[发明专利]太阳能内光源微藻生物反应器

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光热利用和生物工程技术领域，尤其涉及一种太阳能内光源微藻生物反应器。

背景技术

微藻的培养可以用开放式的池子，也可以用封闭式的光生物反应器。前者是目前大规模生产普遍采用的装置，它技术简单、建设和生产成本低，缺点是太阳能利用率低，培养密度和单位面积产量自然就低，主要原因是光照表面积体积比小；后者得益于光照表面积体积比大，有较高的太阳能利用率，培养密度和单位面积产量比前者大得多，缺点是技术复杂、建设和生产成本高，所以尚未得到很好的商业推广。

用封闭式光生物反应器培养微藻时，影响其光能利用的其中一个重要因素是挂壁现象。由于封闭式反应器的内部空间狭小，加之还有其它不可随意拆卸的部件（如配气装置、配液装置、气升装置、搅拌装置等）也安装在其内部的藻液中，当反应器内表面出现微藻挂壁时，从内壁清洗，无论自动还是手动成本都很高，大规模生产应用时，该问题显得更为突出

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种同时兼具开放式光生物反应器和封闭式光生物反应器两者优点的太阳能内光源微藻生物反应器，它结构简单、成本低廉、太阳能利用率高、培养密度大且清洗容易。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：太阳能内光源微藻生物反应器，包括跑道池、搅拌叶轮、供气装置和供液装置，跑道池内设有太阳能内光源模块。

太阳能内光源模块是一个开口向上、四周和底部不透水的透光容器，由表面光滑的透明板材制作。

太阳能内光源模块为导光槽，导光槽的开口向上。

导光槽为矩形导光槽或桶形导光槽。

太阳能内光源模块由导光槽和聚光槽组成，聚光槽的开口向上，聚光槽的出口与其下部的导光槽的开口连接。

导光槽为矩形导光槽或桶形导光槽，聚光槽为变形CPC槽或锥形聚光槽。

变形CPC槽内表面镀半透半反膜。

太阳能内光源模块与跑道池的跑道方向成任意夹角方向放置。

太阳能内光源模块平行或垂直跑道池的跑道方向放置。

太阳能内光源模块有多个，多个太阳能内光源模块等间隔地摆成阵列。

针对现有光生物反应器存在的问题，发明人以跑道池为基础，通过增设结构简单成本低的太阳能内光源模块，充分结合了开放式光生物反应器和封闭式光生物反应器两者优点。因为太阳能内光源模块具有聚光传光导光功能，将其放置在跑道池循环流动的藻液中，依据跑道池的朝向和不同的地理纬度来安置其朝向方位，使藻液深层内部也能获得光照，极大地增加了培养池中藻液的光照表面积体积比，改善了光生物反应器的太阳能利用率，大大提高了开放式光生物反应器的培养密度。跑道池中太阳能内光源模块的结构设计带来的另一好处是清洗挂壁微藻极为方便。由于内设太阳能内光源模块，本发明内部空间同样狭小，但藻液是在其外部空间，微藻的挂壁发生在模块的外表面，模块外表面光滑规整无突出部件，安装的模块可以任意拆卸，所以，无论是自动批处理清洗，还是手工清洗，都是非常方便的。

附图说明

图1是本发明太阳能内光源微藻生物反应器的结构原理图。

图2是本发明中太阳能内光源模块（变形CPC槽+矩形导光槽）的构造图。

图3是本发明中太阳能内光源模块（锥形聚光槽+矩形导光槽）的构造图。

图4是本发明中太阳能内光源模块（矩形导光槽）的构造图。

图5是本发明中太阳能内光源模块（桶形导光槽）的构造图。

图6是未放入太阳能内光源模块的跑道池藻液断面（横线下为藻液）示意图。

图7是已放入太阳能内光源模块的跑道池藻液断面示意图。

图8是本发明中太阳能内光源模块在跑道池中摆放方位示意图（与跑道相互垂直）。

图9是本发明中太阳能内光源模块在跑道池中摆放方位示意图（与跑道互成任意角）。

图中：1太阳能内光源模块，2跑道池，3搅拌叶轮，4供气装置，5供液装置，6变形CPC槽，7导光槽，8锥形聚光槽，9桶形导光槽，10光照面。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进一步说明本发明太阳能内光源微藻生物反应器的技术方案。

如图1所示，本发明太阳能内光源微藻生物反应器，包括跑道池2、搅拌叶轮3、供气装置4和供液装置5，跑道池2内设有太阳能内光源模块1。其中，关键部件太阳能内光源模块1是一个开口向上、四周和底部不透水的透光容器，由表面光滑的透明板材制作，模块具体形状可有多种方式。