CN103789199A - 一种微藻连续收割装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微藻连续收割装置和方法。收割装置，包括沉降柱，所述沉降柱下面连接一个比沉降柱管径小的浓缩柱，所述浓缩柱下面连接一个管径比浓缩柱小的出藻管，所述出藻管上安装有阀门；所述沉降柱的外壁上连接有进水口和出水口，并且进水口高于出水口，在沉降柱的内壁上固定有多孔的消能盆，所述消能盆的位置在进水口和出水口之间。本发明的微藻连续收割装置，利用藻类密度大于水体密度的特点，将大流速高藻水体通过本装置后，流速迅速减小，藻体沉降并聚集排出装置，分离后水体又能够流出装置并进入光反应器重新利用，进而达到水藻连续分离收割的目的。本发明技术原理简单、操作方便、材料便宜、加工方便。

Description

一种微藻连续收割装置和方法

技术领域  

本发明属于微藻培养技术领域，具体涉及一种微藻连续收割装置和方法。

背景技术  

微藻富含油脂，部分单细胞微藻油脂含量可超过干重的50%以上，其单位面积产量是一般产油植物的80-100倍，是可能替代化石能源的重要生物质能。其次，微藻生长过程中能够大量吸收氮、磷等污染物，如果能够对水体中的微藻进行有效提出，微藻培养就能够对污水进行有效净化并产生再生水。另外，微藻生长速度快、收获时间短、光合利用率高，能够高效、快速地吸收空气中的CO₂生成有机物，具有缓解地球温室效应的应用前景。同时，部分微藻还富含虾青素、叶绿素、叶黄素、生长因子等高附加值产物，具有较高的保健效益。因此，如何高效、方便、廉价地进行微藻培养及收获成为当前研究的热点问题。

目前，除少细胞（或聚集体）较大的微藻（螺旋藻、葛仙米）开始进行产业化并投入市场外，绝大多数微藻一直处于培养研发阶段而很难规模化生产，最大的问题就是微藻单细胞个体较小而很难廉价从藻水中分离。现行研发阶段的微藻收获多采用离心机离心法获得，该方法耗电高，且对设备要求较高，藻粉获取成本相当高，此方法还必须将收获设备与藻类光反应器分离，分离得到的废水不能有效回收利用，废水可能产生环境污染，故离心法不利于工业投产。因此，如何进行藻类高效、方便、廉价收获，同时使水藻分离后的废液能够重复回收利用，对于藻类高效利用及产业化具有重要意义。

发明内容  

本发明所要解决的技术问题是提供一种微藻连续收割装置和方法。

本发明的微藻连续收割装置，利用藻类密度大于水体密度的特点，将大流速高藻水体通过本装置后，流速迅速减小，藻体沉降并聚集排出装置，分离后水体又能够流出装置并进入光反应器重新利用，进而达到水藻连续分离收割的目的。

 

本发明的微藻连续收割装置，包括沉降柱，所述沉降柱下面连接一个比沉降柱管径小的浓缩柱，所述浓缩柱下面连接一个管径比浓缩柱小的出藻管，所述出藻管上安装有阀门；所述沉降柱的外壁上连接有进水口和出水口，并且进水口高于出水口，在沉降柱的内壁上固定有多孔的消能盆，所述消能盆的位置在进水口和出水口之间。

所述消能盘由有机玻璃板制成，盘面上按开孔率为80%开设直径为10 mm的小孔，位置在进水口与出水口之间并距进水口1/3处，由支撑卡支撑；支撑卡一共8个并均匀焊接在沉降柱内壁上。

使用上述微藻连续收割装置收割微藻的方法，包括以下步骤：

1)      用PVC软管将微藻连续收割装置的进水口与微藻培养光感应器的一端连接，将微藻连续收割装置的出水口接回微藻培养光反应器的另一端；

2)      利用动力设备使藻液在微藻培养光反应器与所述微藻连续收割装置构成循环回路；

3）待微藻连续收割装置的浓缩柱中微藻浓度达到30 mg/L时，打开出藻管上的阀门，收割微藻；

4）通过调节动力设备调节沉降柱中的流速，同时调节出藻管上的阀门，始终控制浓缩柱中微藻浓度在30 mg/L 以上，实现微藻的连续收割。

本发明提供的一种微藻收割装置及方法，能够实现高浓度藻液的水藻分离及连续收割，同时使回收后的培养液重新回到光反应器中加以利用，还能与微藻光反应器形成循环回路后通过调节沉降管中的流速大小控制微藻在光反应器中的浓度。技术原理简单、操作方便、材料便宜、加工方便，对促进微藻规模培养及产业化具有重要推动作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明微藻连续收割装置的结构示意图；

图2是消能盘的局部示意图；其中，1-进水口，2-出水口，3-沉降柱，4-浓缩柱，5-出藻管，6-阀门，7-消能盆。 

具体实施方式

一种微藻连续收割装置，包括沉降柱3，所述沉降柱3下面连接一个比沉降柱管径小的浓缩柱4，所述浓缩柱4下面连接一个管径比浓缩柱小的出藻管5，所述出藻管5上安装有阀门6；所述沉降柱3的外壁上连接有进水口1和出水口2，并且进水口1高于出水口2，在沉降柱3的内壁上固定有多孔的消能盆7，所述消能盆7的位置在进水口1和出水口2之间。如图1 所示。

所述沉降柱3由沉降管和沉降过渡管组成，沉降管由直径为400 mm的透明有机玻璃制成，长度为1000 mm，上端开口，下端与沉降过渡管相接；沉降过渡管由透明有机玻璃制成，长度为200 mm，上端口径为400 mm，与沉降管相接，下端口径为50 mm，与浓缩柱4相接。

所述进水口1由进水管和进水过渡管组成，进水管由直径为50 mm透明PVC管制成，长度为100 mm；进水过渡管由透明有机玻璃制成，一端口径为50 mm，与进水管相接，另一端口径为100 mm，与沉降管相接。

所述出水口2由出水管和出水过渡管组成，出水管由直径为50 mm透明PVC管制成，长度为100 mm；出水过渡管由透明有机玻璃制成，一端口径为50 mm，与出水管相接，另一端口径为100 mm，与沉降管相接。

所述浓缩柱4由浓缩管和浓缩过渡管组成，浓缩管由直径为50 mm的有机玻璃管制成，长度为100 mm，上端与沉降过渡管相接，下端与浓缩过渡管相接；浓缩过渡管由有机玻璃制成，长度为50 mm，上端口径为50 mm，与浓缩管相接，下端口径为10 mm，与出藻管5相接；出藻管5由直径为10 mm的有机玻璃管制成，上端与浓缩过渡管相接；阀门6为直径为10 mm的球型水阀，上下两端均与出藻管5相接。

所述消能盘7由有机玻璃板制成，直径为 396 mm, 盘面上按开孔率为80%开设直径为10 mm的小孔，消能盘7放在沉降管中，位置在进水口1与出水口2之间并距进水口 1/3处，由支撑卡支撑；支撑卡由边长为20 cm的有机玻璃块制成，一共8个并均匀焊接在沉降管内壁上。

使用本发明的收割装置的微藻连续收割方法，包括以下步骤：

步骤一：将微藻连续收割装置固定在制定的固定架上；

步骤二：用PVC软管将微藻培养光感应器的一端与进水口连接，用PVC软管将出水口又接回微藻培养光反应器的另一端；

步骤三：利用动力设备（气泵）使藻液在微藻培养光反应器与所述微藻连续收割装置构成循环回路；

步骤四：待浓缩柱中微藻浓度达到30 mg/L时，打开出阀门，收割微藻后待做下一步处理工艺；

步骤五：通过调节动力设备控制沉降柱中的流速大小，同时调节出藻管上阀门，始终保持浓缩柱中微藻浓度在30 mg/L 以上，实现微藻的连续收割。

Claims (4)

1.一种微藻连续收割装置，其特征在于，包括沉降柱（3），所述沉降柱（3）下面连接一个比沉降柱管径小的浓缩柱（4），所述浓缩柱（4）下面连接一个管径比浓缩柱小的出藻管（5），所述出藻管（5）上安装有阀门（6）；所述沉降柱（3）的外壁上连接有进水口（1）和出水口（2），并且进水口（1）高于出水口（2），在沉降柱（3）的内壁上固定有多孔的消能盆（7），所述消能盆（7）的位置在进水口（1）和出水口（2）之间。

2.根据权利要求1所述的微藻连续收割装置，其特征在于，所述消能盘（7）盘面上按开孔率为80%开设直径为10 mm的小孔。

3.根据权利要求1所述的微藻连续收割装置，其特征在于，所述消能盘（7）位置在进水口与出水口之间并距进水口1/3处。

4.使用权利要求1所述微藻连续收割装置收割微藻的方法，其特征在于包括以下步骤：

用PVC软管将微藻连续收割装置的进水口与微藻培养光感应器的一端连接，将微藻连续收割装置的出水口接回微藻培养光反应器的另一端；

利用动力设备使藻液在微藻培养光反应器与所述微藻连续收割装置构成循环回路；

3）待微藻连续收割装置的浓缩柱中微藻浓度达到30 mg/L时，打开出藻管上的阀门，收割微藻；

4）通过调节动力设备调节沉降柱中的流速，同时调节出藻管上的阀门，始终控制浓缩柱中微藻浓度在30 mg/L 以上，实现微藻的连续收割。

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