本(ben)技術涉及一種培(pei)養微藻的全天(tian)候培(pei)養微藻的光反應器(qi)。

背景技術：

1、微藻具(ju)有生長迅速(su)、光合效率高等特(te)點(dian)，能(neng)有效利用太(tai)陽能(neng)，微藻通過(guo)光合作用將(jiang)氮磷(lin)等無機(ji)營養鹽(yan)、co2、h2o等物(wu)質轉化(hua)為蛋白質、碳水化(hua)合物(wu)、油脂等有機(ji)化(hua)合物(wu)。

2、目前微(wei)藻(zao)光(guang)反應器存在的(de)問題(ti)是(shi)生(sheng)產效(xiao)(xiao)率不高的(de)缺點，主要(yao)原因是(shi)微(wei)藻(zao)培養(yang)過程(cheng)中，吸收co2的(de)能力較弱(ruo)，并且受光(guang)照的(de)面積有(you)限，影(ying)響(xiang)了微(wei)藻(zao)培養(yang)效(xiao)(xiao)率。

3、因此，申(shen)請(qing)人開發出一種結構簡單，使用(yong)效(xiao)果好(hao)，微藻生產效(xiao)率(lv)高的全(quan)天(tian)候培養微藻的光反應器。

技術實現思路

1、本實用(yong)新型所要解決的技術問題是提(ti)供(gong)一種生產效率高，結構簡單，使用(yong)效果好(hao)的全天候培養微藻的光(guang)反應器。

2、為實(shi)現(xian)上述目的，本實(shi)用(yong)新型提供以下的技術方案(an)：

3、一(yi)種全天候培(pei)養微藻的(de)光反應器，其特征在于：支(zhi)架上(shang)設(she)(she)有(you)若干組槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21，所(suo)(suo)(suo)述(shu)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21呈臺階狀依次設(she)(she)置(zhi)在支(zhi)架上(shang)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21內(nei)(nei)設(she)(she)有(you)隔板(ban)(ban)(ban)(ban)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)隔板(ban)(ban)(ban)(ban)將槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21內(nei)(nei)分隔呈s形盤(pan)曲的(de)流道(dao)22，所(suo)(suo)(suo)述(shu)最上(shang)層(ceng)的(de)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21設(she)(she)有(you)進(jin)水端(duan)，最下(xia)層(ceng)的(de)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21流道(dao)末端(duan)設(she)(she)有(you)出水孔25，所(suo)(suo)(suo)述(shu)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21流道(dao)末端(duan)設(she)(she)有(you)跌水孔23，每一(yi)層(ceng)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21內(nei)(nei)的(de)藻液能夠通過跌水孔23跌入下(xia)一(yi)層(ceng)的(de)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21內(nei)(nei)，槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21的(de)跌水孔23交錯設(she)(she)置(zhi)，使藻液從最上(shang)層(ceng)的(de)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21以s形流向至(zhi)最下(xia)層(ceng)的(de)槽(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)(ban)(ban)21。

4、實際使(shi)用(yong)時(shi)：通(tong)過泵將藻液(ye)抽至(zhi)最上(shang)層的(de)(de)槽(cao)板21的(de)(de)一端，藻液(ye)從槽(cao)板21的(de)(de)一端經(jing)過s形(xing)流道22，從另一端的(de)(de)跌水孔23排出，自由落在下層的(de)(de)槽(cao)板21內(nei)，再經(jing)過s形(xing)流道22，再從另一端的(de)(de)跌水孔23排出，最后從最下層的(de)(de)出水孔25排出。

5、藻(zao)(zao)液在槽(cao)板(ban)(ban)21內流動時，能夠被太陽(yang)照射(she)，并(bing)且通過(guo)槽(cao)板(ban)(ban)上的(de)跌(die)水孔23陣(zhen)列(lie)跌(die)下(xia)使藻(zao)(zao)液與空氣中的(de)co2充分接觸(chu)，從而促進微藻(zao)(zao)更加(jia)快(kuai)速生長。并(bing)且，所述槽(cao)板(ban)(ban)21是根據當(dang)地太陽(yang)高度角設(she)置(zhi)呈臺階狀依次設(she)置(zhi)，上一層槽(cao)板(ban)(ban)21不會遮擋住下(xia)層槽(cao)板(ban)(ban)21的(de)陽(yang)光(guang)，提高生產效率。

6、作(zuo)為(wei)改進，槽板(ban)21下(xia)方(fang)設有接水槽24，所(suo)述接水槽24設置在跌水孔23的下(xia)方(fang)，用于(yu)承(cheng)接上一層槽板(ban)21排出(chu)的藻液。

7、各層(ceng)跌水(shui)孔的(de)(de)總面積、出水(shui)孔面積相同，以保證與(yu)進(jin)水(shui)端藻(zao)(zao)(zao)液(ye)流量保持一(yi)致。與(yu)上(shang)述(shu)(shu)系列槽板(ban)(ban)相連接的(de)(de)還有藻(zao)(zao)(zao)液(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)罐(guan)4，所述(shu)(shu)藻(zao)(zao)(zao)液(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)罐(guan)4的(de)(de)上(shang)部設有回(hui)液(ye)管(guan)3，所述(shu)(shu)最(zui)(zui)下層(ceng)的(de)(de)槽板(ban)(ban)21內的(de)(de)藻(zao)(zao)(zao)液(ye)通(tong)(tong)過回(hui)液(ye)管(guan)3返回(hui)藻(zao)(zao)(zao)液(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)罐(guan)4，所述(shu)(shu)藻(zao)(zao)(zao)液(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)罐(guan)4的(de)(de)下部設有藻(zao)(zao)(zao)液(ye)離心分離出口5，所述(shu)(shu)藻(zao)(zao)(zao)液(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)罐(guan)4的(de)(de)中(zhong)部進(jin)液(ye)管(guan)2，通(tong)(tong)過進(jin)液(ye)管(guan)2將藻(zao)(zao)(zao)液(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)(huan)(huan)罐(guan)4內的(de)(de)藻(zao)(zao)(zao)液(ye)輸送至(zhi)最(zui)(zui)上(shang)層(ceng)的(de)(de)槽板(ban)(ban)21內。

8、作為改進，所述(shu)槽板21設(she)有3～8組(zu)。

9、此外，還設(she)(she)有(you)藻(zao)液(ye)循環(huan)罐(guan)4，所(suo)述(shu)藻(zao)液(ye)循環(huan)罐(guan)4的(de)(de)上(shang)部設(she)(she)有(you)回液(ye)管(guan)(guan)3，所(suo)述(shu)最下(xia)層的(de)(de)槽板21內的(de)(de)藻(zao)液(ye)通(tong)過回液(ye)管(guan)(guan)3返(fan)回藻(zao)液(ye)循環(huan)罐(guan)4，所(suo)述(shu)藻(zao)液(ye)循環(huan)罐(guan)4的(de)(de)下(xia)部設(she)(she)有(you)藻(zao)液(ye)離心分離出口5，所(suo)述(shu)藻(zao)液(ye)循環(huan)罐(guan)4的(de)(de)中部進液(ye)管(guan)(guan)2，通(tong)過進液(ye)管(guan)(guan)2將(jiang)藻(zao)液(ye)循環(huan)罐(guan)4內的(de)(de)藻(zao)液(ye)輸送至最上(shang)層的(de)(de)槽板21內，所(suo)述(shu)進液(ye)管(guan)(guan)2上(shang)設(she)(she)有(you)流量泵1。

10、還(huan)是設有至少一個培養液配(pei)制罐(guan)，培養液配(pei)制罐(guan)內(nei)的藻液輸送至藻液循環(huan)罐(guan)4內(nei)。

11、還設有離(li)心(xin)(xin)分離(li)后培養回收罐(guan)(guan)7，藻(zao)(zao)液(ye)循環(huan)罐(guan)(guan)4下部的藻(zao)(zao)液(ye)離(li)心(xin)(xin)分離(li)出口5排出的藻(zao)(zao)液(ye)，經過離(li)心(xin)(xin)返回至(zhi)離(li)心(xin)(xin)分離(li)后培養回收罐(guan)(guan)7，之后能(neng)夠通過泵(beng)輸(shu)送(song)至(zhi)藻(zao)(zao)液(ye)循環(huan)罐(guan)(guan)4。

12、實際(ji)使用(yong)時：將(jiang)初(chu)藻液(ye)存放在培(pei)養液(ye)配制罐內，可以設有多(duo)組，根據需要的(de)(de)比(bi)例將(jiang)各培(pei)養液(ye)配制罐內的(de)(de)藻液(ye)抽至藻液(ye)循(xun)環罐4內，然(ran)后通過(guo)流量泵1輸送至最上層的(de)(de)槽(cao)板(ban)21內進行藻液(ye)培(pei)養，在循(xun)環回藻液(ye)循(xun)環罐4。

13、如(ru)果發現藻(zao)(zao)液(ye)有(you)沉淀，還可(ke)以通過(guo)藻(zao)(zao)液(ye)循環罐(guan)4下端的藻(zao)(zao)液(ye)離(li)心分離(li)出(chu)口5排出(chu)，經(jing)過(guo)離(li)心后，進行(xing)重復使用(yong)。

14、所(suo)述槽板21長度(du)為(wei)5～15米，寬(kuan)度(du)為(wei)0.5～1米，深(shen)度(du)為(wei)0.05～0.2米，相(xiang)鄰兩層(ceng)的(de)槽板21高度(du)差為(wei)0.4～0.6米，槽板21末端(duan)的(de)跌水(shui)孔23是40-50個1x20毫米的(de)矩形孔陣列，其總的(de)過水(shui)面積與出(chu)水(shui)孔25面積相(xiang)同。各槽板（21）所(suo)形成的(de)臺階(jie)與水(shui)平面呈45～75°角，具體根據(ju)當地太陽(yang)高度(du)角進行設置，以保(bao)證(zheng)一年(nian)四季槽內藻液都(dou)能(neng)被太陽(yang)光(guang)照(zhao)射到(dao)。

15、所述槽板21跌水孔(kong)23和(he)出(chu)口孔(kong)25的藻液流量計(ji)算(suan)公式為(wei)：：

16、

17、其中(zhong)：q為藻液(ye)在流道跌水(shui)孔23和出口孔25中(zhong)的流量，單位：噸(dun)/小時；r為槽底部出水(shui)孔25的開孔半徑，單位：厘米(mi)；h為流道內液(ye)面高度，單位：厘米(mi)；m為流量系數(shu)，0.61-0.63之間(jian)。

18、本裝置(zhi)具體使用時，放置(zhi)在溫室內(nei)，可以(yi)充分利用溫室具有控(kong)光、控(kong)濕、控(kong)溫和(he)控(kong)制微生物污染的特(te)點(dian)，使本裝置(zhi)可以(yi)實現(xian)全天候培養微藻。

19、與現(xian)有(you)技(ji)術(shu)相比(bi)，本實用新型具有(you)生產效率高，結(jie)構簡單，使用效果(guo)好等于優點。

技術特征：

1.一種全天候培養微藻的光(guang)反應器(qi)，其特征在(zai)于：支架上(shang)設(she)(she)(she)有若干組槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21），所(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）呈(cheng)臺(tai)階狀依次(ci)設(she)(she)(she)置在(zai)支架上(shang)，所(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）內設(she)(she)(she)有隔板(ban)(ban)，所(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)隔板(ban)(ban)將槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）內分隔呈(cheng)盤曲形的流(liu)(liu)(liu)道(dao)（22），所(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)最上(shang)層(ceng)(ceng)的槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）設(she)(she)(she)有進水(shui)(shui)端(duan)(duan)，最下(xia)層(ceng)(ceng)的槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）流(liu)(liu)(liu)道(dao)末(mo)端(duan)(duan)設(she)(she)(she)有出水(shui)(shui)孔(kong)（25），所(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）中間各層(ceng)(ceng)流(liu)(liu)(liu)道(dao)末(mo)端(duan)(duan)設(she)(she)(she)有跌水(shui)(shui)孔(kong)（23），每一層(ceng)(ceng)槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）內的藻液(ye)能夠通(tong)過(guo)跌水(shui)(shui)孔(kong)（23）跌入下(xia)一層(ceng)(ceng)的槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）內，槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）的跌水(shui)(shui)孔(kong)（23）交錯設(she)(she)(she)置，使藻液(ye)從最上(shang)層(ceng)(ceng)的槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）以s形流(liu)(liu)(liu)向至(zhi)最下(xia)層(ceng)(ceng)的槽(cao)(cao)(cao)(cao)板(ban)(ban)（21）。

2.根(gen)據(ju)權利要求1所述(shu)的(de)一種全天候培(pei)養(yang)微藻(zao)的(de)光反應器，其特(te)征在于(yu)：槽(cao)(cao)板(ban)（21）下方設(she)有接水槽(cao)(cao)（24），所述(shu)接水槽(cao)(cao)（24）設(she)置在跌水孔（23）的(de)下方，用(yong)于(yu)承接上一層槽(cao)(cao)板(ban)（21）排出的(de)藻(zao)液。

3.根(gen)據權利(li)要(yao)求1所述的一種全天(tian)候培養微藻的光反應器，其特征(zheng)在于：所述槽板（21）設有3～8組。

4.根據權利(li)要求1所(suo)述(shu)的一種全天候培養微藻(zao)的光反應器，其特(te)征在(zai)于：還設(she)有(you)(you)藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)罐(guan)（4），所(suo)述(shu)藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)罐(guan)（4）的上部設(she)有(you)(you)回(hui)液(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)（3），所(suo)述(shu)最下層的槽(cao)板（21）內的藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)通過回(hui)液(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)（3）返回(hui)藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)罐(guan)（4），所(suo)述(shu)藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)罐(guan)（4）的下部設(she)有(you)(you)藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)離心分(fen)離出口（5），所(suo)述(shu)藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)罐(guan)（4）的中部進液(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)（2），通過進液(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)（2）將藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)循(xun)(xun)環(huan)(huan)罐(guan)（4）內的藻(zao)液(ye)(ye)(ye)(ye)輸送至最上層的槽(cao)板（21）內，所(suo)述(shu)進液(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)（2）上設(she)有(you)(you)流量泵(beng)（1）。

5.根據權利(li)要(yao)求(qiu)4所述的一種全天(tian)候培養(yang)微藻的光反(fan)應器，其特(te)征在(zai)于：還是設有至(zhi)少一個培養(yang)液配(pei)制(zhi)罐(guan)(guan)，配(pei)制(zhi)罐(guan)(guan)內的培養(yang)液被輸送至(zhi)藻液循環(huan)罐(guan)(guan)（4）內。

6.根(gen)據權利要(yao)求4所述的一種全天候培(pei)養(yang)(yang)微藻的光反(fan)應器(qi)，其特(te)征在于：還設有離(li)(li)心(xin)分離(li)(li)后(hou)培(pei)養(yang)(yang)回(hui)(hui)收罐（7），藻液循環罐（4）下部的藻液離(li)(li)心(xin)分離(li)(li)出口（5）排出的培(pei)養(yang)(yang)液，經過(guo)離(li)(li)心(xin)除(chu)去微藻后(hou)返回(hui)(hui)至培(pei)養(yang)(yang)回(hui)(hui)收罐（7），之后(hou)能夠通(tong)過(guo)泵輸送(song)至藻液循環罐（4）。

7.根據(ju)權利要求(qiu)1～6任一(yi)所述的一(yi)種全天候培養微藻的光反應器，其(qi)特(te)征(zheng)在于：所述槽(cao)板（21）長度(du)為(wei)5～15米(mi)，寬度(du)為(wei)0.5～1米(mi)，深度(du)為(wei)0.05～0.2米(mi)，相鄰兩(liang)層的槽(cao)板（21）高度(du)差為(wei)0.4～0.6米(mi)，槽(cao)板（21）流(liu)道末端的跌水孔(kong)（23）是40～50個1x20毫(hao)米(mi)的矩形孔(kong)陣列，其(qi)總的開孔(kong)面積與出水孔(kong)面積相同(tong)；

8.根據(ju)權利(li)要求(qiu)1～6任(ren)一所(suo)述(shu)的一種(zhong)全(quan)天候(hou)培養微藻的光反應器，其特(te)征在于：所(suo)述(shu)槽板（21）跌水孔（23）和出水孔（25）的培養液流量(liang)計算公(gong)式為：

技術總結
本技術公開了一種全天候培養微藻的光反應器，其特征在于：支架上設有若干組槽板（21），所述槽板（21）呈臺階狀依次設置在支架上，所述槽板（21）內設有隔板，所述隔板將槽板（21）內分隔呈S形盤曲流道（22），所述最上層的槽板（21）設有進水端，最下層的槽板（21）設有出水孔（25），所述中間槽板（21）的流道末端設有跌水孔（23），每一層槽板（21）內的藻液能夠通過跌水孔（23）跌入下一層的槽板（21）內，槽板（21）的跌水孔（23）交錯設置，使藻液從最上層的槽板（21）以S形流向至最下層的槽板（21）。

技術研發人員：高劍峰,陳福龍,王曉蘭,周永順
受保護的技術使用者：石河子大學
技術研發日：20240122
技術公布日：2024/9/19