[發(fā)明專利]一種水上無動力微藻培養(yǎng)方法及浮島系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102766567A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 劉德富;楊正健;王從鋒;紀道斌;黃鈺鈴;陳洋
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發(fā)明涉及一種水上開放式微藻培養(yǎng)方法及浮島系統(tǒng)，屬于微藻培養(yǎng)技術領域。

背景技術

20世紀?90年代以來世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，一方面對石油及煤炭需求大大增加，導致化石燃料儲存量驟減、不可再生能源瀕臨枯竭；另一方面，工業(yè)化生產加速碳排放，導致溫室效應，同時排放的廢水導致環(huán)境惡化等問題。由此，能源問題、氣候問題、環(huán)境問題成為21世紀急需解決的主要問題。微藻是一種在地球上生存了幾十億年的原始生物，其含油量高達70%，是最有前景的產油生物；同時微藻在生長的過程中吸收二氧化碳和營養(yǎng)鹽，對固碳和凈化污水具有顯著效果；另外，部分微藻還還有較高的蛋白質、多糖、脂肪酸等營養(yǎng)物質，具有較高的食用價值。因此，微藻很可能是解決21世紀能源危機、環(huán)境危機和糧食危機的最具潛力的生物。

世界各國已開始大力發(fā)展微藻產業(yè)，美國、荷蘭、以色列、英國等國家投入大量資金在微藻培養(yǎng)、藻株篩選、系統(tǒng)開發(fā)、工業(yè)化生產等方面做了大量研究。我國也極其重視微藻產業(yè)的發(fā)展，尤其是2011年，我國首個“微藻能源”方向的“973”項目全面啟動，投資金額將達百億，標志著我國微藻生物柴油研究工作進入高峰時期。然而，目前世界各國微藻產業(yè)均處于中實階段，很少成果開展大規(guī)模產業(yè)化投產，主要面臨三個問題：第一是目前微藻培養(yǎng)主要在陸地上進行，耗水、耗地、耗能、耗設備增大了微藻培養(yǎng)成本，成為其規(guī)模化生產的主要頸瓶；第二是微藻培養(yǎng)技術尚不成熟，高油純藻篩選、接種、培養(yǎng)等缺陷對高價值藻類開發(fā)具有重要影響；第三是微藻開發(fā)利用技術尚不完善，藻類柴油轉化、副產品提取等技術成本太高。如何解決這三個問題成為微藻產業(yè)快速發(fā)展的關鍵，也是當前世界生物能源研發(fā)的主要技術需求，意義極為重大。

此外，我國目前面臨嚴重的河湖污染問題，太湖、滇池、淮河及三峽水庫呈現(xiàn)嚴重的水體富營養(yǎng)化并伴隨嚴重的藻華現(xiàn)象，城鎮(zhèn)工業(yè)及生活污水排放導致城鎮(zhèn)小河流污染、生態(tài)退化問題及其嚴峻。另外，我國大壩建設，如：三峽大壩改變了流域碳循環(huán)過程，淹沒了部分碳匯，產生了新的碳源，加之天然河道溶解性碳濃度本底較高，其為藻類大量繁殖提供了充足的碳源。如何能夠在水上開展微藻培養(yǎng)，一方面大量吸收水體營養(yǎng)鹽，凈化水體，另一方面吸收水體溶解性碳，產生有機質，是進行微藻產業(yè)化、縮小成本的新途徑。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種水上開放式微藻培養(yǎng)方法及浮島系統(tǒng)。能夠利用大氣壓將污染水體壓入浮島培養(yǎng)池內進行微藻培養(yǎng)，使藻類吸收水體中的營養(yǎng)鹽及空氣中的二氧化碳，然后利用沉降法將水藻進行初步分離。進而達到無動力微藻培養(yǎng)、污染水體凈化、減排固碳、水藻分離等目的，大大縮小微藻培養(yǎng)成本。

本發(fā)明的上述目的是通過這樣的技術方案來實現(xiàn)的：一種水上開放式微藻培養(yǎng)浮島系統(tǒng)，包括環(huán)形浮床，所述環(huán)形浮床安裝有處理池、培養(yǎng)池、沉降池和收集池，所述收集池包括集水池、集藻池，所述處理池連接有進水管，所述處理池與培養(yǎng)池之間設有第一隔板，所述培養(yǎng)池與沉降池之間設有第二隔板，所述沉降池上部與集水池之間通過出水管連通，所述沉降池底部與集藻池之間通過出藻管連通。

所述環(huán)形浮床由：鋼架、浮筒以及面板構成，所述鋼架由角鋼焊接而成，浮筒為上漆油筒，面板為竹跳板加工而成。

所述進水管的進水口處設有不銹鋼絲網(wǎng)，所述進水管與處理池連接處設有閥門。

所述培養(yǎng)池為扁形長方體，沿長度方向均勻設有由三塊隔板，將培養(yǎng)池分隔成兩個循環(huán)回路。

所述收集池通過隔板分隔成集水池、集藻池兩部分。

所述出水管一端與沉降池上部連通，另一端安裝有閥門并置于集水池上方。

所述出藻管一端與沉降池上部連通，另一端安裝有閥門并置于集藻池上方。

一種水上開放式微藻培養(yǎng)方法，包括以下步驟：

步驟一：關閉所有閥門和隔板，將所述浮島放入水中，打開所有閥門和隔板，水體經(jīng)進水管進入處理池，之后灌入培養(yǎng)池，流經(jīng)沉降池后排入集水池；

步驟二：待處理池與培養(yǎng)池灌滿水體后，關閉進水管閥門和出水管、出藻管處閥門，抽出集水池水體，調節(jié)浮筒及配重，使浮島處于平衡狀態(tài)；

步驟三：在處理池中添加相應培養(yǎng)基，根據(jù)微藻培養(yǎng)水體滯留時間，調節(jié)出水管和出藻管，打開進水管處閥門，形成水體循環(huán)回路；

步驟四：水體經(jīng)由進水管，流入處理池，添加培養(yǎng)基后，流入培養(yǎng)池，經(jīng)過一段時間培養(yǎng)使微藻達到一定濃度后，流經(jīng)沉降池，靜止一段時間，密度略大的微藻由出藻管流入集藻池，凈化后的水體由出水管流入集水池。