海藻酸鈉溶液。
[0024](2)向海藻酸鈉溶液中加入雙氧水，加熱至45°C，超聲條件下保溫反應(yīng)5h;雙氧水用量為海藻酸鈉溶液總體積的10%，雙氧水質(zhì)量濃度為20%。
[0025](3)向步驟(2)處理后的海藻酸鈉溶液中加入活性炭，活性炭用量為步驟(2)處理后的海藻酸鈉溶液重量的3%，攪拌3h，過(guò)濾除活性炭，濾液加入6倍體積的質(zhì)量濃度95%乙醇，醇沉10h，抽濾后得醇沉物。
[0026](4)將醇沉物溶于水制成質(zhì)量濃度10%的醇沉物溶液，并調(diào)節(jié)pH至6.0，將醇沉物溶液與質(zhì)量濃度35%的硝酸鎂溶液按照1:1的體積比混合均勻，加熱至55°C，攪拌條件下保溫反應(yīng)18h，離心，上清液經(jīng)真空濃縮、冷凍干燥后得改性海藻酸鈉。
[0027]所述生物炭經(jīng)稀堿溶液處理后使用，稀堿溶液處理具體為:將生物炭置于濃度為
0.4mol/L的氫氧化鈉溶液中，加熱至30°C，保溫浸泡8h，取出后用蒸餾水沖洗干凈，烘干。
[0028]所述生物炭由以下重量份的組分混合制成:甘蔗渣炭100份，山核桃殼炭45份，花生殼炭35份。所述甘蔗渣炭的制備方法為:將甘蔗渣在無(wú)氧環(huán)境中，550°C下裂解2小時(shí)，冷卻后粉碎而得。所述山核桃殼炭的制備方法為:將山核桃殼在無(wú)氧環(huán)境中，500°C下裂解2小時(shí)，冷卻后粉碎而得。所述花生殼炭的制備方法為:將花生殼在無(wú)氧環(huán)境中，350°C下裂解2小時(shí)，冷卻后粉碎而得。
[0029]實(shí)施例2:
一種海水養(yǎng)殖水體用重金屬脫除劑，由以下重量百分比計(jì)的組分混合制成:改性海藻酸鈉75%，生物炭(50-80目)20%，殼聚糖