CN105062868B - 一种利用微气泡持续气浮收集跑道池藻细胞的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用微气泡持续气浮收集跑道池藻细胞的装置，由将收集孔与跑道池的其它区域分隔开的分隔装置和微气泡发生装置组成，微气泡发生装置和收集孔位于不同的区域，微气泡发生装置设置在跑道池的池底。本发明与现有的藻细胞初步浓缩方式相比具有以下优点：（1）本发明在微藻培养至密度较高时架设，可对藻液进行持续性收集，整个环节只会产生少量能耗。（2）实时对高浓度藻液进行浓缩收集，耗时短，不会引起细菌滋生、生物量损失等问题。（3）本发明结构简单，方便组装拆卸。（4）本发明成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻规模化培养的生产成本。

Description

一种利用微气泡持续气浮收集跑道池藻细胞的装置
技术领域
本发明涉及一种利用微气泡持续气浮收集跑道池藻细胞的装置，属于微藻培养工程领域。
背景技术
全球工业化进程加速导致能源需求量不断增加，而传统化石能源又具有不可再生性，储量在日益减少。根据相关专家估计，石油还可以持续开采41年，煤炭为155年，天然气为53年，可再生能源的研发已经是急需解决的课题；除此之外，化石能源的燃烧产生的废气、废物、废液对环境造成了难以修复的污染，严重影响了生态环境以及人类的健康。研究、开发一种可再生、环境友好型能源以满足人类的能源需求，减少对环境的破坏，是人类面临的亟待解决的重大课题。生物能源是通过各种生物可再生原料进行生产的能源，包括燃料制氢、生物柴油、燃料乙醇、生物质颗粒燃料等，是一种可再生、环境友好型的新能源。目前，生物能源的开发利用已经取得了很大进展，且被誉为最有可能代替化石能源的新型能源。微藻具有油脂含量高、培养过程不占用耕地、生长周期短、生长速度快等特点；因此被称为最有前景的生物能源候选物种。
微藻规模化培养中，跑道池为主的开放式培养因其成本低廉，技术门槛较低而被广泛应用于多种微藻的培养。然而该培养方式亦具有一些缺点：受到气候条件影响非常大、容易遭受原生动物及杂藻的污染、易滋生细菌、光及二氧化碳的利用率低等。因此，其培养的藻细胞密度也相对较低。在微藻的收获过程中，除螺旋藻外，其它大部分微藻种类均以离心收集为主。离心机不仅价格高昂，能耗亦非常之大；离心收获的成本在微藻养殖成本中的比例非常高。当藻液的密度很低时，离心收集所需的能耗将会加倍；不仅提高了微藻培养的成本，亦严重影响了离心机的使用寿命。如果在离心收集之前能够对微藻进行有效的初步浓缩，可以有效的提高离心机的收集效率，降低能耗，并因此大幅度降低微藻培养的成本。
目前，多数生产厂家将跑道池中的所有藻液转移至沉淀池自然沉降，沉降结束后再将转移沉淀池中上部的藻液至跑道池循环利用。通过此种方式达到初步浓缩藻液的目的。该方法耗时漫长，且对非底栖性藻类而言，效果亦不甚理想。除此之外，因为沉降过程中，绝大多数微藻都处于黑暗的环境中，所以微藻生物量也会遭受相当的损失。同时，亦容易滋生细菌，且反复转移藻液亦会产生巨大的能耗。
水体中的微气泡能够附着于细小颗粒和微藻，藻细胞受到气泡浮力的影响，会上浮至水体表面。通过在水体中散布大量微气泡，将藻细胞富集于水体表面。若能够只将该部分藻液转移至沉淀池或离心机，将会有效减少能耗，提高离心效率，降低微藻培养成本。同时，与传统的自然沉降方法相比，亦能减少对微藻品质的影响。通过适当的方法实现对藻细胞实时、有效的初步浓缩，能够大幅度提高微藻的离心效率，降低微藻的培养成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种成本低、方便组装及拆卸的藻细胞初步浓缩装置，以能够在将藻液转运至离心机之前，持续的对藻细胞进行浓缩收集，从而提高离心效率，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种利用微气泡持续气浮收集跑道池藻细胞的装置，由将收集孔与跑道池的其它区域分隔开的分隔装置和微气泡发生装置组成，微气泡发生装置和收集孔位于不同的区域，微气泡发生装置设置在跑道池的池底。
本发明提供了一种分隔装置，其具体结构是：由气浮板和卡槽组成，卡槽设置在跑道池末端的两侧池壁及池底，气浮板两侧及下侧通过卡槽固定于跑道池末端的两侧池壁及池底，通过卡槽将气浮板固定于跑道池末端半圆形区域，从而将收集孔周围的一部分区域与跑道池的其它区域有效分隔。
优选的，气浮板可以沿着两侧池壁上的卡槽上下移动。
优选的，气浮板与跑道池壁的夹角介于10-30度之间。进一步的，气浮板与跑道池壁的夹角是15度。
优选的，气浮板宽度为跑道池总宽度的1/4-2/3；气浮板高度低于跑道池壁高度，与藻液面保持一致或高于藻液面1-3cm。
优选的，卡槽两侧通过粘接铝合金结构至跑道池侧壁或在跑道池壁上预留或者挖凿缝隙构建；池底卡槽通过在池底预留或者挖凿缝隙构建。
优选的，气浮板与卡槽可拆卸式连接。
优选的，气浮板材质为具有一定弹性的有机玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、橡胶、树脂的薄板。
本发明面向水流方向，通过卡槽将气浮板固定于跑道池末端半圆形区域，将跑道池的收集孔与跑道池其它区域有效分隔。气浮板高度与液面保持一致或略高于液面1-3cm；微藻培养至适当密度时，打开微气泡发生装置，微气泡发生装置散布大量微气泡，气浮板前方的藻细胞受到气浮作用，会在水体表面大量聚集；由于藻液移动至气浮板处时，受到气浮板的阻挡，该处液面会略高于跑道池其它部分的液面；表层高密度的藻液越过气浮板进入分隔区并流入跑道池收集孔；通过该装置可实现对藻液的实时、持续的初步浓缩；从而提高离心效率，降低收获成本。
该装置方便拆卸，易建造。
本发明与现有的藻细胞初步浓缩方式相比具有以下优点：（1）本发明可有效、实时的浓缩藻细胞，整个环节只会产生少量能耗。（2）不会引起细菌滋生、生物量损失等问题。（3）本发明结构简单，方便组装拆卸。（4）本发明成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻规模化培养的生产成本。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明置于跑道池中俯瞰示意图。
图中，1气浮板，2卡槽，3微气泡发生装置，4跑道池，5收集孔，6藻液面。
具体实施方式
实施例1
图1、2所示，本实施例提供的一种利用微气泡持续气浮收集跑道池藻细胞的装置，由将收集孔与跑道池的其它区域分隔开的分隔装置和微气泡发生装置组成，微气泡发生装置和收集孔位于不同的区域，微气泡发生装置设置在跑道池的池底。
分隔装置具体结构是：由气浮板和卡槽组成，卡槽设置在跑道池末端的两侧池壁及池底，气浮板两侧及下侧通过卡槽固定于跑道池末端的两侧池壁及池底，通过卡槽将气浮板固定于跑道池末端半圆形区域，从而将收集孔周围的一部分区域与跑道池的其它区域有效分隔。
气浮板可以沿着两侧池壁上的卡槽上下移动。气浮板与跑道池壁的夹角是15度。
气浮板宽度为跑道池总宽度的1/3；气浮板高度低于跑道池壁高度，高于藻液面1cm。
卡槽两侧通过粘接铝合金结构至跑道池侧壁；池底卡槽通过在池底预留缝隙构建。气浮板与卡槽可拆卸式连接。
气浮板材质为具有一定弹性的有机玻璃薄板。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种利用微气泡持续气浮收集跑道池藻细胞的装置，其特征在于，由将收集孔与跑道池的其它区域分隔开的分隔装置和微气泡发生装置组成，微气泡发生装置和收集孔位于不同的区域，微气泡发生装置设置在跑道池的池底；
所述的分隔装置由气浮板和卡槽组成，卡槽设置在跑道池末端的两侧池壁及池底，气浮板两侧及下侧通过卡槽固定于跑道池末端的两侧池壁及池底，通过卡槽将气浮板固定于跑道池末端半圆形区域，从而将收集孔周围的一部分区域与跑道池的其它区域有效分隔；
气浮板可以沿着两侧池壁上的卡槽上下移动；气浮板与跑道池壁的夹角介于10-30度之间；气浮板宽度为跑道池总宽度的1/4-2/3；气浮板高度低于跑道池壁高度，与藻液面保持一致或高于藻液面1-3cm；
卡槽两侧通过粘接铝合金结构至跑道池侧壁或在跑道池壁上预留或者挖凿缝隙构建；池底卡槽通过在池底预留或者挖凿缝隙构建；
气浮板与卡槽可拆卸式连接；
气浮板材质为具有一定弹性的有机玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、橡胶、树脂的薄板。
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