[发明专利]一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器

说明书

本发明提供了一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器，所述反射器由多个反应器架单元构成，整体呈阶梯状，水跌消力单元的上游端向上凸设有溢流堰，相邻水跌消力单元的溢流堰之间形成容置凹槽；所述容置凹槽内设有培养板；在培养板的表面设有用于养殖微藻的养殖层；所述反应器底面朝下游方向倾斜设置。具有以下效果：(1)藻液培养时受光面积充分，光合利用率高，生长速率快；(2)培养板表面有循环流动的培养液，能有效维持藻液正常生长温度；(3)培养板上的液体厚度为10‑15mm，使微藻能直接与外界进行气体交换，无需通气和曝气装置；(4)收获方式简单，可以实现连续或半连续培养；(5)整个装置结构简单，能耗低，易于扩大生产。

技术领域

本发明涉及微藻养殖使用的工业装置技术领域，具体是指一种规模化养殖微藻的光生物反应器。

背景技术

传统的微藻养殖光生物反应器主要有两种类型：封闭式反应器和开放式反应器。封闭式反应器主要有管式反应器、竖直平板式反应器、袋式反应器及搅拌釜式等几种类型，封闭式反应器在养殖过程中不易污染，水体中藻体浓度高，微藻养殖过程易于控制，但是封闭式反应器也存在如下不足：1、由于藻液受光照影响，吸收大量热量，导致反应器内部温度上升，因此养殖过程需要大量换热设备，能源消耗大；2、封闭式反应器通常需要加装人工光照系统，也增加了能源消耗；3、封闭式反应器内壁容易被微藻污染，不易清理，很难实现微藻养殖的连续化；4、结构复杂，放大相对困难；5、设备造价昂贵，维护及操作费用高。而传统开放式反应器主要是跑道池反应器，其特点是反应器水平放置，培养液主要靠浆轮或者旋转臂的转动实现循环，其造价低廉，维护和保养容易，但是存在藻体浓度较低、二氧化碳利用率低、生产效率低、养殖过程中易被浮游动物、其他微藻等外来物种污染等缺点。授权公告号为CN101550393B的发明专利公开了名称为用于微藻室外养殖的反应器，其通过藻液流过阶梯状反应器的方式进行养殖，从反应器的上游端到下游端，落差较大，因此，将未达到收获浓度的藻液输送到新鲜藻液输出管时，需要配置功率较大的机械泵；在养殖过程中，还需要提供二氧化碳输送装置及专门的微藻收获系统；因此，通过该方式养殖微藻，存在收获过程麻烦、装置复杂及能耗较高的不足之处。

发明内容

为了克服现有技术的不足之处，本发明目的在于提供一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于微藻养殖的开放式光生物反应器，所述反射器由多个反应器架单元构成，整体呈阶梯状，从上游端至下游端由多个逐级降低的水跌消力单元相连，所述水跌消力单元的上游端向上凸设有溢流堰，相邻水跌消力单元的溢流堰之间形成容置凹槽；所述容置凹槽内设有培养板，培养板为一块平板，其形状与容置凹槽形状相适应；在培养板的表面设有用于养殖微藻的养殖层，所述养殖层采用珊瑚绒材料制成；养殖过程中，培养液从反应器的上端至下端逐级流动，越过溢流堰流入容置凹槽内，在培养板上分形成培养液面，所述培养液面的深度为10-15mm；所述反应器底面朝下游方向倾斜设置，与水平面所成角度为3-5度。采用上述结构，反应器从上游端到下游端的整体落差小，培养液从上游端到下游端流速缓慢，因此，在收集培养液的压力水箱内设置气压泵即可将培养液输送到上游端循环使用，能耗较低；采用培养板养殖微藻，新鲜藻液附着在培养板的养殖层上，便于收获；形成于培养板表面上的培养液的液面深度为10-15mm，液面较浅，因此在室外养殖时，微藻可以直接与外界进行气体交换，无需设置专门的通气和曝气装置；而且光能利用高，一方面减少养殖成本，另一方面可以使反应器结构更加简单；将反应器整体倾斜设置，有利于培养液的流动。

进一步，在反应器底端设有导流槽，在反应器的下游端设有与导流槽连通的压力水箱；在压力水箱内设有液位检测探头及气压泵；所述液位检测探头固设于压力水箱的侧内壁上，气压泵设于压力水箱的内底面上；在压力水箱的上表面还设有一根与压力水箱连通的循环水管；所述循环水管的自由端延伸至反应器上游端的上方。

同现有技术相比较，本发明用于微藻室外养殖的反应器具有如下优点：