使用用于藻类培养的脉冲流循环的系统和方法_2

文档序号:9367496阅读:来源:国知局
所述冲洗罐时,新的循环开始。
[0015]在另一种情况下,用于在含有循环藻类培养物的通道中产生脉冲流的装置可以包括安放在所述通道中的一个或多个板。例如,所述通道可以是光生物反应器(PBR)管、塘通道或倾斜水道。对于这种情况来说,所述板具有第一板端部和第二板端部,其中所述第一板端部可枢转地安装在所述通道上。将起动器例如旋转致动器与所述板联接,用于选择性地将所述板在第一板位置与第二板位置之间围绕枢转轴来回旋转。在所述第一板位置中,所述板的第二端部位于所述藻类培养物上方,并且在所述第二板位置中,所述板的第二端部浸没在所述藻类培养物中。
[0016]使用上面描述的排列方式,可以通过首先将所述板从所述被淹没的第二位置旋转到所述第一位置而在所述通道中产生脉冲流。在所述第一位置中,所述板阻碍循环藻类培养物的流动,在所述板的相反侧面上的藻类培养物之间产生高度差。在预选的时间后,或者当获得预先选定的跨板高度差时,可以激活所述致动器,将所述板旋转回到所述第二位置(即所述被淹没的位置),以允许累积的藻类培养物基本上不受阻碍地沿着所述通道流动。这种释放在所述通道中产生脉冲流(即波)。为此目的,所述起动器可以包括定时器,用于按照预定时间表引发脉冲流和/或用于确保在脉冲产生序列期间所述板的第二端部位于所述藻类培养物上方预选的时间段。或者,所述起动器可以包括液位开关,用于选择性地在跨所述板建立起预选的高度差之后通过旋转所述板而释放累积的藻类培养物。在某些情形中,所述板可以小于所述通道的整个宽度,以在所述第一位置中时允许一部分所述流体流绕过所述板,由此在所述通道中维持规定的最小流动。所述周期性提高的流速的脉冲作用产生沿着所述通道的长度传播的波。所述波具有高点和低点,其总体来说为藻类培养物产生与使用非脉冲通道时可获得的相比高出最多40%的表面积。由于生产率是表面积的函数,因此所述增加的表面积提供了更高的培养物生产率。
[0017]在另一种情况下,用于在与集水坑流体连通的倾斜水道中产生脉冲流的装置,可以包括被形成为平板的闸门。对于这种情况来说,所述闸门具有第一端部和第二端部并定义了平面。所述闸门被插入到所述集水坑与所述倾斜水道之间并安装在所述集水坑-水道套件上,以允许所述闸门在所述定义的平面内来回移动。为了控制所述闸门的移动,将所述闸门联接到起动器,例如线性致动器。使用这种合作的结构相互作用,所述闸门可以选择性地在所述定义的平面内从第一位置移动到第二位置。在所述第一闸门位置,从所述集水坑到所述水道的流速为,在所述第二闸门位置,从所述集水坑到所述水道的流速为f2,并且f2>f10为了在所述导管中产生脉冲流,将所述闸门从所述第一位置移动到所述第二位置。对于这种情况来说,所述起动器可以包括定时器,用于引发板移动以按照预定时间表建立脉冲流。替代所述定时器或除了所述定时器之外,所述起动器可以包括液位开关,用于测量所述集水坑中藻类培养物的高度并用于在所述藻类培养物达到预定高度时引发板移动。
[0018]在这种情况的第一实施方式中,所述闸门可以作为所谓的“节制闸门”运转。对于这种实施方式来说,将所述集水坑在浸没在藻类培养物中的边缘处附连到所述水道。为了产生脉冲,所述闸门最初被安置成使所述第一闸门端部位于距所述被淹没的边缘距离Cl1处,允许藻类培养物在所述闸门后积累在所述集水坑中。当需要脉冲时,通过将所述闸门移动到所述第二闸门位置将它打开,在所述第二闸门位置中,所述第一闸门端部位于距所述被淹没的边缘距离(12处,并且Cl2M113注意,对于这种实施方式来说,在所述第一位置中所述闸门可以略微打开,即Cl1X),以允许所述藻类培养物循环,或者所述闸门可以被暂时关闭,即 Cl1= O0
[0019]在这种情况的另一种实施方式中,所述闸门可以作为所谓的“溢流闸门”运转。对于这种实施方式来说,移动所述闸门以将所述第二闸门端部安放在所述藻类培养物上方,允许藻类培养物在所述闸门后积累。当需要脉冲时,通过将所述闸门移动到所述第二闸门位置将它打开,在所述第二闸门位置中,所述闸门的第二端部浸没在所述藻类培养物中,并且藻类培养物在所述闸门的第二端部上方流动,以建立所述脉冲流。
[0020]在另一种情况下,用于在含有循环藻类培养物的通道中产生脉冲流的装置可以包括栗和起动器。对于这种情况来说,将所述栗联接到所述致动器,用于选择性地将所述通道中的流速从为使所述藻类培养物通过所述通道循环而建立的第一流速^提高到第二流速f2,其中Qf1,以在所述通道中产生脉冲流。例如,所述栗可以是可变速栗例如离心栗、螺旋栗或气升栗。在一种设置中,通过提高流速以使流速比(f2:fi)在约2:1至约10:1之间的范围内来增加流动以建立脉冲流。在这种情况的一种实施方式中,所述栗可以包括一个或多个提升斗,并且所述致动器可以包括机动轨道,用于将所述斗从对斗进行装填的通道装填位置移动到将斗排空的通道倾卸位置。对于这种情况来说,所述起动器可以包括用于按照预定时间表引发栗速变化的定时器和/或用于控制栗运行的液位开关。
[0021]附图简述
[0022]从附图并结合随附的描述,本发明的新特点以及本发明本身在其结构和运转两方面,将被最好地理解,其中相似的参考数字指称相似的部分,并且在所述附图中:
[0023]图1是当与光生物反应器(PBR)相结合使用时本发明的系统的布局示意图;
[0024]图2是当与具有循环装置的水道塘相结合使用时本发明的系统的布局示意图;
[0025]图3是当与不具有循环装置的倾斜塘相结合使用时本发明的系统的正视图;
[0026]图4是当与倾斜塘相结合使用时本发明的系统的一个横截面的详细情况;
[0027]图5是用于循环藻类培养物的通道和用于在通道中产生脉冲流的装置的顶视图;
[0028]图6是沿着图5中的直线6-6观察时通道的横截面图;
[0029]图6A是另一种实施方式的与图6中相同的横截面图,在所述实施方式中板可以非常快速地旋转,以压挤板与通道底面之间的藻类培养物来产生脉冲流;
[0030]图6B是另一种实施方式的与图6中相同的横截面图,在所述实施方式中板可以非常快速地旋转,以推动藻类培养物并产生脉冲流;
[0031]图7是与图6中相同的横截面图,示出了用于在与集水坑流体连通的倾斜水道中产生脉冲流的装置的另一种实施方式,所述装置具有“节制闸门”并被显示成闸门处于关闭位置中,以允许藻类培养物循环并积累在集水坑中;
[0032]图8是图7实施方式的横截面图,被显示成闸门处于打开位置中,以在倾斜水道中产生脉冲流;
[0033]图9是与图6中相同的横截面图,示出了用于在与集水坑流体连通的倾斜水道中产生脉冲流的装置的另一种实施方式,所述装置具有“溢流闸门”并被显示成闸门处于关闭位置中,以允许藻类培养物循环并积累在集水坑中;
[0034]图10是图9实施方式的横截面图,被显示成闸门处于打开位置中,以在倾斜水道中产生脉冲流;
[0035]图11是用于循环藻类培养物的通道和用于在通道中产生脉冲流的具有可变速栗的装置的顶视图;
[0036]图12是用于循环藻类培养物的通道和用于在通道中产生脉冲流的装置的顶视图,所述通道具有多个提升斗和用于将所述斗从通道装填位置移动到通道倾卸位置的机动轨道;
[0037]图13是另一种实施方式的与图6中相同的横截面图,在所述实施方式中板和触发器合作产生脉冲流,被显示成板被触发器保持在关闭位置中;
[0038]图14是图13中示出的实施方式的横截面图,被显示成板处于打开位置中;并且
[0039]图15是图13中示出的实施方式的横截面图,被显示成板在重力影响下已返回到关闭位置。
【具体实施方式】
[0040]首先参考图1,其示出了本发明所述系统,且其整体标示为10。在图1中,示出了与光生物反应器12联合使用时的系统10,所述反应器具有用于将藻类培养物导入到光生物反应器12中的入口 14和在需要时用于从光生物反应器12移除藻类培养物的出口 16。此夕卜,光生物反应器12被建造成具有多个流动通道18a_h,其中藻类培养物在流动通道18a处开始通过光生物反应器移动。如图所示,光生物反应器12的出口 16连接到转移管线20,循环栗22可以通过所述转移管线从光生物反应器12抽出一部分生长的藻类培养物。此外,循环栗22连接到导管24,所述导管包括换向
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