[实用新型]一种氨替硝促进碳源吸收的跑道池光生物反应器

说明书

本实用新型公开了一种氨替硝促进碳源吸收的跑道池光生物反应器，包括跑道池本体，设置在跑道池本体内的隔离墙，pH传感器、用于推动藻液沿跑道池本体环形流动的搅拌桨，用于调节藻液pH值的补碳装置，以及用于补加氨水的氨水补加装置；所述隔离墙将跑道池本体隔离为环形通道；所述pH传感器位于所述补碳装置和所述氨水补加装置之间；所述氨水补加装置位于所述补碳装置的上游。

技术领域

本实用新型涉及微藻培养领域，具体涉及一种氨替硝促进碳源吸收的跑道池光生物反应器。

背景技术

微藻是一类光合自养微生物，可以通过固定CO₂生产多种化学品。有的可以产脂肪烃，如葡萄藻产烃量可达细胞干重的15%~75%，有的可以积累糖原，有的可以积累甘油，许多微藻的油脂可达干重的60%以上。又因其生长速率快、能够利用废水废气进行培养等优势，在世界范围内受到了越来越多的关注。

目前，微藻的培养方法主要分为开放式跑道池培养和封闭式光生物反应器培养。二者均多以鼓泡的方式向培养液中通入含二氧化碳的气体作为碳源，但是该方法存在的问题是二氧化碳吸收率低，由此导致二氧化碳的利用率低、碳源成本高。此外，微藻培养过程中还需要大量的氮源，传统的氮源为硝酸盐，如硝酸钠等，然而微藻吸收代谢硝酸根之后，钠离子增加了培养液的盐度，对培养基的循环利用产生不利影响。因此，要满足微藻的快速生长需求，同时降低培养成本，一方面需要提高二氧化碳的利用率，另一方面需要替代氮源。

专利CN200510126465.2、CN201210138598.1和专利CN201210138845.8从延长气液接触时间和增加气液接触面积的角度出发，实用新型了在开放池中补充CO₂的阱式补碳技术和水平浸没式补碳技术，该技术强化了传质过程，大幅度提高了CO₂的吸收率。但是上述专利通过在搅拌桨前或搅拌桨后设置补碳阱的方式改变了跑道池中培养液的流向，液体在流进阱内再流出的过程中大大增加了驱动的能耗。此外，水平浸没罩式补碳技术中与气体交换的培养液有限，未完全吸收的二氧化碳气泡会累积在罩子内壁上，当液体流速增加时，还会再次逸出至空气中。实用新型人仔细研究了培养液中碳源和氮源的消耗规律，发现将氨水替代硝态氮源可以起到固定二氧化碳同时降低水资源循环处理的成本，且不对微藻细胞产生毒害。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氨替硝促进碳源吸收的跑道池光生物反应器，以解决现有技术中二氧化碳的利用率低且反应器水循环处理成本较高的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种氨替硝促进碳源吸收的跑道池光生物反应器，包括跑道池本体，设置在跑道池本体内的隔离墙，pH传感器、搅拌桨，用于调节藻液pH值的补碳装置，以及用于补加氨水的氨水补加装置；所述搅拌桨安装在跑道池本体内，用于推动藻液沿跑道池本体环形流动；所述隔离墙将跑道池本体隔离为环形通道；所述pH传感器位于所述补碳装置和所述氨水补加装置之间；所述氨水补加装置位于所述补碳装置的上游。

进一步地，所述氨水补加装置包括氨水存储罐、输送泵、以及设置在跑道池本体内的输送总管；所述氨水存储罐和输送泵均设置在跑道池本体外；所述输送泵的进口与所述氨水存储罐通过管路连通，其出口与所述输送总管连通；所述输送总管浸没于藻液内，且该输送总管上设置有若干个喷头。

进一步地，所述喷头朝向所述补碳装置设置。

进一步地，所述补碳装置为阱式补碳装置或者水平浸没式补碳装置。

本实用新型的有益效果：1、采用本实用新型的反应器，设置氨水补加装置，利用氨水替代硝酸盐作为培养基中的氮源培养微藻，能够在降低补碳阱的深度的同时提高碳源利用率，且能有效地降低搅拌桨驱动藻液循环流动的能耗。

2、采用本实用新型的反应器进行微藻培养，能够降低培养液的盐度，增加培养液循环使用的次数，节省水处理的费用。