[發明專利]蝦殼酶法抽提剩余物制備高吸附性能生物材料的方法

有效

• 申請號: 201410244356.X
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN103990437B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 史勁松;楊濤;李恒;錢建瑛;戚國祥;居向東
• 申請（專利權）人: 江蘇戚伍水產發展股份有限公司;江南大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;B01J13/02;C02F1/28
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技術領域

本發明涉及將蝦殼酶法抽提剩余物制備為功能性吸附材料，用于生活污水、有機物、含重金屬離子的工業廢水凈化的方法，屬于污染水體凈化處理技術領域。

背景技術

隨著人類社會生活的進步，隨之而來的污染問題也越來越嚴重，其中水體污染在環境污染中占據相當大的比例。污染水體中的重金屬離子、染料、有機物等以多種物理和化學形態存在，并不斷產生遷移和累積，嚴重影響著人類的生命健康及正常的生活。

目前，污染水體的治理技術主要有四種：物理法、化學法、物理化學法和生物法。其中，吸附法利用一些天然物質和工業吸附劑進行吸附，從而達到水體凈化的目的。該方法吸附效果好，操作簡單，是污染水體凈化的常用方法之一。吸附法中，高吸附效率以及低成本吸附劑的開發是制約吸附法進一步拓展應用的限制因素。目前，生物材料已廣泛應用于廢水的治理中，大量研究表明許多生物材料可以直接用于吸附重金屬離子、有機物等。通過簡單的改性處理后，許多生物材料對重金屬離子的吸附能力得以大大提高。

我國魚蝦蟹等水產產量高，且消費量巨大。大量蝦蟹殼被作為廢棄物排放，很多本可利用的生物質失去了高值化利用的時機。本專利權人在此之前，提出了在冷鏈條件下，對新鮮蝦殼進行酶法抽提，充分利用其中的蛋白質等成分，進而制備熱反應蝦味香精（詳見“中國專利201110031643.9”）。然而，蝦殼經過酶法抽提后仍還有大量料渣，主要是甲殼素成分，為完善生物質高效利用技術，實現生物質的全值化利用，需要對料渣進行高值化研究。

料渣含有大量的甲殼素。甲殼素分子中含有大量氨基與羥基，可通過離子交換、螯合等方式與染料、重金屬離子等進行作用，在處理含有有機物、重金屬離子、染料等各種污染成分的廢水中都有較好的吸附性能。但是天然的甲殼素中的氨基幾乎全部被乙酰化，活性沒有得到充分體現?？梢圆扇A處理方法對甲殼素進行脫乙酰，當脫乙酰程度在55%以上時，甲殼素就轉化為殼聚糖。

盡管殼聚糖的活性比甲殼素要高，也被廣泛作為生物吸附材料，但殼聚糖制備過程要相對復雜。如對上述的廢棄料渣進行處理，需要進行酸法脫鈣、再進行堿法脫乙酰，耗費的酸堿較多，其工藝與一般的殼聚糖生產基本相似。本發明旨在發明一種簡單的廢渣處理工藝，使其具有良好的吸附功能，同時避免大量的酸堿耗用，而且制備出的吸附材料具有更為優異的特點。

一般而言，殼聚糖作為吸附性材料使用，需要首先進行溶解，然后再加入到水體中，使其絮凝，再通過過濾、離心的方式分離出絮凝。其處理過程復雜，對固液分離設備要求較高，同時殼聚糖的使用是一次性的，其使用成本相對較高，這是目前沒有廣泛應用的根本原因。

針對上述問題，本發明提出以蝦殼酶解剩余物為原料，經簡單的物化處理后，使其表面吸附性能得到活化，再進行顆?；?，使其容易使用，容易回收再利用。本發明的高吸附性能材料，含有但不限于甲殼素成分，其表面的甲殼素分子部分呈脫乙酰狀態，能夠起到絡合、吸附重金屬離子及其他小分子作用。這種顆?；牟牧峡梢宰鳛槲街奶畛浣橘|，給實際應用帶來極大的便利。

發明內容

本發明的目的是提供一種由蝦殼酶法抽提剩余物制備改性料渣，并通過與海藻酸鈉復配混合制備凝膠微球作為功能性吸附生物材料，進行污水凈化的方法。關于酶法抽提的技術，請參照中國專利201110031643.9的描述。

本發明的技術方案為：

洗滌：將蝦殼酶法抽提剩余物，經水洗滌3~5次，瀝干。

堿處理：按照1:5的質量體積比浸泡于20%～30%的氫氧化鈉溶液中處理2-4h。瀝干，再用少量水洗滌，并用稀鹽酸中和至中性，固液分離獲得濾渣。濾渣80～105℃下烘干。

粉碎：采用超細粉碎機對濾渣進行粉碎，獲得100-200目細粉。

制粒：將上述細粉按照10-30%的比例加入到0.5-3%的海藻酸鈉溶液中，攪拌時混合均勻，通過造粒獲得1-4mm的蝦殼粉顆粒，置入3-5%的氯化鈣溶液中固化8-12h，瀝干，獲得蝦殼粉微球。

吸附：按照1:10質量體積比投入到污水溶液中進行吸附處理6h，處理結束，檢測溶液中殘留污染物的含量。

具體實施方式

下面的實例將具體說明本發明的操作方法，但不能作為對本發明的限定。

實例一

改性料渣的的制備

稱取100g蝦殼酶法抽提剩余物按照1:5的質量體積比浸泡于30%的氫氧化鈉溶液中處理2h。

實施例二

改性料渣-海藻酸鈉凝膠微球的制備