[发明专利]一种用于高密度养殖微藻的光生物反应器

说明书

本发明公开了一种用于高密度养殖微藻的光生物反应器，包括具有密闭腔室的混合箱以及设置在该混合箱上两端开口的圆柱形筒体；其中，圆柱形筒体内的中心处设有用于放置灯管的圆柱形灯管桶，沿着该圆柱形灯管桶自上而下在圆柱形筒体内套装有若干个圆环形跑道，上下相邻两个圆环形跑道之间通过扇形弯槽相连通，最底层的圆环形跑道通过扇形弯槽与混合箱顶部上开设的通孔相连通；圆环形跑道中心线长度与宽度之比为10，藻液流动速度约5cm/s，藻液厚度1～4cm；圆柱形筒体侧壁设有排气孔，顶部设有圆盖；混合箱通过循环管路以及设置在循环管路上的循环泵与最顶层的圆环形跑道相连通。本发明结构紧凑、易于控制、运行成本低，在室外高密度养殖微藻中更有优势。

技术领域

本发明属于藻类养殖技术领域，具体涉及一种用于高密度养殖微藻的光生物反应器，适合于室外大规模养殖微藻。

背景技术

随着世界经济的快速发展，石油需求量大幅增加，导致化石能源资源日渐枯竭；另一方面，化石能源的大规模使用产生了大量的温室气体，导致全球气候变暖、生态环境恶化。寻找一种能替代化石能源的新能源是未来能源发展的趋势。微藻能有效利用光能、CO₂和无机盐类合成蛋白质、脂肪、碳水化合物以及多种高附加值生物活性物质，可以培养微藻来生产生物能源，在众多新能源生产中，微藻制备生物能源的优势十分明显。要想利用微藻制备新的生物能源，研究一种能高密度养殖微藻的反应器成为首要的关键之一。当前的光反应器主要分为开放式和封闭式光生物反应器。

开放式光生物反应器以跑道式光生物反应器为代表，其主要特点是反应器与外界环境处于连通的状态，并通过人工驱动藻液循环流动来促进微藻快速高效地生长。虽然其运行成本较低，但是占地面积较大且容易受到污染。由于此类型光生物反应器与外界环境有很大的接触面积，运行过程中培养液很容易蒸发，当外界环境状况(光照、温度、其他生物等)不稳定时，直接会造成藻类生长繁殖缓慢甚至具有污染藻液的风险。

封闭式光生物反应器以管式密闭光反应器为代表，其主要特点是反应器处于相对封闭状态，通过控制温度、光照强度、循环流量和曝气速率等光反应条件，使得系统内藻类生长处于适宜的条件。相对于开放式光生物反应器，密闭光照生物反应器可以更加精确地调节藻类生长的环境，从而达到高密度微藻的目的；但是结构复杂、较为封闭、设备造价较高，实际加工和清洗较为困难。此外，不仅其运行成本较高，而且放大较为困难，很难应用到大规模的生产中。于是能生产出一种低成本的高密度养殖微藻的光生物反应器成为目前微藻养殖、生物能源制备和污水处理应用研究的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高密度养殖微藻的光生物反应器。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种用于高密度养殖微藻的光生物反应器，包括具有密闭腔室的混合箱以及设置在该混合箱上两端开口的圆柱形筒体；其中，圆柱形筒体内的中心处设置有用于放置灯管的圆柱形灯管桶，沿着该圆柱形灯管桶自上而下在圆柱形筒体内套装有若干个圆环形跑道，上下相邻两个圆环形跑道之间通过扇形弯槽相连通，且最底层的圆环形跑道通过扇形弯槽与混合箱顶部上开设的通孔相连通，混合箱通过循环管路以及设置在循环管路上的循环泵与最顶层的圆环形跑道相连通。

本发明进一步的改进在于，该混合箱的顶部还开设有取样孔。

本发明进一步的改进在于，该混合箱的底部还设置有放空阀。

本发明进一步的改进在于，该混合箱顶部的通孔为圆孔。

本发明进一步的改进在于，圆柱形筒体的侧壁上自上而下开设有若干排气孔。

本发明进一步的改进在于，圆柱形筒体的顶部还设置有圆盖。

本发明进一步的改进在于，最顶层的圆环形跑道与对应扇形弯槽的连通处还设置有挡板。

本发明进一步的改进在于，所有的扇形弯槽呈螺旋状向下分布。