[實(shí)用新型]U型跑道池光生物反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520474501.3
• 申請(qǐng)日: 2015-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204918572U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫予罕;毛志強(qiáng);林鐘銓;趙陸海波;汪靚;唐志勇;趙權(quán)宇;范衛(wèi)堯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院;上海晉岳生物技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12M1/04
• 分類(lèi)號(hào): C12M1/04;C12M1/00
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微藻養(yǎng)殖工程領(lǐng)域，特別是涉及一種用于微藻養(yǎng)殖的U型跑道池光生物反應(yīng)器。

背景技術(shù)

微藻是一種光自養(yǎng)生物，能夠吸收二氧化碳、利用無(wú)機(jī)鹽合成蛋白質(zhì)、脂肪酸等有機(jī)物，在生物制藥、營(yíng)養(yǎng)品、保健品、生物肥料、天然食品加工、生物餌料、污水處理和能源生產(chǎn)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。微藻的光合作用效率極高，能在短時(shí)間內(nèi)大量生產(chǎn)生物質(zhì)，隨著全球石化能源的日益枯竭和環(huán)境的惡化，微藻作為一種潛在的生物質(zhì)能源生產(chǎn)者受到廣泛關(guān)注。

為了提高微藻的培養(yǎng)密度，人們?cè)O(shè)計(jì)了許多光生物反應(yīng)器，按照藻液與外界環(huán)境的關(guān)系，光生物反應(yīng)器可分為開(kāi)放式和封閉式兩種類(lèi)型。

封閉式光生物反應(yīng)器整體使用了透光良好的材料制造而成，采用自然光或者人造光照明，光線能夠有效進(jìn)入藻液中，以增加光照表面積體積比的方式提高微藻的光能利用效率，具有培養(yǎng)密度高、生產(chǎn)條件可控等優(yōu)點(diǎn)。但封閉式光生物反應(yīng)器中，隨著微藻細(xì)胞的生長(zhǎng)，微藻會(huì)在流體速度較小的反應(yīng)器壁面上形成生物膜或微藻附壁生長(zhǎng)。微藻附壁極大地衰減了入射的光強(qiáng)，導(dǎo)致光生物反應(yīng)器效率降低，因此需要定期清理，增加了維護(hù)的成本和復(fù)雜性。此外，現(xiàn)有的封閉式光生物反應(yīng)器或多或少易造成溶氧蓄積、流動(dòng)死角、設(shè)備造價(jià)昂貴等各種問(wèn)題，無(wú)法較好地實(shí)現(xiàn)微藻低成本、規(guī)模化培養(yǎng)。

開(kāi)放式光生物反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、容易擴(kuò)大規(guī)模和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，直接利用太陽(yáng)進(jìn)行生產(chǎn)。特別是開(kāi)放式跑道池光生物反應(yīng)器，已經(jīng)被普遍用來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)微藻生物質(zhì)。目前跑道池反應(yīng)器大多使用機(jī)械葉輪進(jìn)行攪拌，湍流混合影響的范圍也僅限于靠近葉輪的流域，其它區(qū)域大多是層流，藻液易上下分層，并且存在死區(qū)的比例過(guò)大等問(wèn)題。雖然池底曝氣改善了混合的均勻性，但只有在曝氣點(diǎn)的分布密度較大時(shí)才能保證良好的混合。另外，開(kāi)放式光生物反應(yīng)器由于體積較大，并且一般都屬于固定裝置，一旦安裝完畢無(wú)法輕易拆卸移動(dòng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種U型跑道池光生物反應(yīng)器，它能耗低，培養(yǎng)密度和生產(chǎn)率高，可用于微藻規(guī)模培養(yǎng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的U型跑道池光生物反應(yīng)器，包括有：用于養(yǎng)殖微藻的U形跑道池、用于向所述跑道池供氣的供氣系統(tǒng)、用于推動(dòng)所述跑道池中的藻液在跑道池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的變速推流系統(tǒng)和用于收集微藻的微藻收獲系統(tǒng)。

所述跑道池底面為圓弧面，圓弧的圓心角為20～180°；跑道池側(cè)壁為兩個(gè)平面，這兩個(gè)平面分別與圓弧相接，并與圓弧所在的圓相切；所述跑道池側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有藻液出口。必要時(shí)，可在所述跑道池的上表面密封覆蓋透明蓋板或透明塑料膜。

所述供氣系統(tǒng)包括曝氣管和氣泵，所述曝氣管架設(shè)在所述跑道池底部的中間位置，曝氣管上均勻分布有曝氣孔，所述氣泵與曝氣管連接。

所述變速推流系統(tǒng)包括推流泵，所述推流泵架設(shè)在跑道池中。

所述微藻收獲系統(tǒng)包括有微藻沉降槽和微藻收集槽，所述微藻沉降槽呈U形，底面為圓弧面，該微藻沉降槽與跑道池的側(cè)壁連接；所述微藻收集槽連接在所述微藻沉降槽的后面。

所述U型跑道池光生物反應(yīng)器還可以包括有用于支撐及固定跑道池的支架。較佳的，所述支架能夠拆卸。

與現(xiàn)有的光生物反應(yīng)器相比，本實(shí)用新型的可移動(dòng)式U型跑道池光生物反應(yīng)器，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1.本實(shí)用新型的跑道池底面為U形結(jié)構(gòu)，曝氣時(shí)，液體流動(dòng)帶動(dòng)藻液流動(dòng)，可以使藻液混合均勻，提高微藻的光利用效率；

2.本實(shí)用新型采用U形跑道池外加供氣系統(tǒng)、變速推流系統(tǒng)、微藻收獲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠以較低的能耗有效解決微藻附壁現(xiàn)象及藻液分層問(wèn)題；

3.必要時(shí)(例如下雨的情況下)，可以用透明蓋板或塑料薄膜覆蓋本實(shí)用新型的跑道池，形成相對(duì)封閉的環(huán)境，以有效減少外來(lái)的污染；

4.可以采用可拆卸式支架支撐固定跑道池，因此拆卸及移動(dòng)方便，可用于土壤改良、活體微藻化肥生產(chǎn)等需要大量活體微藻生物質(zhì)的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)即產(chǎn)即用，減少運(yùn)輸和保存藻液的成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的可移動(dòng)式U型跑道池光生物反應(yīng)器的俯視圖；

圖2是本實(shí)用新型的可移動(dòng)式U型跑道池光生物反應(yīng)器的側(cè)視圖。

圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

1：跑道池

2：曝氣管

3：推流泵

4：氣泵

5：微藻沉降槽

6：微藻收集槽

7：支架

具體實(shí)施方式

為對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖，詳述如下：