专利名称：藻类培养用水加热消毒系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加热消毒系统，具体涉及一种藻类培养用水加热消毒系统，适用 于生产上对包括单胞藻在内的藻类培养用水进行加热消毒，同时也可用于一般海洋生物培 养用水的加热消毒。
背景技术：
目前，在藻类的生产性培养环节中，以单胞藻为例基本上是在开放式光生物反应 器的培养，其中又以跑道池反应器最为流行，但跑道池反应器存在培养单胞藻的纯度不高、 培养单胞藻的密度和产量不够，甚至会因敌害生物和细菌的侵入而导致培养失败，这也是 现有的单胞藻生产性培养领域存在的主要问题和不足。杂藻的出现也使得培养单胞藻的纯 度大大降低，有时杂藻的生长甚至超过需要培养的单胞藻，使本来的培养目的没有达到。细 菌的侵入也使得单胞藻的生长受到了严重破坏，甚至会出现培养失败的情况。出现以上问题和不足的原因在于，在排除藻种本身不纯的问题后，培养用水的质 量直接影响了单胞藻培养的成败，因为海水中普遍含有杂藻、细菌、敌害生物和污染物质。 海水在进入培养系统之前，未得到有效的消毒和对杂藻、细菌、敌害生物和污染物质的有效 清除，从而导致单胞藻培养过程中出现培养失败的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种藻类培养用水加热消毒系统，以克服现有技术的不足。一种藻类培养用水加热消毒系统，其特征在于该系统包括接有海水输送管道的砂 滤装置，承接砂滤装置滤液的微滤装置和承接微滤装置滤液的储水槽，并有将储水槽内的 海水注入加热消毒罐的水泵，所述的加热消毒罐内含电热管，且带有将加热消毒后的海水 回送至换热器的热水输出管道；所述的换热器带有分别输入、输出冷却用水的冷水进入管 道与冷水排出管道，并经由输出管道将换热后的培养用的海水输出。为了节约水和用于加热的能源，并节省整个系统的占地空间，上述水泵将储水槽 内的海水经换热器后再注入加热消毒罐内，从而在冷却加热消毒后的海水供单胞藻培养的 同时，也使得海水在进入加热消毒罐前进行了预热。上述砂滤装置对海水进行第一步过滤，它包括上部通有海水输送管道的罐体，该 罐体上部有溢水管、下部有与海水输送管道相连接的反冲管，以及排出滤液的出水管，且罐 体内在出水管和反冲管的上方自下而上依次铺有80目的聚乙烯网目、碎石层、粗砂层、筛 板、细砂层，在细砂层上方的罐体内有布水器与海水输送管道相连。上述微滤装置对海水进行第二步过滤，它包括依次对海水进行微滤的两个微滤 器；所述的微滤器内设有溢流堰布水器，且该溢流堰布水器下方有微滤滤芯。上述储水槽包括与微滤装置相连接的带有浮球开关的浮球阀以防止槽内海水的 溢出，并且该储水槽带有液位传感器以便于观察槽内的水位情况。考虑到散热均勻以及保温效果，上述加热消毒罐是由两个相互扣合的半球壳组成的空腔球状结构体，半球壳外敷有保温层，且加热消毒罐的电加热管是耐腐蚀和导热性能 良好的钛合金材料制作。上述换热器对加热消毒后的高温海水进行降温，该换热器带有分别输入、输出冷 却用水的冷水进入管道与冷水排出管道，从而将高温海水降温成温度适宜的培养用海水。上述水泵可以采用体积小、功率大的磁力泵。考虑到微率效果，上述微滤装置中的两个微滤器的微滤滤芯先后为ΙΟμπι和 5 μ m,从而将海水层层过滤，有效地减少有害杂质和生物的存在。上述换热器可以是耐腐蚀的钛合金材料制作。本发明是根据藻类培养用水的要求专门设计的一套加热消毒系统，可应用于各种 海洋生物培养用水的加热消毒，尤其适合应用于单胞藻连续培养系统。本发明通过系统中 砂滤装置对海水的过滤和微滤装置的进一步净化，可去除海水中的大多数杂藻、细菌、敌害 生物和污染物。通过加热消毒罐将巴氏消毒技术引入本系统，在保留海水中对单胞藻生长 有益的营养物质的同时，也去除了海水中可能含有的细菌等有害生物。砂滤装置、微滤装置 和加热消毒罐在系统中的有效集成为成功培养单胞藻在水质方面提供了多层保障。换热器 在系统中的巧妙设置，可在冷却加热消毒后的海水供单胞藻培养的同时，也使得海水在进 入加热消毒罐前进行了预热，节约了水和用于加热的能源，也节省了系统的占地空间。本发明设计精密、结构紧湊、占地面积小，整个加热消毒流程可以实现自动化控 制，减少了人力的消耗，提高了加热消毒的效率。经该加热消毒系统处理后的海水能够完全 满足单胞藻培养对海水水质的要求，有效防范了海水中因杂藻、细菌、敌害生物和污染物的 存在对藻类培养所造成的风险。
图1是本发明的整体结构示意图。图2是本发明将海水先经换热器再注入加热消毒罐的示意图。图3是本发明的砂滤装置结构示意图。图4是本发明的微滤装置结构示意图。其中，1、海水输送管道，2、砂滤装置，3、微滤装置，4、加热消毒罐，5、浮球阀，6、储 水槽，7、浮球开关，8、液位传感器，9、回流管，10、水泵，11、冷水进入管道，12、冷水排出管 道，13、换热器，14、海水输入管道，15、半球壳，16、溢出管，17、排气管，18、电热管，19、底座， 20、保温层，21、热水输出管道，22、输出管道，23、输水管道，24、排水管道，25、壳体；201、罐体，202、粗砂层，203、80目的聚乙烯网目，204、反冲管，205、溢水管，206、细 砂层，207、筛板，208、碎石层，209、出水管，210、布水器；301、微滤器，302、溢流堰布水器，303、微滤滤芯。
具体实施例方式如图1、3、4所示，本发明包括接有海水输送管道1的砂滤装置2，承接砂滤装置2 滤液的微滤装置3和承接微滤装置3滤液的储水槽6，并有将储水槽6内的海水注入加热消 毒罐4的水泵10，所述的加热消毒罐4内含电热管18，且带有将加热消毒后的海水回送至 换热器13的热水输出管道21 ；所述的换热器13带有分别输入、输出冷却用水的冷水进入管道11与冷水排出管道12，并经由输出管道22将换热后的培养用的海水输出。如图2所示，为了节约水和用于加热的能源，节省整个系统的占地空间，上述水泵 10将储水槽6内的海水经换热器13后再注入加热消毒罐4内，从而在冷却加热消毒后的海 水供单胞藻培养的同时，也使得海水在进入加热消毒罐前进行了预热。考虑到使进入单胞藻培养系统中的培养用水维持在单胞藻生长所需的温度，上述 换热器13对加热消毒后的高温海水进行降温。为了节约水和加热能源，并且使系统结构更 为紧湊合理，减少占地面积，充分利用经加热消毒罐4加热后的海水的热量，并对海水输送 管道1的海水进行预热，可将海水作为冷却水对经加热消毒后的高温海水进行冷却，即换 热器13的冷水排出管道12与海水输送管道1相连通，海水首先作为冷却水进入换热器13 的冷水进入管道11后，通过冷水排出管道12再进入海水输送管道1，不但可以对高温海水 降温，还实现了对海水的预加热，一举两得。上述换热器13可以是耐腐蚀的钛合金材料制 作。因海水中往往含有悬浮物质、藻类、污染物质、细菌，在进入单胞藻培养系统之前， 需要有效清除。本发明将砂滤装置2作为第一步过滤，将海水中的油类、浮游的藻类、敌害 生物、大型生物以及大颗粒的污染物一次性进行清除。如图3所示，本发明的砂滤装置2包括上部通有海水输送管道1的罐体201，该罐 体201上部有溢水管205、下部有与海水输送管道1相连接的反冲管204，以及排出滤液的 出水管209，且罐体201内在出水管209和反冲管204的上方自下而上依次铺有80目的聚 乙烯网目203、碎石层208、粗砂层202、筛板207、细砂层206，在细砂层206上方的罐体201 内有布水器210与海水输送管道1相连。上述设在海水输送管道1末端的布水器210可以 使海水从上往下均勻地洒在各个滤料层上，从而提高过滤效果。为了有效清洁砂滤罐，保证系统的持续运转，砂滤罐内采用反冲原理对截留在滤 材上的杂质进行有效清除，即反冲管204接入清水，从而将砂滤装置2内的杂质经由溢水管 205排出。如图1、2所示，使用时，可以将两个砂滤装置2连续对海水进行过滤，不但能达到 良好的过滤效果，还能减少进入微滤装置3的杂质；且可以将砂滤装置2置于壳体25之外 以便于清洗、维护和保养，将除砂滤装置2以外的其他部件全部集成于壳体25内以减小体 积和占地面积。如图1、2和4所示，为了对砂滤装置2过滤后的海水进一步过滤，在砂滤装置2 之后还接有微滤装置3，该微滤装置3包括依次对海水进行微滤的两个微滤器301 ；所述的 微滤器301内设有溢流堰布水器302可实现海水在装置中的均勻分布；且该溢流堰布水器 302下方有微滤滤芯303。通过选择合适截留分子量的微滤滤芯，可实现对海水中污染物和 有机物以及敌害生物的有效截留；两个微滤器301可依次装有10 μ m与5 μ m规格的微滤滤 芯303，对海水作两级过滤，实现海水的第二次净化。在剔除其中有害物质的同时，能使有机 物质得到保留，且便于使用。如图1、2所示，为了在加热消毒系统中暂时地储存并沉淀海水，同时作为一种具 有缓冲作用的海水容器，本发明设置了承接微滤装置3滤液的储水槽6。该储水槽6通过与 微滤装置3相连接的带有浮球开关7的浮球阀5，可以有效控制海水的进入，并实现在无人 条件下的有效运行，防止出现溢水或缺水的情况。当槽内蓄水达到预设的容量时，浮球开关7关闭，不再进海水；当海水容量减少时，浮球开关7开启，继续进水。液位传感器8可以将 储水槽6中的水位及时传递到系统外，便于操作人员及时了解储水槽6中海水的剩余量。如图1、2所示，考虑到通过适当的温度(80°C )将海水中的细菌和其他有害生物进 行杀灭，又使海水中的有机物和有益物质得以保留，本发明结合巴氏消毒的原理，设置加热 消毒罐4。考虑到空间的最大化利用，上述加热消毒罐4是由两个相互扣合的半球壳15组 成的空腔球状结构体，以及与该半球壳15相适应的底座19。为了防止罐内的热量散失，并 维持一段时间的恒温，半球壳15外敷有保温层20。加热消毒罐4的电加热管18是耐腐蚀 和导热性能良好的钛合金材料制作，避免了电加热管18因长时间浸泡于温度较高的海水 中受到腐蚀。如图1、2所示，上述水泵10还可带有通向储水槽6的回流管9，一旦管路阻塞时可 将海水回送至储水槽6，上述水泵10可采用体积小、功率大的磁力泵。如图1、2所示，向加热消毒罐4输入海水的海水输入管道14带有溢出管16，以控 制向加热消毒罐4的输水量；加热消毒罐4设有带气阀的排气管17，可防止加热消毒罐4内 因加热而产生的蒸汽气压过大；将换热后的培养用的海水输出的输出管道22可以经三通 连接带有阀门的输水管道23和不带有阀门的排水管道M，前者可用于培养阶段供水的养 殖设施，后者可用于需持续供水的养殖设施。
权利要求
1.一种藻类培养用水加热消毒系统，其特征在于该系统包括接有海水输送管道(1)的 砂滤装置O)，承接砂滤装置( 滤液的微滤装置C3)和承接微滤装置C3)滤液的储水槽 (6)，并有将储水槽(6)内的海水注入加热消毒罐的水泵(10)，所述的加热消毒罐(4) 内含电热管(18)，且带有将加热消毒后的海水回送至换热器(1 的热水输出管道；所 述的换热器(1 带有分别输入、输出冷却用水的冷水进入管道(11)与冷水排出管道(12)， 并经由输出管道0 将换热后的培养用的海水输出。
2.如权利要求1所述的加热消毒系统，其特征在于上述水泵(10)将储水槽(6)内的海 水经换热器(1 后再注入加热消毒罐内。
3.如权利要求1或2所述的加热消毒系统，其特征在于上述换热器(13)的冷水排出管 道(1 与海水输送管道(1)相连通。
4.如权利要求1所述的加热消毒系统，其特征在于上述砂滤装置(2)包括上部通有海 水输送管道(1)的罐体001)，该罐体O01)上部有溢水管005)、下部有与海水输送管道 (1)相连接的反冲管(204)，以及排出滤液的出水管(209)，且罐体(201)内在出水管(209) 和反冲管(204)的上方自下而上依次铺有80目的聚乙烯网目003)、碎石层008)、粗砂层 002)、筛板007)、细砂层006)，在细砂层(206)上方的罐体Q01)内有布水器QlO)与 海水输送管道(1)相连。
5.如权利要求1所述的加热消毒系统，其特征在于上述微滤装置(3)包括依次对海水 进行微滤的两个微滤器(301)；所述的微滤器(301)内设有溢流堰布水器(302)，且该溢流 堰布水器(30 下方有微滤滤芯(303)。
6.如权利要求1或2所述的加热消毒系统，其特征在于上述储水槽(6)包括与微滤装 置C3)相连接的带有浮球开关(7)的浮球阀(5)，并且该储水槽(6)带有液位传感器(8)。
7.如权利要求1或2所述的加热消毒系统，其特征在于上述加热消毒罐(4)是由两个 相互扣合的半球壳(1 组成的空腔球状结构体，半球壳(1 外敷有保温层(20)，且加热消 毒罐⑷的电加热管(18)是钛合金材料制作。
8.如权利要求1或2所述的加热消毒系统，其特征在于上述水泵(10)是磁力泵。
9.如权利要求1或5所述的加热消毒系统，其特征在于上述微滤装置(3)中的两个微 滤器(301)的微滤滤芯(303)先后为ΙΟμπι和5μπι。
10.如权利要求1或3所述的加热消毒系统，其特征在于上述换热器(13)是以钛合金 材料制作。
全文摘要
一种藻类培养用水加热消毒系统，包括接有海水输送管道的砂滤装置，承接砂滤装置滤液的微滤装置和承接微滤装置滤液的储水槽，并有将储水槽内的海水注入加热消毒罐的水泵，所述的加热消毒罐内含电热管，且带有将加热消毒后的海水回送至换热器的热水输出管道；所述的换热器带有分别输入、输出冷却用水的冷水进入管道与冷水排出管道，并经由输出管道将换热后的培养用的海水输出。本发明设计精密、结构紧湊、占地面积小，可应用于包括单胞藻在内的各种海洋生物培养用水的加热消毒。整个流程可以实现自动化控制，减少了人力的消耗，提高了加热消毒的效率，有效防范了海水中因杂藻、细菌、敌害生物和污染物的存在对海洋生物培养所造成的风险。
文档编号C02F9/10GK102070271SQ20101057103
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者刘建宝, 宫庆礼, 赫勇, 邓志科 申请人:中国海洋大学