）中，而上清液经沉降槽 2的上部溢流出口 3导出，进入中和罐III，并向其中通入富CO2的空气（12%，体积比），使 得PH恢复到8. 0~8. 5后，然后返回培养系统循环使用，继续培养微藻；
[0136] 其中，沉降槽2的体积为68L，主要结构参数如下：高980mm，直径（内径）300mm(高 径比为3. 3)，进水导管内径为30mm。
[0137] 3)采用的表面活性剂、助剂及流加比例按实施例4中的方案A进行，环流泡沫塔中 体系pH为10. 1~10. 6,环流泡沫塔中的水力停留时间为lh。通过环流泡沫塔V底部的气 体分布器7将空气鼓入其中，空塔气速为0. 3cm/s，根据实施例1中的气升式环流的原理，得 到高浓缩藻液。分离微藻后清液从环流段清液出口 10流出进入脱泡罐VII。在脱泡罐中通 入空气，清液中少量表面活性剂可通过产生的气泡被进一步带到泡沫中，将泡沫直接返回 环流泡沫塔的泡沫槽，而脱泡后的脱泡液返回沉降槽2 (与调节pH后新鲜藻液混合）。
[0138] 在上述整个操作中，保持环流泡沫塔中体系的pH为10~11，保证环流泡沫塔内静 液位高度位于导流筒6上方10~50cm。
[0139] 收集泡沫，于泡沫收集罐中得到高浓缩的藻液。连续运行过程的物料平衡数据如 表10所示，分离效果如表11所示。最终得到浓藻液中，藻细胞干重含量达到35g/L。
[0140] 表10、弱碱性絮凝-环流泡沫分离两级连续运行中的物料平衡数据
[0141]
[0142] 注：*流量为泡沫中所含液体的流量。
[0143] 表11、弱碱性絮凝-泡沫分离的分离效果
【主权项】
1. 一种微藻采收的方法，包括如下步骤： 1) 对藻液进行pH调节，得到调节pH后的藻液； 2) 将步骤1)中的调节pH后的藻液于沉降池中进行絮凝沉降，得到絮凝藻液和上清 液； 3) 向装有步骤2)中的絮凝藻液、表面活性剂和分离助剂的泡沫分离塔中通入空气，使 微藻富集于泡沫中，收集泡沫，即采收得到微藻。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述pH调节是通过如下方法进行：向所述 藻液中加入pH调节剂，调节所述藻液的pH至10~10. 5，其中，所述pH调节剂具体可为 NaOH水溶液、KOH水溶液或順3水溶液； 和/或，所述藻液中的微藻为球藻或拟球藻，所述球藻具体可为海生小球藻或紫球藻； 所述拟球藻具体可为微拟球藻。3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)和步骤3)为连续操作或间隙 操作： 所述步骤2)和步骤3)为连续操作时： 步骤2)中，所述絮凝沉降的水力停留时间为0. 5~2h; 步骤3)中，所述表面活性剂选自SDS和物质A的混合物，其中，SDS和物质A的质量比 为1: 0? 5~2,物质A选自Tween20和/或Tween80 ; 所述分离助剂为FeCl3; 所述絮凝藻液、所述表面活性剂和所述分离助剂的比例如下：1m3所述絮凝藻液中加入 20~250g所述表面活性剂和30~120g所述分离助剂； 所述絮凝藻液在所述泡沫分离塔中的水力停留时间为〇. 3~2h; 或，所述步骤2)和步骤3)为间歇操作时： 所述表面活性剂和分离助剂一次性加入到泡沫分离塔时： 步骤2)中，所述絮凝沉降的沉降时间为0. 5~4h。 步骤3)中，所述表面活性剂选自SDS和物质A的混合物，其中，SDS和物质A的质量比 为1: 0? 5~2,物质A选自Tween20和/或Tween80 ; 所述分离助剂为FeCl3; 所述絮凝藻液、表面活性剂和分离助剂的比例如下：1m3所述絮凝藻液中加入60~ 240g所述表面活性剂和60~120g所述分离助剂； 所述絮凝藻液在所述泡沫分离塔中的泡沫分离时间为〇. 5~4h; 所述表面活性剂和分离助剂匀速流加到泡沫分离塔时： 步骤2)中，所述絮凝沉降的沉降时间为0. 5~4h。 步骤3)中，所述表面活性剂选自SDS和物质A的混合物，其中，SDS和物质A的质量比 为1: 0? 5~2,物质A选自Tween20和/或Tween80 ; 所述分离助剂为FeCl3; 所述絮凝藻液、表面活性剂和分离助剂的比例如下：1m3所述絮凝藻液中加入20~ 250g所述表面活性剂和30~120g所述分离助剂； 所述絮凝藻液在所述泡沫分离塔中的泡沫分离时间为〇. 5~2h; 所述泡沫分离塔为环流泡沫分离塔。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤2)和步骤3)为连续操作或间隙操作： 所述步骤2)和步骤3)为连续操作时： 所述絮凝藻液、所述表面活性剂和所述分离助剂的比例如下：1m3所述絮凝藻液中加入 30 ~120gSDS、20 ~60gTween20 和 40 ~80gFeCl3; 或，所述步骤2)和步骤3)为间歇操作时： 所述表面活性剂和分离助剂一次性加入到泡沫分离塔时： 所述絮凝藻液、所述表面活性剂和所述分离助剂的比例如下：1m3所述絮凝藻液中加入 40 ~160gSDS、30 ~90gTween20 和 60 ~90gFeCl3; 所述表面活性剂和分离助剂匀速流加到泡沫分离塔时： 所述絮凝藻液、所述表面活性剂和所述分离助剂的比例如下：1m3所述絮凝藻液中加入 30 ~120gSDS、20 ~60gTween20 和 40 ~80gFeCl305. 如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述泡沫分离塔中体系的pH为 10~11，空塔气速为0? 06~0? 3cm/s; 所述泡沫分离塔中的静液位高于所述导流筒上端部10~50cm。6. 如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，还包括向所述上清 液中通入富含CO2的空气，使所述上清液的pH恢复至8. 0~8. 5,再将其返回培养系统循环 使用，其中，所述富含〇)2的空气中CO2的体积分数为0. 5% -12% ; 步骤3)中，还包括将所述泡沫分离塔中的清液导入到脱泡罐中，进行脱泡，得到脱泡 液和泡沫，再将脱泡液导入沉降池，泡沫导入到所述环流泡沫塔中的泡沫富集段。7. 权利要求1-6中任一项所述的方法的的微藻采收装置，包括沉降池（II)和环流泡沫 塔（V)，其中，所述沉降池（II)中的絮凝藻液出口（4)通过中间储罐（IV)与所述环流泡沫 塔（V)中的藻液入口⑶相连。8. 如权利要求7所述的微藻采收装置，其特征在于：所述沉降池（II)为竖流式沉降 池，由料液入口导管（1)、沉降槽（2)、溢流出口（3)和絮凝藻液出口（4)构成，其中，所述料 液入口导管（1)的上端部裸漏于所述沉降槽（2)的顶部外，剩余部分位于所述沉降槽（2) 的内部；所述溢流出口（3)位于所述沉降槽（2)的中上部或顶部；所述絮凝藻液出口（4)位 于所述沉降槽2的底部； 所述环流泡沫塔（V)由环流段和泡沫富集段构成，其中，所述环流段由塔体（5)、导流 筒（6)和气体分布器（7)构成，所述泡沫富集段由泡沫槽（11)，泡沫溢流堰（12)和泡沫出 口（13)构成；所述导流筒（6)位于所述塔体（5)的内部，与所述塔体（5)的内塔壁形成环 隙；所述气体分布器（7)位于所述塔体（5)的内底部和所述导流筒（6)的内部的下部或底 部；所述所述塔体（5)的中下部或底部开有藻液入口（8)，所述藻液入口（8)位于所述导流 筒（6)的底部和气体分布器（7)的上方；所述塔体（5)的中下部或底部开有助剂入口（9)， 所述助剂入口（9)位于所述导流筒（6)与所述塔体（5)的内塔壁形成的环隙的下部；所述 塔体（5)的中上部开有清液出口（10)，所述清液出口（10)位于所述导流筒（6)与所述塔体 (5)的内塔壁形成的环隙的中上部。9. 如权利要求8所述的微藻采收装置，其特征在于：所述沉降槽（2)的高径比为3~ 5 ； 所述环流泡沫塔中的环流段的高径比为（5~9) : 1 ; 所述泡沫槽和所述环流泡沫塔中的环流段的高度比为（1~2) :3,直径比为（1~ 2. 8) :1 ； 所述环流泡沫塔中的泡沫溢流堰高度和所述泡沫槽高度之比为（1~2) :3 ; 所述泡沫分离塔中的静液位高于所述导流筒上端部10~50cm。10.如权利要求7-9中任一项所述的微藻采收装置，其特征在于：所述微藻采收装置包 括如下附属设备：絮凝PH调节池（I)、中和罐（III)、中间储罐（IV)、泡沫收集罐（VI)和脱 泡罐（VII)， 其中，所述絮凝PH调节池（I)和所述沉降池（II)中的料液入口导管（1)相连；所述中 和罐（III)和所述沉降池（II)中的溢流出口（3)相连；所述泡沫收集罐（VI)和所述环流 泡沫塔（V)中的泡沫出口（13)相连；所述脱泡罐的入口与所述环流泡沫塔中的清液出口相 连，所述脱泡罐的出口分别与所述沉降池中的料液入口导管和所述环流泡沫塔中的泡沫富 集段相连。
【专利摘要】本发明公开了一种弱碱性絮凝-泡沫分离采收微藻的方法及分离装置。所述方法包括如下步骤：1)对藻液进行pH调节；2)将调节pH后的藻液于沉降池中进行絮凝沉降，得到絮凝藻液和上清液；3)向装有絮凝藻液、表面活性剂和分离助剂的泡沫分离塔中通入空气，使微藻富集于泡沫中，收集泡沫，即采收得到微藻。所述分离装置包括沉降池和环流泡沫塔，其中，所述沉降池中的絮凝藻液出口通过所述中间储罐与所述环流泡沫塔中的藻液入口相连。环流泡沫塔由泡沫段和上升段组成，导流筒将环流段分成上升区和下降区，强化了气液固接触传质，使分离效率得到提高。本发明回收率和浓缩比高，可进行连续操作，分离时间短，适合大工业生产，产能高，成本较低，同时，实现了水的循环利用。
【IPC分类】C12N1/12, C12M1/00, C12M1/04
【公开号】CN105176826
【申请号】
【发明人】蒋国强, 于常军, 王桂伟, 张建涛
【申请人】清华大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月20日