[发明专利]一种微藻浓缩和收集的方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于能源、水产、保健品、水处理、环境治理、保护和修复等 主要领域，具体地说，涉及一种可用于上述领域的微藻浓缩和收集的方法。

本发明还涉及一种用于上述方法的装置。

背景技术

能源微藻规模培养不仅可以固定太阳能，提供大量可再生能源需要的 生物质原料，同时大量吸收温室气体二氧化碳，实现节能减排，发展循环 经济。作为能源微藻产业链中最主要环节之一-微藻生物质的浓缩和收 集，一直是微藻生产中的难点之一，也是造成生产成本居高不下原因之一。 因此开发新型的、低耗能、高效率的微藻浓缩和收集方法和装置成为了目 前能源微藻产业的研究焦点之一。除此之外，能源微藻规模培养过程中水 耗较大，生产1吨(t)藻粉需要2500～3000t水。因此，为了高效、可循 环利用水资源，需要开发出在浓缩和收集微藻过程中不能污染培养水体的 收集方法，从而使微藻规模培养成为真正的环境友好、可持续发展的产业。

常用收集微藻的方法有絮凝法，要添加一定量的絮凝剂，絮凝剂成本 较高，养殖用水回用困难，絮凝剂残留还会对微藻产品品质产生严重影响； 沉降法是利用沉降作用进行收集，成本较低，但同时效率也较低，一般需 要一天甚至更长的时间，微藻的品质不好并且沉降时间过长会导致藻类腐 烂；离心法收集微藻的效果明显但能耗巨大，成本太高；过滤法收集微藻， 由于微藻体积太小，普通滤布及滤纸无法收集，而常规的微滤及超滤通常 通过加压或者抽真空实现过滤，由于微藻的沉积方向和水流方向相同，所 以导致沉积的微藻很容易堵塞滤孔而使过滤过程难以持续进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浓缩和收集微藻的方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述方法的装置。

为实现上述目的，本发明提供的浓缩和收集微藻的方法，是将微藻液 体中的水分过滤后通过虹吸排出并收集水分，以实现微藻和水分的分离。

本发明提供的实现上述微藻浓缩和收集方法的装置，主要包括：

微藻培养池，用于培养和收集微藻；

微滤器，置于微藻培养池中，微滤器中安装有能通过水分的微滤膜， 用于过滤微藻中的水分和截流微藻；

虹吸管，其一端为三通管，其中的一通连接微滤器的出水口，用于水 的自吸，防止断流，另一通连接水分收集池，将微藻培养池中的水分通过 虹吸管以自流的方式流向位于水分收集池，第三通连接为气/液反冲入口；

在连接水分收集池的虹吸管上和气/液反冲入口处均分别各安装一电 磁阀，该电磁阀用于控制反冲，实现微藻浓缩和收集连续操作。

本发明的装置中，微藻培养池的液面高度高于水分收集池液面的高 度。

本发明的装置中，微滤器内设置孔径0.2～10μm的微滤膜和支撑微滤 膜的支撑部件，使微滤膜具有能够承受反冲过程中产生的压力的强度。

本发明的装置中，微滤器中微滤膜为有机聚合物材料或者不锈钢材 料；支撑部件为沙芯材料或者不锈钢材料。

本发明的装置中，在微滤器的微滤膜与虹吸管之间填充有丝状物。

本发明的装置中，填充的丝状物为脱脂棉或纱布。

本发明的装置中，虹吸管的内径为2～8mm。

本发明的装置中，电磁阀通过继电器或者PLC控制电磁阀的通闭实现 反冲。

本发明使微藻在过滤过程中的沉积方向与水流方向相异，使滤膜堵塞 现象大大缓解，从而实现低能耗的微藻与水分离。

本发明的装置结构设计，是利用微藻培养池与微藻收集池液面间的压 差，通过虹吸现象实现无外界能量输入的方式自流，实现“零”能耗，采 用水流方向自下而上过滤的方法，微藻由于自身的重力，大大缓解了滤膜 堵塞现象，相对较小的液位压差使得微藻较难沉积到滤膜表面。本发明在 收集过程中再利用反冲作用，以很小的能耗实现微藻的连续收集和浓缩。

附图说明

图1是本发明的一种微藻收集方法和装置的示意图；

图1A是图1中微滤器的放大示意图。

具体实施方式