一种改进型跑道池结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种改进型跑道池结构，其跑道池体配装搅拌轮桨，靠近搅拌轮桨的深池曝气区底部装设曝气阵列，曝气阵列包括固定框架，固定框架由纵横垂直交错的条框拼装而成，固定框架于条框的各交错位置分别装设曝气头，曝气头包括气泡石以及筛绢，曝气头配装输气管，输气管一端伸入于气泡石内部，输气管另一端连接CO2储罐。在微藻养殖过程中，CO2气体经由曝气头而注入培养液中，回流至深池曝气区的培养液溶解CO2气体，搅拌轮桨搅拌驱动培养液循环流动；补充的CO2气体能够满足微藻光合作用消耗，也可维持pH稳定。故而，本实用新型具有工程难度低、结构简单、材料成本低、运行便利、CO2利用效率高、提高微藻产量并降低成本的优点。
【专利说明】一种改进型跑道池结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微藻养殖【技术领域】，尤其涉及一种改进型跑道池结构。
【背景技术】
[0002]微藻养殖的方法以开放池(open pond)培养为主，最常见的形式是跑道池(raceway pond)和圆池(Circle pond);其中，跑道池是我国应用最普遍的养殖设施,我国目前已有约15000亩的跑道池面积，大部分用于螺旋藻养殖，小部分为小球藻养殖。跑道池形如两端半圆的长方形，工作深度一般在15?35cm,以轮衆搅拌驱动池中的藻液以10?25cm/s的流速流动，纵轴设置隔离，使之形成循环，单个池的面积多为数百至上千平方米，多个池可串/并联一起，总面积达到数千乃至上万平方米。
[0003]微藻生长需要阳光、水、二氧化碳和肥料，其中，CO2是藻类进行光合作用的底物，目前跑道池方式养殖微藻多采用轮桨搅拌的方式从空气中获得CO2，在这种养殖条件下，微藻培养液多为贫碳环境；因此，添加CO2能显著促进藻类的生长，将煤炭、天然气、生物质等碳基燃料燃烧产生的CO2用于小球藻或其他藻类的养殖，能够显著提高藻类生长速度并提高单位产量，相应的能够降低生产成本。生产实践证明，在补充足额CO2的情况下，一个生长周期内，微藻的最终生物量要比不补充CO2高50%以上，甚至可以增加I倍以上。
[0004]气态的二氧化碳必须溶解入水中，才能被微藻吸收和利用；C02在水中的溶解速度与气泡大小，水/气温度，气泡在水中的保留时间，水流速度，水的盐度/pH等因素都有关系。当单个气泡的大小确定的时候，瞬时的单位时间的吸收率(Kg)就可以被确定。当单个气泡的稳定大小为直径0.3?0.5cm左右时，CO2的瞬时吸收率大约是0.125每秒，即气泡从未饱和的液体中通过时，气泡中的残留的CO2每秒有12.5%被溶解(秒衰率:12.5%)，在上述条件下，水流速为20 cm/s时，如纯CO2气体溶解率需要达到95%，池深要求达到1.5m。而目前通行的微藻跑道池养殖中，工作水深一般不超过35cm，流速为25cm/s左右，此条件下，二氧化碳溶解的效果极差，仅有不超过1/5的CO2被溶解。
[0005]另一种方法是缩小水中CO2气泡的直径，以增加比表面积并借此增加溶解的速度。目前通常使用的方法是增大充气气压并使用细孔的气泡石(如陶瓷气泡石)，此方法需高压气体输送设备，投资大、运行能耗高，而细孔气泡石容易堵塞，需要频繁更换。
[0006]目前利用跑道池生产微藻，已有多种补充CO2的方法，如采收回液集中补碳、在池中利用倒扣气棚补碳等等，但效果均不尽如人意，或者补充量难以满足微藻生长的需求，增产效果不明显(多数为15%?30%)，或者CO2逃逸较多，仅有不足20%的CO2被微藻吸收利用。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种改进型跑道池结构，该改进型跑道池结构具有工程难度低、结构简单、材料成本低、运行便利优点，其可达到提高CO2利用率、提高产量、降低成本的效果。[0008]为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。
[0009]一种改进型跑道池结构，包括有跑道池体，跑道池体配装有用于搅拌培养液的搅拌轮桨，跑道池体于靠近搅拌轮桨的位置设置有深池曝气区；跑道池体于深池曝气区的底部装设有曝气阵列，曝气阵列包括有固定于深池曝气区底部的固定框架，固定框架由纵横垂直交错的条框拼装而成，固定框架于条框的各交错位置分别装设有曝气头，曝气头包括有呈颗粒状的气泡石以及用于包裹气泡石的筛絹，曝气头配装有输气管，输气管的一端部穿过筛絹并伸入于气泡石内部，输气管的另一端部与CO2储罐连接。
[0010]其中，所述筛絹的内侧装设有海绵层，海绵层包裹于所述发泡石的外围，筛絹包裹于海绵层的外围。
[0011]其中，所述海绵层的密度为20-25kg/m3，且海绵层的厚度为3_5mm。
[0012]其中，所述筛絹孔径为200-500目。
[0013]其中，所述筛絹孔径为500目
[0014]其中，所述条框为金属条框、有机材料条框、竹条框或者木条框。
[0015]其中，所述气泡石为高温烧结气泡石。
[0016]其中，所述曝气头于所述固定框架的分布密度为每平方米4-16个。
[0017]其中，所述深池曝气区的占地面积为整个所述跑道池体面积的0.5% -1.5%。
[0018]其中，所述CO2储罐的出气口配装有调节气阀，所述输气管与调节气阀的出气口连接。
[0019]本实用新型的有益效果为:本实用新型所述的一种改进型跑道池结构，其跑道池体配装搅拌轮桨，靠近搅拌轮桨的深池曝气区底部装设曝气阵列，曝气阵列包括固定框架，固定框架由纵横垂直交错的条框拼装而成，固定框架于条框的各交错位置分别装设曝气头，曝气头包括呈颗粒状的气泡石以及用于包裹气泡石的筛絹，曝气头配装有输气管，输气管的一端部穿过筛絹并伸入于气泡石内部，输气管的另一端部与CO2储罐连接。工作时，CO2储罐内部的CO2气体经输气管而输入至固定框架上的各曝气头，曝气头内部的气泡石能够将CO2气体分割呈细小的气泡，以提高培养液溶解CO2气体的速度；在微藻养殖过程中，CO2气体经由曝气头而注入培养液中，回流至深池曝气区的培养液溶解CO2气体，在搅拌轮桨的搅拌驱动作用下，培养液实现循环流动；补充的CO2气体能够满足微藻光合作用的消耗，也可维持培养液pH值稳定。综合上述情况可知，本实用新型具有工程难度低、结构简单、材料成本低、运行便利、CO2利用高、提高微藻产量并降低成本的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面利用附图来对本实用新型进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。
[0021]图1为本实用新型应用于单个跑道池中的结构示意图。
[0022]图2为本实用新型应用于并联跑道池中的结构示意图。
[0023]图3为本实用新型的纵向剖面结构示意图。
[0024]图4为本实用新型的曝气头的结构示意图。
[0025]图5为本实用新型的曝气阵列的结构示意图。
[0026]在图1至图5中包括有:[0027]I—搅拌轮桨2—深池曝气区
[0028]3——曝气阵列4——固定框架
[0029]41——条框5——曝气头
[0030]51——气泡石52——筛絹
[0031]53——海绵层6——输气管。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体的实施方式来对本实用新型进行说明。
[0033]如图1至图5所示，一种改进型跑道池结构，包括有跑道池体，跑道池体配装有用于搅拌培养液的搅拌轮桨1，跑道池体于靠近搅拌轮桨I的位置设置有深池曝气区2 ;跑道池体于深池曝气区2的底部装设有曝气阵列3，曝气阵列3包括有固定于深池曝气区2底部的固定框架4，固定框架4由纵横垂直交错的条框41拼装而成，固定框架4于条框41的各交错位置分别装设有曝气头5，曝气头5包括有呈颗粒状的气泡石51以及用于包裹气泡石51的筛絹52，曝气头5配装有输气管6，输气管6的一端部穿过筛絹52并伸入于气泡石51内部，输气管6的另一端部 与CO2储罐(图中未示出)连接。其中，图1为单个跑道池体的结构示意图，图2为两个串联于一起的跑道池体的结构示意图，即本实用新型可以应用于单个跑道池体，也可以应用于由两个或者两个以上跑道池体而串联而成的跑道池体组。
[0034]需进一步指出，深池曝气区2的位置可以位于跑道池体的任何一个位置，优选位置为搅拌轮桨I的附近，包含了搅拌轮桨I的前端(以培养液流动方向为前端)、后端和下方等区域位置，此处培养液流动速度相对较快；更优选的，考虑到工程便利性和多池并联情况下的事实，位置选择为搅拌轮桨I的后端。
[0035]进一步的，筛絹52的内侧装设有海绵层53，海绵层53包裹于发泡石的外围，筛絹52包裹于海绵层53的外围；其中，海绵层53的密度为20-25kg/m3，且海绵层53的厚度为3-5_。需进一步解释，上述海绵层53的密度以及厚度参数并不构成对本实用新型进行限制。
[0036]其中，筛絹52孔径为200-500目，可优选500目。
[0037]更进一步的，为便于对CO2气体量进行准确调节控制，本实用新型的CO2储罐的出气口配装有调节气阀(图中未示出)，输气管6与调节气阀的出气口连接。
[0038]需进一步解释，本实用新型条框41可以采用金属、有机材料、木材或者竹子制备而成，即条框41为金属条框、有机材料条框、竹条框或者木条框。当然，上述条框41取材并不构成对本实用新型的限制，即本实用新型的条框41还可以采用其他材料制备而成。
[0039]另外，本实用新型的气泡石51可以为高温烧结气泡石；当然，本实用新型的气泡石51还可以为常规的水族充气用气泡石。
[0040]需进一步指出，曝气头5于固定框架4的分布密度为每平方米4-16个，可优选9个；深池曝气区2的占地面积为整个跑道池体面积的0.5% -1.5%。
[0041]当然，上述曝气头5的分布密度和深池曝气区2的面积数据并不构成对本实用新型的限制，即本实用新型的曝气头5可采用少于4个或者大于16个的分布密度，深池曝气区2的占地面积比整个跑道池面积的0.5%小或比1.5%大。
[0042]在本实用新型工作过程中，CO2储罐内部的CO2气体经输气管6而输入至固定框架4上的各曝气头5，其中，曝气头5内部的气泡石51能够将CO2气体分割呈细小的气泡，曝气头5的筛絹52用于固定包裹颗粒状的气泡石51 ;通过上述曝气头5结构设计，本实用新型能够有效地提高培养液溶解CO2的速率。
[0043]在微藻养殖过程中，CO2气体经由曝气头5而注入培养液中，回流至深池曝气区2的培养液溶解CO2气体，在搅拌轮桨I的搅拌驱动作用下，培养液实现循环流动。其中，补充的CO2气体一方面能够满足微藻光合作用的消耗；另一方面，适量的CO2气体补充可解决因微藻生长而产生的培养液PH升高的问题，保持培养液维持在适宜的pH，进而更加有利于微藻生长。
[0044]综合上述情况可知，本实用新型具有以下优点，具体为:
[0045]1、工程难度小:现有的旧式跑道池亦可通过简单改造而实现；
[0046]2、原材料简单，成本低，容易购置和自行安装，耐久度高；
[0047]3、补充CO2气体效果好:工作人员可根据池内培养液和外界天气情况，通过调节阀门控制气体开关和气量大小，以满足微藻生长对CO2气体的变化性需求；
[0048]4、CO2气体利用效率高，节约了大量的CO2气体量和CO2气体输送所需的能耗。
[0049]以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种改进型跑道池结构，其特征在于:包括有跑道池体，跑道池体配装有用于搅拌培养液的搅拌轮桨(1)，跑道池体于靠近搅拌轮桨(I)的位置设置有深池曝气区(2);跑道池体于深池曝气区(2)的底部装设有曝气阵列(3)，曝气阵列(3)包括有固定于深池曝气区(2)底部的固定框架(4)，固定框架(4)由纵横垂直交错的条框(41)拼装而成，固定框架(4)于条框(41)的各交错位置分别装设有曝气头(5)，曝气头(5)包括有呈颗粒状的气泡石(51)以及用于包裹气泡石(51)的筛絹(52)，曝气头(5)配装有输气管(6)，输气管(6)的一端部穿过筛絹(52)并伸入于气泡石(51)内部，输气管(6)的另一端部与CO2储罐连接。
2.根据权利要求1所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述筛絹(52)的内侧装设有海绵层(53)，海绵层(53)包裹于所述发泡石的外围，筛絹(52)包裹于海绵层(53)的外围。
3.根据权利要求2所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述海绵层(53)的密度为20-25kg/m3，且海绵层(53)的厚度为3_5mm。
4.根据权利要求1所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述筛絹(52)孔径为200-500 目。
5.根据权利要求4所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述筛絹(52)孔径为500 目。
6.根据权利要求1所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述条框(41)为金属条框、有机材料条框、竹条框或者木条框。
7.根据权利要求1所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述气泡石(51)为高温烧结气泡石。
8.根据权利要求1所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述曝气头(5)于所述固定框架(4)的分布密度为每平方米4-16个。
9.根据权利要求1所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述深池曝气区(2)的占地面积为整个所述跑道池体面积的0.5% -1.5%。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种改进型跑道池结构，其特征在于:所述CO2储罐的出气口配装有调节气阀，所述输气管(6)与调节气阀的出气口连接。
【文档编号】C12M1/04GK203546007SQ201320705952
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】俞建中 申请人:东莞市绿安奇生物工程有限公司