[實用新型]一種氨替硝促進(jìn)碳源吸收的跑道池光生物反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202023008491.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN214193258U
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫中亮;梁信志
• 申請（專利權(quán)）人: 信陽碧園生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00;C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 李偉

本實用新型公開了一種氨替硝促進(jìn)碳源吸收的跑道池光生物反應(yīng)器，包括跑道池本體，設(shè)置在跑道池本體內(nèi)的隔離墻，pH傳感器、用于推動藻液沿跑道池本體環(huán)形流動的攪拌槳，用于調(diào)節(jié)藻液pH值的補碳裝置，以及用于補加氨水的氨水補加裝置；所述隔離墻將跑道池本體隔離為環(huán)形通道；所述pH傳感器位于所述補碳裝置和所述氨水補加裝置之間；所述氨水補加裝置位于所述補碳裝置的上游。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微藻培養(yǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種氨替硝促進(jìn)碳源吸收的跑道池光生物反應(yīng)器。

背景技術(shù)

微藻是一類光合自養(yǎng)微生物，可以通過固定CO₂生產(chǎn)多種化學(xué)品。有的可以產(chǎn)脂肪烴，如葡萄藻產(chǎn)烴量可達(dá)細(xì)胞干重的15%~75%，有的可以積累糖原，有的可以積累甘油，許多微藻的油脂可達(dá)干重的60%以上。又因其生長速率快、能夠利用廢水廢氣進(jìn)行培養(yǎng)等優(yōu)勢，在世界范圍內(nèi)受到了越來越多的關(guān)注。

目前，微藻的培養(yǎng)方法主要分為開放式跑道池培養(yǎng)和封閉式光生物反應(yīng)器培養(yǎng)。二者均多以鼓泡的方式向培養(yǎng)液中通入含二氧化碳的氣體作為碳源，但是該方法存在的問題是二氧化碳吸收率低，由此導(dǎo)致二氧化碳的利用率低、碳源成本高。此外，微藻培養(yǎng)過程中還需要大量的氮源，傳統(tǒng)的氮源為硝酸鹽，如硝酸鈉等，然而微藻吸收代謝硝酸根之后，鈉離子增加了培養(yǎng)液的鹽度，對培養(yǎng)基的循環(huán)利用產(chǎn)生不利影響。因此，要滿足微藻的快速生長需求，同時降低培養(yǎng)成本，一方面需要提高二氧化碳的利用率，另一方面需要替代氮源。

專利CN200510126465.2、CN201210138598.1和專利CN201210138845.8從延長氣液接觸時間和增加氣液接觸面積的角度出發(fā)，實用新型了在開放池中補充CO₂的阱式補碳技術(shù)和水平浸沒式補碳技術(shù)，該技術(shù)強化了傳質(zhì)過程，大幅度提高了CO₂的吸收率。但是上述專利通過在攪拌槳前或攪拌槳后設(shè)置補碳阱的方式改變了跑道池中培養(yǎng)液的流向，液體在流進(jìn)阱內(nèi)再流出的過程中大大增加了驅(qū)動的能耗。此外，水平浸沒罩式補碳技術(shù)中與氣體交換的培養(yǎng)液有限，未完全吸收的二氧化碳?xì)馀輹鄯e在罩子內(nèi)壁上，當(dāng)液體流速增加時，還會再次逸出至空氣中。實用新型人仔細(xì)研究了培養(yǎng)液中碳源和氮源的消耗規(guī)律，發(fā)現(xiàn)將氨水替代硝態(tài)氮源可以起到固定二氧化碳同時降低水資源循環(huán)處理的成本，且不對微藻細(xì)胞產(chǎn)生毒害。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種氨替硝促進(jìn)碳源吸收的跑道池光生物反應(yīng)器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中二氧化碳的利用率低且反應(yīng)器水循環(huán)處理成本較高的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：一種氨替硝促進(jìn)碳源吸收的跑道池光生物反應(yīng)器，包括跑道池本體，設(shè)置在跑道池本體內(nèi)的隔離墻，pH傳感器、攪拌槳，用于調(diào)節(jié)藻液pH值的補碳裝置，以及用于補加氨水的氨水補加裝置；所述攪拌槳安裝在跑道池本體內(nèi)，用于推動藻液沿跑道池本體環(huán)形流動；所述隔離墻將跑道池本體隔離為環(huán)形通道；所述pH傳感器位于所述補碳裝置和所述氨水補加裝置之間；所述氨水補加裝置位于所述補碳裝置的上游。

進(jìn)一步地，所述氨水補加裝置包括氨水存儲罐、輸送泵、以及設(shè)置在跑道池本體內(nèi)的輸送總管；所述氨水存儲罐和輸送泵均設(shè)置在跑道池本體外；所述輸送泵的進(jìn)口與所述氨水存儲罐通過管路連通，其出口與所述輸送總管連通；所述輸送總管浸沒于藻液內(nèi)，且該輸送總管上設(shè)置有若干個噴頭。

進(jìn)一步地，所述噴頭朝向所述補碳裝置設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述補碳裝置為阱式補碳裝置或者水平浸沒式補碳裝置。

本實用新型的有益效果：1、采用本實用新型的反應(yīng)器，設(shè)置氨水補加裝置，利用氨水替代硝酸鹽作為培養(yǎng)基中的氮源培養(yǎng)微藻，能夠在降低補碳阱的深度的同時提高碳源利用率，且能有效地降低攪拌槳驅(qū)動藻液循環(huán)流動的能耗。

2、采用本實用新型的反應(yīng)器進(jìn)行微藻培養(yǎng)，能夠降低培養(yǎng)液的鹽度，增加培養(yǎng)液循環(huán)使用的次數(shù)，節(jié)省水處理的費用。