[实用新型]循环流动式光生物反应器系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种封闭式光生物反应器系统，特别的涉及一种通过光合作用培养多种光合微藻生物，进行产业化微藻养殖的循环流动式光生物反应器系统。

背景技术

光合微藻生物，尤其是富油能源微藻、塑料微藻、雨生红球藻、绿藻、蓝藻、球藻等(简称藻类)的生长繁殖主要依靠相应的矿物质。单细胞的藻类有着极强的繁殖能力，在光合作用下可以吸收大量的二氧化碳。藻类通过光合作用，利用光能、水、矿物质和二氧化碳等元素转化成富含大量油脂、蛋白质、虾青素、抗氧化等高附价值有机化合物。

通过光生物反应器养殖不同的藻类微生物，可以收获多种不同的高附加值产品。并且由于藻类具有快速从周围环境中吸收二氧化碳、氮、磷等营养物质并将其转化为有机化合物(如储存在细胞中的油脂、蛋白、虾青素)的能力，它还可以用于净化废水和回收利用火电厂富含二氧化碳的烟道气来改善环境。在系统中藻类可以起到生物净化过程中的重要部分，待成熟以后，经过收集、提取等系统工艺，产出大量生物燃料(如生物柴油，酒精和甲烷等)、其藻体也可作为动物饲料和有机肥料，以及改良土壤的重要原料。在藻类水产养殖中，其产生的经济效益是由藻类的选择、养殖的规模、光生物反应器设计的应用效率和应用成本来决定的。

目前国内有规模的光生物反应器一般为开放池、横管、管道、透明光膜、塑料膜等，开放池多建成1000～5000平方米环形的浅池(水深15～30厘米)，用人力或浆轮使培养液循环流动。这种生产模式具有很大的局限性，其结构简单，虽然有投资低易建设的优点，但同样的效率过于低下，藻类在户外生长有很多不可控因素，如开放池养殖缺少温度、光照、混合不均匀、容积小，与空气接触易于染菌，使得总体生产率低，常导致培养失败。

开放式的缺陷推动了封闭式培养系统的发展，用透明的管道、平板式或其它容器制成的封闭式光生物反应器出现了。横管式、平板式反应器的应用也受到其高成本、效率低的限制，仅用于生产小批量、高附加值特种产品；其它种类的光生物反应器也因多种原因如提取困难、建设成本高、容积小、清洗困难等而相继无法大规模养殖产生经济效益，限制了微藻产业的发展规模。

专利文件(公开号WO2008/151376A1)公开了一种薄膜反应器，但是，该薄膜反应器也存在如下缺点：

a、反应器的结构单元尺寸确定后无法调整；

b、制作工艺较为复杂，每个薄膜单元侧面呈波浪状，需要烫接或其他辅助工艺；

c、由于反应器宽度较小，同时波浪状侧壁导致内部贯通性较差，有死角，清洗很不方便；

d、由于该反应器侧面是主要受光面，反应器摆放形式(方向)受到限制；

e、反应器较深，侧板上的应力分布不均，材料上部力学性能利用率低。同时，水压对薄膜壁的材料性能要求较高。材料成本随之升高。

发明内容

本实用新型的目的之一是提供一种循环流动式光生物反应器系统。

本实用新型的目的之二是提供一种循环流动式光生物反应器和循环流动式光生物反应器单元。

本实用新型的目的之三是提供一种可以自动清洗透明管道内壁的清管器。

本实用新型的这些以及其它目的将通过下列详细描述和说明来进一步阐述。

发明内容

本实用新型的循环流动式光生物反应器系统，包括中间贮槽1、液体运行泵2、回收/引流回归管道3、回收/回归管4、溢出/液、气体回归管5、光生物反应器6、收获口7、收获储罐8、废液体/废营养液9、紫外线杀菌装置10、浓缩的生物量产品11、返回管12、烟道气/二氧化碳引进装置13、气体运行泵14、烟道和PH值和溶解氧探针15。其中将调配好的营养液放入中间储罐1中，通过液体运行泵2将营养液输送到光生物反应器6的下方进入，同时通过气体运行泵14将烟道气/二氧化碳引进在光生物反应器中的微藻进行光合作用，光合作用完成后，养殖微藻密度饱和液通过回收/引流回归管道3，在液体运行泵2的动力作用下通过回收/回归管4，经收获口7进入收获储罐8中，液固分离移出浓缩的微藻生物量产品11，余下的废液体/废营养液9经过紫外线装置10杀菌后返回中间贮槽1中重新进行营养调配后使用。从光生物反应器6的上部溢出的气体和液体通过溢出/液、气体回归管5经返回管12也返回中间贮槽1中重新进行营养调配后使用。