CN110066042A - 盐藻养殖用卤水降砷的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐藻养殖用卤水降砷的方法及系统，其方法包括：1)预氧化沉淀，2)制备氢氧化钙溶液，3)二次沉淀，4)碳酸钙浆液的制备，5)加速絮凝沉淀；其系统包括三氯化铁储罐、氢氧化钙溶液制备系统、碳酸钙浆液制备系统和搅拌处理池。本发明的优点：含砷卤水中的砷元素经一次氧化、二次氧化和絮凝沉淀处理后分离出去，达到降低卤水含砷量的目的，将卤水砷含量降低至0.004mg/L以下，降砷效果显著，利用其养殖的盐藻经过采收、加工后产出的盐藻粉中砷含量降低至3.0mg/kg以下，提高了盐藻粉产品品质；在对卤水进行降砷处理的同时，关注卤水变化对盐藻养殖的影响，可以确保盐藻品质和产量不降低；通过合理设计处理系统，使得降砷处理可以有序进行。
Description
技术领域：
本发明涉及一种盐藻养殖领域，特别涉及一种盐藻养殖用卤水降砷的方法及系统。
背景技术：
盐藻，也称杜氏盐藻(Dunaliella)，为绿色单细胞藻，形体微小，无细胞壁，具有糖蛋白形成的包被，主要分布在近海水域，可在接近淡水直至饱和盐水的环境中生存，尤其能在高盐水体中旺盛生长，是目前发现的唯一能在高浓度盐水中生存的奇特生命。盐藻中胡萝卜素的含量是普通植物的上千倍，尤其9-顺式-β胡萝卜素更易于人体吸收，它还富含人体所需的蛋白质、氨基酸、脂类、盐藻多糖、维生素、多种不饱和脂肪酸和矿物质的等，其营养全面、均衡、具有较高的营养价值及药用价值。盐藻因具有多种独特的活性物质已受到营养学界、医学界越来越多的关注，世界科学界已将藻类产品定为“二十一世纪的首选食品”。
盐藻一般经离心分离、喷雾干燥等步骤制成盐藻粉进行销售，随着国家对食品质量要求越来越高，盐藻相关产品的质量要求也在提高，而目前盐藻粉的品质问题主要体现在砷含量过高，砷是一种类金属元素，是一种毒性很强的物质，砷进入人体内被吸收后，会破坏细胞的氧化还原能力，影响细胞正常代谢，引起组织损害和机体障碍。盐藻粉砷含量过高的主要原因是，目前的盐藻养殖条件下，由于燃油机械大范围使用、汽车尾气、工业废气的排放等原因，养殖盐藻所用的天然卤水中砷含量不断升高，由于盐藻对重金属有吸附作用的生长特性，使得盐藻中砷含量过高，直接影响了盐藻粉产品的品质。因此，如何通过改变养殖条件降低盐藻中的砷含量，成为了一个亟待解决的问题。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种降低盐藻砷含量、提高盐藻粉品质的盐藻养殖用卤水降砷的方法。
本发明的第二个目的在于提供一种降低盐藻砷含量、提高盐藻粉品质的盐藻养殖用卤水降砷的系统。
本发明第一个目的由如下技术方案实施：盐藻养殖用卤水降砷的方法，其包括如下步骤：盐藻养殖用卤水降砷的方法，其包括如下步骤：
1)预氧化沉淀：向含砷卤水中加入三氯化铁固体，所述含砷卤水与所述三氯化铁固体的质量比为5000～10000：1，搅拌2～5h，得到一次处理液；
2)制备氢氧化钙溶液：取氧化钙固体置于水中充分溶解，所述氧化钙固体与所述水的质量比为1：200～400，静置沉淀0.5-1.5h，取上清液为所述氢氧化钙溶液；
3)二次沉淀：将所述一次处理液与所述氢氧化钙溶液混合，所述一次处理液与所述氢氧化钙溶液混合体积比为2～5：1，搅拌1.5-3.0h，得到二次处理液；
4)碳酸钙浆液的制备：取碳酸钙固体分批加入搅拌罐内与水进行搅拌，所述碳酸钙固体与所述水的质量比为1：20～25，搅拌均匀后得到所述碳酸钙浆液；
5)加速絮凝沉淀：将所述二次处理液与所述碳酸钙浆液混合，所述二次处理液与所述碳酸钙浆液混合体积比为20～50：1，搅拌12-24h后进行静置澄清，所得上清液为降砷卤水。
进一步的，所述1)预氧化沉淀、所述2)制备氢氧化钙溶液、所述3)二次沉淀、所述4)碳酸钙浆液的制备、所述5)加速絮凝依次进行并循环一次或以上，上一循环所得的所述降砷卤水为下一循环进行处理的所述含砷卤水。
本发明第二个目的由如下技术方案实施：盐藻养殖用卤水降砷的系统，其包括至少一级处理系统，所述处理系统包括三氯化铁储罐、氢氧化钙溶液制备系统、碳酸钙浆液制备系统和搅拌处理池，所述三氯化铁储罐的出料管的出口置于所述搅拌处理池内，所述氢氧化钙溶液制备系统的氧化钙搅拌池的清液出口通过清液泵与所述搅拌处理池连接，所述碳酸钙浆液制备系统的碳酸钙搅拌池的出口通过输送泵与所述搅拌处理池连接。
进一步的，所述氢氧化钙溶液制备系统包括所述氧化钙搅拌池、氧化钙储罐和第一溶剂储罐，所述氧化钙储罐的下料管的出口置于所述氧化钙搅拌池内，所述第一溶剂储罐通过第一流量阀与所述氧化钙搅拌池连接，所述氧化钙搅拌池上方的所述下料管上设有第二计重器，所述氧化钙搅拌池的搅拌器上设有第二计时器。
进一步的，所述碳酸钙浆液制备系统包括所述碳酸钙搅拌池、碳酸钙储罐和第二溶剂罐，所述碳酸钙储罐的卸料管的出口置于所述碳酸钙搅拌池内，所述第二溶剂储罐通过第二流量阀与所述碳酸钙搅拌池连接，所述碳酸钙搅拌池上方的所述卸料管上设有第三计重器，所述碳酸钙搅拌池的搅拌器上设有第三计时器。
进一步的，所述搅拌处理池上方的所述三氯化铁储罐的所述出料管上设有第一计重器，所述搅拌处理池的搅拌器上设有第一计时器。
进一步的，所述处理系统其还包括有控制器和砷含量检测仪，所述砷含量检测仪的信号输出端与所述控制器的信号输入端信号连接，所述控制器的信号输出端分别与所述第一计重器、所述第二计重器、所述第三计重器、所述第一计时器、所述第二计时器、所述第三计时器、所述第一流量阀、所述第二流量阀的信号输入端信号连接。
进一步的，所述砷含量检测仪为原子荧光光谱仪。
进一步的，当所述处理系统为两级或两级以上，每相邻的上级所述处理系统的所述搅拌处理池通过清液真空泵与下级所述处理系统的所述搅拌处理池连接。
本发明的优点：1、含砷卤水中的砷元素经一次氧化、二次氧化和絮凝沉淀处理后分离出去，达到降低卤水含砷量的目的，将卤水砷含量降低至0.004mg/L以下，降砷效果显著，利用其养殖的盐藻经过采收、加工后产出的盐藻粉中砷含量降低至3.0mg/kg以下，提高了盐藻粉产品品质；2、在对卤水进行降砷处理的同时，关注卤水变化对盐藻养殖的影响，降砷处理中避免选择双氧水、聚丙烯酰胺等常用的氧化剂和絮凝剂，消除因卤水降砷处理引入不利于盐藻养殖的物质进入卤水中，利用处理后的卤水养殖盐藻，可以确保盐藻品质和产量不降低；3、通过合理设计处理系统，使得降砷处理可以有序进行，自动化程度高，提高了生产效率和稳定性，降低了人工劳动强度和人工成本。
附图说明：
图1为实施例1的整体结构示意图。
图2为实施例2的整体结构示意图。
图3为控制原理图。
处理系统1，三氯化铁储罐2，第一计重器2-1，氢氧化钙溶液制备系统3，氧化钙搅拌池3-1，氧化钙储罐3-2，下料管3-3，第一溶剂储罐3-4，第一流量阀3-5，第二计重器3-6，第二计时器3-7，碳酸钙浆液制备系统4，碳酸钙搅拌池4-1，碳酸钙储罐4-2，卸料管4-3，第二溶剂罐4-4，第二流量阀4-5，第三计重器4-6，第三计时器4-7，搅拌处理池5，清液泵6，输送泵7，第一计时器8，控制器9，清液真空泵10，砷含量检测仪11。
具体实施方式：
实施例1：
如图1、3所示，盐藻养殖用卤水降砷的系统，其包括处理系统1，处理系统1包括三氯化铁储罐2、氢氧化钙溶液制备系统3、碳酸钙浆液制备系统4和搅拌处理池5，三氯化铁储罐2用于储存三氯化铁固体，氢氧化钙溶液制备系统3用于制备的氢氧化钙溶液，并根据系统需求，准确控制氢氧化钙溶液的浓度；碳酸钙浆液制备系统4用于制备符合系统使用要求浓度的碳酸钙浆液并根据系统需求，准确控制碳酸钙浆液的浓度；搅拌处理池5为盐藻养殖用卤水的降砷处理提供合适的反应空间和条件。
氢氧化钙溶液制备系统3包括氧化钙搅拌池3-1、氧化钙储罐3-2和第一溶剂储罐3-4，氧化钙储罐3-2的下料管3-3的出口置于氧化钙搅拌池3-1内，第一溶剂储罐3-4通过第一流量阀3-5与氧化钙搅拌池3-1连接，氧化钙搅拌池3-1上方的下料管3-3上设有第二计重器3-6，氧化钙搅拌池3-1的搅拌器上设有第二计时器3-7。
碳酸钙浆液制备系统4包括碳酸钙搅拌池4-1、碳酸钙储罐4-2和第二溶剂罐4-4，碳酸钙储罐4-2的卸料管4-3的出口置于碳酸钙搅拌池4-1内，第二溶剂储罐通过第二流量阀4-5与碳酸钙搅拌池4-1连接，碳酸钙搅拌池4-1上方的卸料管4-3上设有第三计重器4-6，碳酸钙搅拌池4-1的搅拌器上设有第三计时器4-7。
三氯化铁储罐2的出料管的出口置于搅拌处理池5内，氢氧化钙溶液制备系统3的氧化钙搅拌池3-1的清液出口通过清液泵6与搅拌处理池5连接，碳酸钙浆液制备系统4的碳酸钙搅拌池4-1的出口通过输送泵7与搅拌处理池5连接；搅拌处理池5上方的三氯化铁储罐2的出料管上设有第一计重器2-1，搅拌处理池5的搅拌器上设有第一计时器8。
处理系统1还包括有控制器9和砷含量检测仪11，在本实施例中，砷含量检测仪11具体为原子荧光光谱仪，砷含量检测仪11的信号输出端与控制器9的信号输入端信号连接，控制器9的信号输出端分别与第一计重器2-1、第二计重器3-6、第三计重器4-6、第一计时器8、第二计时器3-7、第三计时器4-7、第一流量阀3-5、第二流量阀4-5的信号输入端信号连接。
工作过程：
通过砷含量检测仪11对盐藻养殖用卤水砷含量进行检测，根据盐藻养殖用卤水砷含量计算出三氯化铁用量、氢氧化钙溶液浓度及用量、碳酸钙浆液浓度及用量，再将氢氧化钙溶液浓度及用量转变为氧化钙固体用量和溶剂用量、将碳酸钙浆液浓度及用量转变为碳酸钙固体用量和溶剂用量，将三氯化铁用量、氧化钙固体用量和溶剂用量、碳酸钙固体用量和溶剂用量通过控制器9分别发送给第一计重器2-1、第二计重器3-6、第一流量阀3-5、第三计重器4-6、第二流量阀4-5；同时，根据氢氧化钙溶液、碳酸钙浆液溶解要求及搅拌处理池5的反应要求，通过控制器9分别向第一计时器8、第二计时器3-7、第三计时器4-7发送计时信号。
第一计重器2-1接收到信号后开启，向搅拌处理池5内加入氯化铁，同时第一计时器8接收到信号并启动，对搅拌处理池5内的物质进行搅拌，使盐藻养殖用卤水与三氯化铁固体进行反应；与此同时，第二计重器3-6、第一流量阀3-5、第三计重器4-6、第二流量阀4-5接收到信号后启动，氢氧化钙溶液制备系统3及碳酸钙浆液制备系统4分别制备氢氧化钙溶液及碳酸钙浆液，在三氯化铁与盐藻养殖用卤水中的砷反应完成后，得到一次处理液；向一次处理液中加入氢氧化钙溶液，搅拌，得到二次处理液；将二次处理液中加入碳酸钙浆液，搅拌，之后静置澄清，得到的上清液即为降砷卤水，降砷卤水中砷含量可将降低至0.004mg/L以下，降砷效果显著。
实施例2：
如图2、3所示，盐藻养殖用卤水降砷的系统，其包括处理系统1，处理系统1为二级，相邻的上级处理系统1的搅拌处理池5通过清液真空泵10与下级处理系统1的搅拌处理池5连接。
每一级的处理系统1包括三氯化铁储罐2、氢氧化钙溶液制备系统3、碳酸钙浆液制备系统4和搅拌处理池5，三氯化铁储罐2用于储存三氯化铁固体，氢氧化钙溶液制备系统3用于制备的氢氧化钙溶液，并根据系统需求，准确控制氢氧化钙溶液的浓度；碳酸钙浆液制备系统4用于制备符合系统使用要求浓度的碳酸钙浆液并根据系统需求，准确控制碳酸钙浆液的浓度；搅拌处理池5为盐藻养殖用卤水的降砷处理提供合适的反应空间和条件。
氢氧化钙溶液制备系统3包括氧化钙搅拌池3-1、氧化钙储罐3-2和第一溶剂储罐3-4，氧化钙储罐3-2的下料管3-3的出口置于氧化钙搅拌池3-1内，第一溶剂储罐3-4通过第一流量阀3-5与氧化钙搅拌池3-1连接，氧化钙搅拌池3-1上方的下料管3-3上设有第二计重器3-6，氧化钙搅拌池3-1的搅拌器上设有第二计时器3-7。
碳酸钙浆液制备系统4包括碳酸钙搅拌池4-1、碳酸钙储罐4-2和第二溶剂罐4-4，碳酸钙储罐4-2的卸料管4-3的出口置于碳酸钙搅拌池4-1内，第二溶剂储罐通过第二流量阀4-5与碳酸钙搅拌池4-1连接，碳酸钙搅拌池4-1上方的卸料管4-3上设有第三计重器4-6，碳酸钙搅拌池4-1的搅拌器上设有第三计时器4-7。
三氯化铁储罐2的出料管的出口置于搅拌处理池5内，氢氧化钙溶液制备系统3的氧化钙搅拌池3-1的清液出口通过清液泵6与搅拌处理池5连接，碳酸钙浆液制备系统4的碳酸钙搅拌池4-1的出口通过输送泵7与搅拌处理池5连接；搅拌处理池5上方的三氯化铁储罐2的出料管上设有第一计重器2-1，搅拌处理池5的搅拌器上设有第一计时器8。
处理系统1还包括有控制器9和和砷含量检测仪11，在本实施例中，砷含量检测仪11具体为原子荧光光谱仪，砷含量检测仪11的信号输出端与控制器9的信号输入端信号连接，控制器9的信号输出端分别与第一计重器2-1、第二计重器3-6、第三计重器4-6、第一计时器8、第二计时器3-7、第三计时器4-7、第一流量阀3-5、第二流量阀4-5的信号输入端信号连接。
工作过程：
通过第一级处理系统1的砷含量检测仪11对进入第一级处理系统1的待处理卤水砷含量进行检测，根据盐藻养殖用卤水砷含量计算出三氯化铁用量、氢氧化钙溶液浓度及用量、碳酸钙浆液浓度及用量，再将氢氧化钙溶液浓度及用量转变为氧化钙固体用量和溶剂用量、将碳酸钙浆液浓度及用量转变为碳酸钙固体用量和溶剂用量，将三氯化铁用量、氧化钙固体用量和溶剂用量、碳酸钙固体用量和溶剂用量通过控制器9分别发送给第一计重器2-1、第二计重器3-6、第一流量阀3-5、第三计重器4-6、第二流量阀4-5；同时，根据氢氧化钙溶液、碳酸钙浆液溶解要求及搅拌处理池5的反应要求，通过控制器9分别向第一计时器8、第二计时器3-7、第三计时器4-7发送计时信号。
第一计重器2-1接收到信号后开启，向搅拌处理池5内加入氯化铁，同时第一计时器8接收到信号并启动，对搅拌处理池5内的物质进行搅拌，使盐藻养殖用卤水与三氯化铁固体进行反应；与此同时，第二计重器3-6、第一流量阀3-5、第三计重器4-6、第二流量阀4-5接收到信号后启动，氢氧化钙溶液制备系统3及碳酸钙浆液制备系统4分别制备氧化铁溶液及碳酸钙浆液，在三氯化铁与盐藻养殖用卤水中的砷反应完成后，得到一次处理液；向一次处理液中加入氢氧化钙溶液，搅拌，得到二次处理液；将二次处理液中加入碳酸钙浆液，搅拌，之后静置澄清，得到的上清液即为降砷卤水。
一级处理系统1得到的降砷卤水作为二级处理系统1的待处理卤水，并重复上述过程，得到二级处理系统1的降砷卤水；二级处理系统1得到的降砷卤水，二级处理系统1处理后，盐藻养殖用的卤水砷含量可降低至0.004mg/L以下，降砷效果显著。
实施例3：
利用实施例1系统进行的盐藻养殖用卤水降砷的方法，其包括如下步骤：
1)预氧化沉淀：向含砷卤水中加入三氯化铁固体，含砷卤水与三氯化铁固体的质量比为5000：1，搅拌5h，得到一次处理液；三氯化铁固体溶于水中，形成三价铁离子及氢氧化铁，三价铁离子将卤水中的三价砷离子氧化成五价砷离子，五价砷离子以砷酸根形式存在，与三价铁离子形成砷酸铁沉淀，同时，水中的氢氧化铁以胶体形式存在，其聚集发生絮凝作用，将砷酸铁吸附并沉淀下来；
2)制备氢氧化钙溶液：取氧化钙固体置于水中充分溶解，氧化钙固体与水的质量比为1：200，静置沉淀0.5h，取上清液为氢氧化钙溶液；配置氢氧化钙溶液为下一步操作做准备，通过此步骤配置的氢氧化钙溶液，浓度适宜，可以确保下一步操作的顺利；
3)二次沉淀：将一次处理液与氢氧化钙溶液混合，一次处理液与氢氧化钙溶液混合体积比为2：1，搅拌1.5h，得到二次处理液；预氧化沉淀过程中，未被氧化的卤水中的三价砷离子，与氢氧化钙反应，生成砷酸钙沉淀，二次沉淀确保卤水中的砷离子被完全沉淀下来，以达到降低卤水砷含量的目的；
4)碳酸钙浆液的制备：取碳酸钙固体分批加入搅拌罐内与水进行搅拌，碳酸钙固体与水的质量比为1：20，搅拌均匀后得到碳酸钙浆液；配置碳酸钙浆液为下一步操作做准备；
5)加速絮凝沉淀：将二次处理液与碳酸钙浆液混合，二次处理液与碳酸钙浆液混合体积比为20：1，搅拌12h后进行静置澄清，所得上清液为降砷卤水。预氧化沉淀及二次沉淀过程中，产生的沉淀物及絮凝物需要经过长时间的静置才能彻底絮凝沉淀下来，长时间的静置沉淀严重影响生产连续性，因此，加入碳酸钙浆液加速并促进絮凝沉淀的进行；其原理为：在絮凝沉淀过程中，悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加；而碳酸钙浆液中，碳酸钙以多聚碳酸钙的形式存在，多聚碳酸钙作为凝聚核，可是絮凝物依附其凝聚并增加絮凝物的质量，协助絮凝沉淀的进行，加速和促进絮凝沉淀过程，优化絮凝沉淀效果，缩短絮凝沉淀过程，有利于生产连续性的维持。
取盐藻养殖卤水，将其等体积分为两部分，一部分不进行降砷处理，另一部分利用本实施例方法进行降砷处理，向两部分卤水分别接入同等藻种密度的盐藻液进行养殖，盐藻液是由生产实验室培育的同一批次的盐藻液，其颜色深度、藻种密度以及所含盐藻的胡萝卜素含量一致。在相同的养殖条件下，对最终收获盐藻产量、含砷量进行检测，将两部分收获盐藻通过相同的工艺制成盐藻粉后，盐藻粉的含砷量进行检测，检测结果如表1所示。
表1降砷处理前后收获盐藻产量、含砷量、盐藻粉含砷量检测结果
由表1可知，经本实施方法处理盐藻养殖卤水后，盐藻养殖卤水的砷含量由0.0093mg/L降低至0.0032mg/L，砷含量降低率为65.6％；利用降砷卤水养殖盐藻经采收加工后，制得的盐藻粉砷含量由4.98mg/kg降低至2.55mg/kg，砷含量降低率为48.8％；与未经本实施方法处理盐藻养殖卤水养殖盐藻相比，本实施例制得的降砷卤水养殖盐藻，盐藻产量降低0.8kg，产量降低率为2.5％，可认为利用本实施例方法制得的降砷卤水养殖盐藻不会影响盐藻产量。
实施例4：
利用实施例2系统进行的盐藻养殖用卤水降砷的方法，其包括如下步骤：
1)预氧化沉淀：向含砷卤水中加入三氯化铁固体，含砷卤水与三氯化铁固体的质量比为8000：1，搅拌3h，得到一次处理液；三氯化铁固体溶于水中，形成三价铁离子及氢氧化铁，三价铁离子将卤水中的三价砷离子氧化成五价砷离子，五价砷离子以砷酸根形式存在，与三价铁离子形成砷酸铁沉淀，同时，水中的氢氧化铁以胶体形式存在，其聚集发生絮凝作用，将砷酸铁吸附并沉淀下来；
2)制备氢氧化钙溶液：取氧化钙固体置于水中充分溶解，氧化钙固体与水的质量比为1：300，静置沉淀1h，取上清液为氢氧化钙溶液；配置氢氧化钙溶液为下一步操作做准备；配置氢氧化钙溶液为下一步操作做准备，通过此步骤配置的氢氧化钙溶液，浓度适宜，可以确保下一步操作的顺利；
3)二次沉淀：将一次处理液与氢氧化钙溶液混合，一次处理液与氢氧化钙溶液混合体积比为3：1，搅拌2h，得到二次处理液；预氧化沉淀过程中，未被氧化的卤水中的三价砷离子，与氢氧化钙反应，生成砷酸钙沉淀，二次沉淀确保卤水中的砷离子被完全沉淀下来，以达到降低卤水砷含量的目的；
4)碳酸钙浆液的制备：取碳酸钙固体分批加入搅拌罐内与水进行搅拌，碳酸钙固体与水的质量比为1：23，搅拌均匀后得到碳酸钙浆液；配置碳酸钙浆液为下一步操作做准备；
5)加速絮凝沉淀：将二次处理液与碳酸钙浆液混合，二次处理液与碳酸钙浆液混合体积比为35：1，搅拌18h后进行静置澄清，所得上清液为降砷卤水。预氧化沉淀及二次沉淀过程中，产生的沉淀物及絮凝物需要经过长时间的静置才能彻底絮凝沉淀下来，长时间的静置沉淀严重影响生产连续性，因此，加入碳酸钙浆液加速并促进絮凝沉淀的进行；其原理为：在絮凝沉淀过程中，悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加；而碳酸钙浆液中，碳酸钙以多聚碳酸钙的形式存在，多聚碳酸钙作为凝聚核，可是絮凝物依附其凝聚并增加絮凝物的质量，协助絮凝沉淀的进行，加速和促进絮凝沉淀过程，优化絮凝沉淀效果，缩短絮凝沉淀过程，有利于生产连续性的维持。
1)预氧化沉淀、2)制备氢氧化钙溶液、3)二次沉淀、4)碳酸钙浆液的制备、5)加速絮凝沉淀依次进行并循环一次，上一循环所得的降砷卤水为下一循环进行处理的含砷卤水。
取盐藻养殖卤水，将其等体积分为两部分，一部分不进行降砷处理，另一部分利用本实施例方法进行降砷处理，向两部分卤水分别接入同等藻种密度的盐藻液进行养殖，盐藻液是由生产实验室培育的同一批次的盐藻液，其颜色深度、藻种密度以及所含盐藻的胡萝卜素含量一致。在相同的养殖条件下，对最终收获盐藻产量、含砷量进行检测，将两部分收获盐藻通过相同的工艺制成盐藻粉后，盐藻粉的含砷量进行检测，检测结果如表2所示。
表2降砷处理前后收获盐藻产量、含砷量、盐藻粉含砷量检测结果
由表2可知，经本实施方法处理盐藻养殖卤水后，盐藻养殖卤水的砷含量由0.0104mg/L降低至0.0029mg/L，砷含量降低率为72.4％；利用降砷卤水养殖盐藻经采收加工后，制得的盐藻粉砷含量由4.65mg/kg降低至1.23mg/kg，砷含量降低率为73.5％；与未经本实施方法处理盐藻养殖卤水养殖盐藻相比，本实施例制得的降砷卤水养殖盐藻，盐藻产量降低0.3kg，产量降低率为0.9％，可认为利用本实施例方法制得的降砷卤水养殖盐藻不会影响盐藻产量。
实施例5：
利用实施例2系统进行的盐藻养殖用卤水降砷的方法，其包括如下步骤：
1)预氧化沉淀：向含砷卤水中加入三氯化铁固体，含砷卤水与三氯化铁固体的质量比为10000：1，搅拌2h，得到一次处理液；三氯化铁固体溶于水中，形成三价铁离子及氢氧化铁，三价铁离子将卤水中的三价砷离子氧化成五价砷离子，五价砷离子以砷酸根形式存在，与三价铁离子形成砷酸铁沉淀，同时，水中的氢氧化铁以胶体形式存在，其聚集发生絮凝作用，将砷酸铁吸附并沉淀下来；
2)制备氢氧化钙溶液：取氧化钙固体置于水中充分溶解，氧化钙固体与水的质量比为1：400，静置沉淀1.5h，取上清液为氢氧化钙溶液；配置氢氧化钙溶液为下一步操作做准备，通过此步骤配置的氢氧化钙溶液，浓度适宜，可以确保下一步操作的顺利；
3)二次沉淀：将一次处理液与氢氧化钙溶液混合，一次处理液与氢氧化钙溶液混合体积比为5：1，搅拌3.0h，得到二次处理液；预氧化沉淀过程中，未被氧化的卤水中的三价砷离子，与氢氧化钙反应，生成砷酸钙沉淀，二次沉淀确保卤水中的砷离子被完全沉淀下来，以达到降低卤水砷含量的目的；
4)碳酸钙浆液的制备：取碳酸钙固体分批加入搅拌罐内与水进行搅拌，碳酸钙固体与水的质量比为1：25，搅拌均匀后得到碳酸钙浆液；配置碳酸钙浆液为下一步操作做准备；
5)加速絮凝沉淀：将二次处理液与碳酸钙浆液混合，二次处理液与碳酸钙浆液混合体积比为50：1，搅拌24h后进行静置澄清，所得上清液为降砷卤水。预氧化沉淀及二次沉淀过程中，产生的沉淀物及絮凝物需要经过长时间的静置才能彻底絮凝沉淀下来，长时间的静置沉淀严重影响生产连续性，因此，加入碳酸钙浆液加速并促进絮凝沉淀的进行；其原理为：在絮凝沉淀过程中，悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加；而碳酸钙浆液中，碳酸钙以多聚碳酸钙的形式存在，多聚碳酸钙作为凝聚核，可是絮凝物依附其凝聚并增加絮凝物的质量，协助絮凝沉淀的进行，加速和促进絮凝沉淀过程，优化絮凝沉淀效果，缩短絮凝沉淀过程，有利于生产连续性的维持。
上述1)预氧化沉淀、2)制备氢氧化钙溶液、3)二次沉淀、4)碳酸钙浆液的制备、5)加速絮凝沉淀依次进行并循环一次，上一循环所得的降砷卤水为下一循环进行处理的含砷卤水。
取盐藻养殖卤水，将其等体积分为两部分，一部分不进行降砷处理，另一部分利用本实施例方法进行降砷处理，向两部分卤水分别接入同等藻种密度的盐藻液进行养殖，盐藻液是由生产实验室培育的同一批次的盐藻液，其颜色深度、藻种密度以及所含盐藻的胡萝卜素含量一致。在相同的养殖条件下，对最终收获盐藻产量、含砷量进行检测，将两部分收获盐藻通过相同的工艺制成盐藻粉后，盐藻粉的含砷量进行检测，检测结果如表3所示。
表3降砷处理前后收获盐藻产量、含砷量、盐藻粉含砷量检测结果
由表3可知，经本实施方法处理盐藻养殖卤水后，盐藻养殖卤水的砷含量由0.0098mg/L降低至0.0030mg/L，砷含量降低率为69.4％；利用降砷卤水养殖盐藻经采收加工后，制得的盐藻粉砷含量由6.33mg/kg降低至2.46mg/kg，砷含量降低率为61.1％；与未经本实施方法处理盐藻养殖卤水养殖盐藻相比，本实施例制得的降砷卤水养殖盐藻，盐藻产量降低0.7kg，产量降低率为2.2％，可认为利用本实施例方法制得的降砷卤水养殖盐藻不会影响盐藻产量。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.盐藻养殖用卤水降砷的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
1)预氧化沉淀：向含砷卤水中加入三氯化铁固体，所述含砷卤水与所述三氯化铁固体的质量比为5000～10000：1，搅拌2～5h，得到一次处理液；
2)制备氢氧化钙溶液：取氧化钙固体置于水中充分溶解，所述氧化钙固体与所述水的质量比为1：200～400，静置沉淀0.5-1.5h，取上清液为所述氢氧化钙溶液；
3)二次沉淀：将所述一次处理液与所述氢氧化钙溶液混合，所述一次处理液与所述氢氧化钙溶液混合体积比为2～5：1，搅拌1.5-3.0h，得到二次处理液；
4)碳酸钙浆液的制备：取碳酸钙固体分批加入搅拌罐内与水进行搅拌，所述碳酸钙固体与所述水的质量比为1：20～25，搅拌均匀后得到所述碳酸钙浆液；
5)加速絮凝沉淀：将所述二次处理液与所述碳酸钙浆液混合，所述二次处理液与所述碳酸钙浆液混合体积比为20～50：1，搅拌12-24h后进行静置澄清，所得上清液为降砷卤水。
2.根据权利要求1所述的盐藻养殖用卤水降砷的方法，其特征在于，所述1)预氧化沉淀、所述2)制备氢氧化钙溶液、所述3)二次沉淀、所述4)碳酸钙浆液的制备、所述5)加速絮凝依次进行并循环一次或以上，上一循环所得的所述降砷卤水为下一循环进行处理的所述含砷卤水。
3.盐藻养殖用卤水降砷的系统，其特征在于，其包括至少一级处理系统，所述处理系统包括三氯化铁储罐、氢氧化钙溶液制备系统、碳酸钙浆液制备系统和搅拌处理池，所述三氯化铁储罐的出料管的出口置于所述搅拌处理池内，所述氢氧化钙溶液制备系统的氧化钙搅拌池的清液出口通过清液泵与所述搅拌处理池连接，所述碳酸钙浆液制备系统的碳酸钙搅拌池的出口通过输送泵与所述搅拌处理池连接。
4.根据权利要求3所述的盐藻养殖用卤水降砷的系统，其特征在于，所述氢氧化钙溶液制备系统包括所述氧化钙搅拌池、氧化钙储罐和第一溶剂储罐，所述氧化钙储罐的下料管的出口置于所述氧化钙搅拌池内，所述第一溶剂储罐通过第一流量阀与所述氧化钙搅拌池连接，所述氧化钙搅拌池上方的所述下料管上设有第二计重器，所述氧化钙搅拌池的搅拌器上设有第二计时器。
5.根据权利要求4所述的盐藻养殖用卤水降砷的系统，其特征在于，所述碳酸钙浆液制备系统包括所述碳酸钙搅拌池、碳酸钙储罐和第二溶剂罐，所述碳酸钙储罐的卸料管的出口置于所述碳酸钙搅拌池内，所述第二溶剂储罐通过第二流量阀与所述碳酸钙搅拌池连接，所述碳酸钙搅拌池上方的所述卸料管上设有第三计重器，所述碳酸钙搅拌池的搅拌器上设有第三计时器。
6.根据权利要求5所述的盐藻养殖用卤水降砷的系统，其特征在于，所述搅拌处理池上方的所述三氯化铁储罐的所述出料管上设有第一计重器，所述搅拌处理池的搅拌器上设有第一计时器。
7.根据权利要求6所述的盐藻养殖用卤水降砷的系统，其特征在于，所述处理系统其还包括有控制器和砷含量检测仪，所述砷含量检测仪的信号输出端与所述控制器的信号输入端信号连接，所述控制器的信号输出端分别与所述第一计重器、所述第二计重器、所述第三计重器、所述第一计时器、所述第二计时器、所述第三计时器、所述第一流量阀、所述第二流量阀的信号输入端信号连接。
8.根据权利要求7所述的盐藻养殖用卤水降砷的系统，其特征在于，所述砷含量检测仪为原子荧光光谱仪。
9.根据权利要求3-8任一所述的盐藻养殖用卤水降砷的系统，其特征在于，当所述处理系统为两级或两级以上，每相邻的上级所述处理系统的所述搅拌处理池通过清液真空泵与下级所述处理系统的所述搅拌处理池连接。
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