DE19747518A1 - Verfahren zur Herstellung und zur Anwendung von Adsorptionsmitteln für Schwermetallionen aus wäßigen Lösungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung und zur Anwendung von Adsorptionsmitteln für Schwermetallionen aus wäßigen LösungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und
zur Anwendung von Adsorptionsmitteln für Schwermetallio
nen aus wäßrigen Lösungen, die zur Gewinnung von Schwer
metallen aus diesen industriell eingesetzt werden.
Die Herstellung von Adsorbern für Schwermetallionen aus
wäßrigen Lösungen kann durch bekannte unterschiedliche
Adsorbermedien realisiert werden.
So ist es eine bekannte und bewährte Technologie, aus
organischer Substanz durch eine gezielte Pyrolyse Koh
lenstoffgerüste herzustellen, deren große Oberfläche
durch gezielte Aktivierung (z. B. Bildung polarer Grup
pen) spezifische Schwermetalle adsorbieren kann.
Weniger gute, aber meßbare Erfolge kann man erzielen,
wenn Phytomassen nach einer Trocknung pulverisiert wer
den und als Schwermetalladsorber in Form von Filtern zur
Reinigung von wäßrigen Phasen eingesetzt werden. Bekannt
sind gleichfalls anorganisch strukturierte Materialien
mit spezifisch großer Oberfläche, die bei gezielter Po
larität die Schwermetalle binden können.
Eine weitere Gruppe der Adsorbersubstanzen sind konstru
ierte Polymere. In die Gruppe der polymeren Adsorber ge
hören auch die über Peptidverbindungen strukturierten
Eiweißkörper. Sie sind in Abhängigkeit vom pH-Wert der
wäßrigen Lösung in der Lage, Schwermetallionen aus wäß
rigen Lösungen zu binden.
Es ist auch bekannt, Algen als Gattungsbezeichnung für
niedere artenreiche Pflanzen in unterschiedlicher Form
zur Reinigung von wäßrigen Lösungen einzusetzen. Diese
Algen haben im getrockneten Zustand etwa die folgende
Zusammensetzung:
20-25% Alginsäure
4-12% Mannit
9-12% Laminarin
7-12% Zellulose
16-23% andere Kohlehydrate.
20-25% Alginsäure
4-12% Mannit
9-12% Laminarin
7-12% Zellulose
16-23% andere Kohlehydrate.
Algen bzw. deren isolierte Produkte sind in der Lage,
Schwermetalle zu speichern.
So ist aus Mazarelli, Natural Chelating Polymers, Ox
ford, Pergamon 1973 bekannt, die Alginsäure nach der
Isolation als Ionenadsorber erfolgreich zu nutzten.
Die Fähigkeit der adsorptiven Bindung von Schwermetallen
an Algen ist bekanntlich wesentlich von der Spezie ab
hängig und kann, insbesondere durch Adaption der Pflanze
über Jahrhunderte, in weiten Grenzen variieren.
Eine vorausschauende Bewertung von Algenspezies hin
sichtlich der Wirksamkeit als Schwermetalladsorber aus
wäßrigen Lösungen ist ohne Kenntnis von Standortbeson
derheiten nicht möglich.
Die Quantität einer Adsorption von Schwermetallionen
wird aber in jedem Falle durch die Einheit der Spezies
bestimmt.
Das Ziel dieser Erfindung besteht darin, Algensubstrate
herzustellen, die unter industriellen Bedingungen in der
Lage sind, aus wäßrigen Lösungen Schwermetallionen zu
adsorbieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung von Algensubstraten zu entwickeln, das
es gestattet, unter industriellen Bedingungen aus wäßri
gen Lösungen Schwermetallionen durch Adsorption zu ele
minieren. Desweiteren ist ein Verfahren zur Anwendung
des neuen Algensubstrates zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Algen auf festen Nährsubstraten angezogen werden und an
schließend die Algen durch spiegelbildliche Veränderung
der Lichtquelle gezwungen werden, durch das Nährsubstrat
zu wachsen. Hierbei werden Epiphyten und Bakterien abge
streift. Die das Nährsubstrat durchwachsenen Algen wer
den aus diesem gelöst und in einem sterilen Flüssigme
dium zur Biomasseproduktion überführt. Nach erfolgtem
Wachstum werden die Algen geerntet und nach üblichen
Verfahren bei ≦ 105°C getrocknet.
Mittels einer Aceton- oder Alkoholextraktion wird das
Algenpulver konditioniert.
Nach der Entfernung des Restlösemittels aus dem Algen
filterkuchen kann das Algensubstrat zur Gewinnung von
Schwermetallionen in handelsübliche Filtersysteme ge
bracht werden.
Es wurde gefunden, daß die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren aus vaucheria (xanthophyceae) hergestellten
Algensubstrate eine höhere Adsorberleistung gegenüber
bekannten technischen Lösungen haben.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es vorteilhaft
aber nicht zwingend, die Algensubstrate in Kartuschen zu
deponieren und das zu reinigende Wasser durch eine Pumpe
mit eingestellter Flußrate durch das Substrat zu schic
ken. Es können auch andere technische Lösungen gewählt
werden.
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbei
spielen näher erläutert werden.
2,1 g eines nach den Erfindungsansprüchen 1 bis 3 herge
stellten und gepulverten Algensubstrats wurde in einer
Glaspatrone mit einem Längen/Durchmesserverhältnis von
1,25 positioniert.
Eine mit 200 mg/l Kupfer belastete wäßrige Lösung wurde
mittels Mikropumpe mit einer Geschwindigkeit von 50
ml/min. durch das Algensubstrat geführt. Nach jeder Mi
nute erfolgte am Auslauf der Glaspatrone die Entnahme
von Probewasser zur Bestimmung von Kupfer. Die Bestim
mung des Kupfers erfolgte nach DIN 38 406 E 7-1.
In Bild 1 ist die Kupferkonzentration in Abhängigkeit
von der Durchflußmenge des belasteten Wassers durch das
Algensubstrat in der Glaspatrone dargestellt.
Danach ist festzustellen, daß das nach dem erfindungsge
mäßen Verfahren hergestellte Algensubstrat das mit
Kupferionen belastete Wasser nahezu völlig reinigt. Die
erzielten Reinigungseffekte weisen das behandelte Wasser
als Trinkwasser aus. (TVO Richtwert Kupfer 3 mg/l).
Nach einer Aufnahme von 20 g Kupferionen pro kg Algensub
strat ist die Aufnahmefähigkeit des erfindungsgemäßen
Verfahrens erschöpft. Das Filtersystem "schlägt" durch.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes
Algensubstrat wurde gemäß Versuchsanordnung aus Beispiel
1 mit einer 24 mg/l wäßrigen Quecksilberlösung belastet.
Die in Analogie zum Beispiel 1 erzielten Ergebnisse sind
in dem Bild 2 dargestellt.
Daraus ist erkennbar, daß das nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Algensubstrat hervorragend in der
Lage ist, wäßrige Lösungen, die mit Quecksilbersalzen
belastet sind, zu reinigen.
Eine Kapazitätsberechnung zum Beispiel 2 weist aus, daß
die Adsorberkapazität des Algensubstrates nach dem er
findungsgemäßen Verfahren bei 31 g Quecksilber pro 1 kg
erfindungsgemäßes Algensubstrat liegt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von Adsorptionsmitteln für
Schwermetalle aus wäßrigen Lösungen aus Algen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Alge vaucheria (xantho
phyceae) auf einem festen Substratträger angezogen, nach
dem Anwachsen durch Verändern der Lichtzufuhr gezwungen
wird, diesen Substratträger zu durchwachsen, von dem
Substratträger gelöst, in einem sterilen Flüssigmedium
zu Phytomasse umgebildet, geerntet und getrocknet wird.
2. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die getrockneten Algensub
strate einer Aceton oder Alkoholextraktion unterworfen
werden.
3. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellwandmaterial dieser
Spezies im technischen Verfahren zur Schwermetallextrak
tion benutzt wird.
4. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung der herge
stellten Alge bei einer Temperatur von ≦ 105°C erfolgt.
5. Verfahren zur Anwendung von Adsorptionsmitteln für
Schwermetallionen aus wäßrigen Lösungen aus Algen gemäß
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die belastete wäßrige Lösung
mit einer geregelten Geschwindigkeit von 50 ml/min einem
mit gepulvertem Algensubstrat gefüllten Behälter zuge
führt wird.
6. Verfahren zur Anwendung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein Durch
messerverhältnis von 1,25 besitzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997147518 DE19747518A1 (de) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Verfahren zur Herstellung und zur Anwendung von Adsorptionsmitteln für Schwermetallionen aus wäßigen Lösungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997147518 DE19747518A1 (de) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Verfahren zur Herstellung und zur Anwendung von Adsorptionsmitteln für Schwermetallionen aus wäßigen Lösungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19747518A1 true DE19747518A1 (de) | 1999-04-29 |
Family
ID=7846834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997147518 Ceased DE19747518A1 (de) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Verfahren zur Herstellung und zur Anwendung von Adsorptionsmitteln für Schwermetallionen aus wäßigen Lösungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19747518A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10055565A1 (de) * | 2000-11-09 | 2002-05-29 | Detlev Henschel | Verfahren zur Herstellung eines natürlichen und regenerierbaren Sorptionsmittels aus der Makroalge Vaucheria (Xanthophyceae) sowie ihre Verwendung als Bioindikator |
WO2003018166A1 (de) * | 2001-08-20 | 2003-03-06 | Zimmer Aktiengesellschaft | Verfahren zur entfernung von schwermetallen aus schwermetallhaltigen medien unter verwendung eines lyocell-formkörpers sowie cellulosischer formkörper mit adsorbierten schwermetallen und deren verwendung |
CN103058380A (zh) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 长沙学院 | 一种藻类治理低含铜蚀刻废液方法及装置 |
CN114752503A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-15 | 阿尔格生命科学(江苏)有限公司 | 一种藻类活性高效重金属降解剂生产工艺 |
-
1997
- 1997-10-28 DE DE1997147518 patent/DE19747518A1/de not_active Ceased
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WO2003018166A1 (de) * | 2001-08-20 | 2003-03-06 | Zimmer Aktiengesellschaft | Verfahren zur entfernung von schwermetallen aus schwermetallhaltigen medien unter verwendung eines lyocell-formkörpers sowie cellulosischer formkörper mit adsorbierten schwermetallen und deren verwendung |
US7314570B2 (en) | 2001-08-20 | 2008-01-01 | Zimmer A.G. | Method for removing heavy metals from media containing heavy metals by means of a Lyocell moulded body, cellulosic moulded body comprising absorbed heavy metals, and the use of the same |
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