U型跑道池光生物反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微藻养殖工程领域，特别是涉及一种用于微藻养殖的U型跑道池光生物反应器。
【背景技术】
[0002]微藻是一种光自养生物，能够吸收二氧化碳、利用无机盐合成蛋白质、脂肪酸等有机物，在生物制药、营养品、保健品、生物肥料、天然食品加工、生物饵料、污水处理和能源生产等方面具有广泛的应用前景。微藻的光合作用效率极高，能在短时间内大量生产生物质，随着全球石化能源的日益枯竭和环境的恶化，微藻作为一种潜在的生物质能源生产者受到广泛关注。
[0003]为了提高微藻的培养密度，人们设计了许多光生物反应器，按照藻液与外界环境的关系，光生物反应器可分为开放式和封闭式两种类型。
[0004]封闭式光生物反应器整体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，光线能够有效进入藻液中，以增加光照表面积体积比的方式提高微藻的光能利用效率，具有培养密度高、生产条件可控等优点。但封闭式光生物反应器中，随着微藻细胞的生长，微藻会在流体速度较小的反应器壁面上形成生物膜或微藻附壁生长。微藻附壁极大地衰减了入射的光强，导致光生物反应器效率降低，因此需要定期清理，增加了维护的成本和复杂性。此外，现有的封闭式光生物反应器或多或少易造成溶氧蓄积、流动死角、设备造价昂贵等各种问题，无法较好地实现微藻低成本、规模化培养。
[0005]开放式光生物反应器具有结构简单、维护方便、容易扩大规模和成本较低等优点，直接利用太阳进行生产。特别是开放式跑道池光生物反应器，已经被普遍用来大规模生产微藻生物质。目前跑道池反应器大多使用机械叶轮进行搅拌，湍流混合影响的范围也仅限于靠近叶轮的流域，其它区域大多是层流，藻液易上下分层，并且存在死区的比例过大等问题。虽然池底曝气改善了混合的均匀性，但只有在曝气点的分布密度较大时才能保证良好的混合。另外，开放式光生物反应器由于体积较大，并且一般都属于固定装置，一旦安装完毕无法轻易拆卸移动。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是提供一种U型跑道池光生物反应器，它能耗低，培养密度和生产率高，可用于微藻规模培养。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的U型跑道池光生物反应器，包括有:用于养殖微藻的U形跑道池、用于向所述跑道池供气的供气系统、用于推动所述跑道池中的藻液在跑道池内循环流动的变速推流系统和用于收集微藻的微藻收获系统。
[0008]所述跑道池底面为圆弧面，圆弧的圆心角为20?180° ;跑道池侧壁为两个平面，这两个平面分别与圆弧相接，并与圆弧所在的圆相切；所述跑道池侧壁上开设有藻液出口。必要时，可在所述跑道池的上表面密封覆盖透明盖板或透明塑料膜。
[0009]所述供气系统包括曝气管和气栗，所述曝气管架设在所述跑道池底部的中间位置，曝气管上均匀分布有曝气孔，所述气栗与曝气管连接。
[0010]所述变速推流系统包括推流栗，所述推流栗架设在跑道池中。
[0011]所述微藻收获系统包括有微藻沉降槽和微藻收集槽，所述微藻沉降槽呈U形，底面为圆弧面，该微藻沉降槽与跑道池的侧壁连接；所述微藻收集槽连接在所述微藻沉降槽的后面。
[0012]所述U型跑道池光生物反应器还可以包括有用于支撑及固定跑道池的支架。较佳的，所述支架能够拆卸。
[0013]与现有的光生物反应器相比，本实用新型的可移动式U型跑道池光生物反应器，具有以下优点和有益效果:
[0014]1.本实用新型的跑道池底面为U形结构，曝气时，液体流动带动藻液流动，可以使藻液混合均匀，提高微藻的光利用效率；
[0015]2.本实用新型采用U形跑道池外加供气系统、变速推流系统、微藻收获系统的设计，能够以较低的能耗有效解决微藻附壁现象及藻液分层问题；
[0016]3.必要时(例如下雨的情况下)，可以用透明盖板或塑料薄膜覆盖本实用新型的跑道池，形成相对封闭的环境，以有效减少外来的污染；
[0017]4.可以采用可拆卸式支架支撑固定跑道池，因此拆卸及移动方便，可用于土壤改良、活体微藻化肥生产等需要大量活体微藻生物质的作业，实现即产即用，减少运输和保存藻液的成本。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的可移动式U型跑道池光生物反应器的俯视图；
[0019]图2是本实用新型的可移动式U型跑道池光生物反应器的侧视图。
[0020]图中附图标记说明如下:
[0021]1:跑道池
[0022]2:曝气管
[0023]3:推流栗
[0024]4:气泵
[0025]5:微藻沉降槽
[0026]6:微藻收集槽
[0027]7:支架
【具体实施方式】
[0028]为对本实用新型的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图，详述如下:
[0029]如图1、2所示，本实施例的可移动式U型跑道池光生物反应器，包括有:跑道池1、曝气管2、推流栗3、气栗4、微藻沉降槽5、微藻收集槽6和支架7。
[0030]跑道池I呈U型，底面为圆弧面，圆弧面的圆心角为120°，跑道池侧壁为两个平面，这两个平面分别与圆弧相接，并与圆弧所在的圆相切。跑道池I的上表面密封覆盖有透明薄膜。
[0031]跑道池I底部的中间位置架设有曝气管2，用于向跑道池I内部均匀供气。曝气管2上均匀分布有直径2毫米的曝气孔(图上未画出)，曝气管2外接气栗4。
[0032]跑道池I中架设有2个推流栗3，用于带动跑道池I中的藻液在跑道池I内循环流动。
[0033]跑道池I的侧壁开设有藻液出口。该藻液出口外接微藻沉降槽5，该微藻沉降槽呈U形，底面为圆弧面。微藻沉降槽5后接微藻收集槽6。所述微藻沉降槽5用于接收从跑道池I排出的藻液，并待微藻沉降于微藻沉降槽5底部后，将微藻排入微藻收集槽6。所述微藻收集槽6用于收集微藻沉降槽5排出的微藻。
[0034]支架7采用镀锌方管制作，用于支撑及固定跑道池I。该支架7可拆卸，以方便光生物反应器的拆卸、组装、移动。
[0035]上述可移动式U型跑道池光生物反应器在用于微藻养殖时，从曝气管2出来的气泡在浮力作用下上升，带动周围的液体形成一股上升流，跑道池I中的藻液在这股上升流的作用下均匀混合，从而有效地防止了微藻在跑道池I表面上的附壁现象。同时，推流栗3带动跑道池I中的藻液整体在跑道池I内循环，这样就提高了微藻细胞的光能利用效率和培养密度。由于跑道池I上表面密封覆盖有透明薄膜，从而形成为密封式的跑道池光生物反应器，减少了水分的蒸发和空气中粉尘的污染。到微藻收获时，将藻液从跑道池I的藻液出口排入微藻沉降槽5，待微藻沉降后，再将沉降于微藻沉降槽5底部的微藻排入微藻收集槽6。
【主权项】
1.U型跑道池光生物反应器，其特征在于，包括有:用于养殖微藻的U形跑道池、用于向所述跑道池供气的供气系统、用于推动所述跑道池中的藻液在跑道池内循环流动的变速推流系统和用于收集微藻的微藻收获系统。2.根据权利要求1所述的U型跑道池光生物反应器，其特征在于，所述跑道池底面为圆弧面，圆弧的圆心角为20?180° ;跑道池侧壁为两个平面，这两个平面分别与圆弧相接，并与圆弧所在的圆相切；所述跑道池侧壁上开设有藻液出口。3.根据权利要求1或2所述的U型跑道池光生物反应器，其特征在于，所述跑道池的上表面密封覆盖有透明盖板或透明塑料膜。4.根据权利要求1所述的U型跑道池光生物反应器，其特征在于，所述供气系统包括曝气管和气栗，所述曝气管架设在所述跑道池底部的中间位置，曝气管上均匀分布有曝气孔，所述气栗与所述曝气管连接。5.根据权利要求1所述的U型跑道池光生物反应器，其特征在于，所述变速推流系统包括推流栗，所述推流栗架设在跑道池中。6.根据权利要求1所述的U型跑道池光生物反应器，其特征在于，所述微藻收获系统包括有微藻沉降槽和微藻收集槽，所述微藻沉降槽呈U形，底面为圆弧面，该微藻沉降槽与跑道池的侧壁连接；所述微藻收集槽连接在所述微藻沉降槽的后面。7.根据权利要求1所述的U型跑道池光生物反应器，其特征在于，还包括有用于支撑及固定跑道池的支架。8.根据权利要求7所述的U型跑道池光生物反应器，其特征在于，所述支架能够拆卸。
【专利摘要】本实用新型公开了一种U型跑道池光生物反应器，包括有：用于养殖微藻的U形跑道池、用于向所述跑道池供气的供气系统、用于推动所述跑道池中的藻液在跑道池内循环流动的变速推流系统和用于收集微藻的微藻收获系统。本实用新型通过采用U形跑道池外加供气系统、变速推流系统、微藻收获系统的设计，有效地解决了微藻附壁现象及藻液分层问题，提高了微藻的培养密度和生产率。
【IPC分类】C12M1/04, C12M1/00
【公开号】CN204918572
【申请号】CN201520474501
【发明人】孙予罕, 毛志强, 林钟铨, 赵陆海波, 汪靓, 唐志勇, 赵权宇, 范卫尧
【申请人】中国科学院上海高等研究院, 上海晋岳生物技术有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年6月30日