CN106906116B - 管排式光生物反应器的清洁装置及光生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管排式光生物反应器的清洁装置及光生物反应器，所述管排式光生物反应器包括至少一个管道，在所述管道内设有n个隔板，所述隔板将所述管道分隔成n+1个平行的单列管道，所述清洁装置包括多个清洁环和至少一牵引套；所述清洁环位于各所述单列管道内，所述清洁环包括磁性环体和所述磁性环体外设置的清洁结构层，所述清洁结构层能匹配贴合各所述单列管道内壁，能以摩擦方式清洁各所述单列管道内壁；所述牵引套对应各清洁环套于所述管道外周，所述牵引套具有能与各所述磁性环体相互作用的磁力，借此所述牵引套能带动所述清洁环在所述单列管道内移动。可以防止透明管排式光生物反应器内生长的藻附着管壁积累，提高透光性和生产效率。

Description

管排式光生物反应器的清洁装置及光生物反应器

技术领域

本发明涉及一种藻类培养技术，尤其涉及一种防止光生物反应器的透明管排内生长的藻附着管壁积累的一种管排式光生物反应器的清洁装置及光生物反应器。

背景技术

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，且营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。

然而，自然界中并不存在可以直接收集加工的大量现成微藻资源。开发供人类社会发展所需的微藻资源，首先要规模化工程培养生产微藻原料。目前，微藻规模化人工培养微藻主要有开放池和封闭光生物反应器两类方式：开放池为开放式(如跑道池)反应器，其投资成本低，且位于室外，能直接利用太阳光。但是该方式培养条件不稳定，并存在严重的污染问题。而封闭式光生物反应器，虽然投资费用相对较大，但由于可以调控多项培养参数，更易于控制生物污染，培养微藻的产率更高，因此成为近年来本领域研发重要趋势。

封闭式光生物反应器目前比较常见的有玻璃管道式光生物反应器、气浮(airlift)式光生物反应器。气浮式光生物反应器是将藻液放置在一个容器中，通过从底部供CO₂，CO₂不仅作为碳源被利用，同时由于气体上升的过程中，带动藻液运动，起到搅拌和均质的作用，以便于藻液中的细胞都可均匀地接受光照。立式管排光生物反应器就是一种气浮式光生物反应器，如图1所示的结构，其包括数个高度为6m左右的管排式光生物反应器(参见公开号CN 204097493U的中国实用新型专利)竖直放置，管排整体呈圆角矩形，且管壁厚度3.2mm，而n个筋板(中间的隔板)的厚度大约在2mm左右，将管排分隔成n+1个平行的单列管道，这些隔板布置可以是均布也可以是不均匀布置，隔板的角度通常为垂直于管壁，也可为具有一定角度，可以实现对藻液流体的状态的改变，形成湍流，利于藻液充分接受光照，提高产量。当管排式光生物反应器竖直放置时，它是采用气浮搅拌的方式，避免微藻沉降并极大地提高微藻细胞受光照概率，以促使同二氧化碳混合均匀，促进微藻细胞的生长。但是，经养藻实验发现，管排式光生物反应器内壁藻的附着情况非常严重，往往经过一次养藻之后，即使通过高压水枪冲洗也很难清除，直接影响第二次养藻，而且这种现有清洗方式也非常地耗水。藻附着在反应器内壁后，影响透光性，而且附着的藻也很容易腐败，滋生细菌，污染藻液。

但是，除此之外，目前对于预防藻细胞贴壁，尤其是藻细胞贴壁后的清理，尚未有高效的措施，目前只能通过高压水冲洗、NaClO3溶液浸泡，在培养结束后清理贴壁的藻细胞，亟需一种有效的防止藻细胞贴壁的措施。

现有封闭式光生物反应器技术中，由于从培养到收获，管道需要保持相对封闭培养环境。现有的大规模藻培养用光生物反应器的清洗工艺，一般只能在收获后进行，但此方式无法维护“养藻过程中”管壁透光度、导致对自然光利用效率无法提升。而专门留出时间段来清洗设备，则会使光生物反应器的有效使用时间占比降低，无法获得光生物反应器的最大培养效率。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种管排式光生物反应器的清洁装置及光生物反应器，解决管排式光生物反应器微藻贴壁的清理难题。

本发明的一个次要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种管排式光生物反应器的清洁装置及光生物反应器，有效预防贴壁现象的发生提高透光性和生产效率。

本发明的一个次要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种管排式光生物反应器的清洁装置及光生物反应器，降低生物反应器维护成本。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种管排式光生物反应器的清洁装置，所述管排式光生物反应器包括至少一个管道，在所述管道内设有n个隔板，所述隔板将所述管道分隔成n+1个平行的单列管道，其中，所述清洁装置包括多个清洁环和至少一牵引套；所述清洁环位于各所述单列管道内，所述清洁环包括磁性环体和所述磁性环体外设置的清洁结构层，所述清洁结构层能匹配贴合各所述单列管道内壁，能以摩擦方式清洁各所述单列管道内壁；所述牵引套对应各清洁环套于所述管道外周，所述牵引套具有能与各所述磁性环体相互作用的磁力，借此所述牵引套能带动所述清洁环在所述单列管道内移动。

根据本发明的一实施方式，其中，所述清洁环的磁性环体具有铁磁性或永磁性，对应地，所述牵引套具有永磁性或设有电磁铁。

根据本发明的一实施方式，其中，所述清洁环的磁性环体与所述牵引套的磁性相同或磁性相反。

根据本发明的一实施方式，其中，所述清洁环内具有顺所述单列管道轴向延伸的穿孔。

根据本发明的一实施方式，其中，所述清洁结构层为海绵、棉布、毛刷、尼龙丝、纱布或带有勾刺的弹性纤维。

根据本发明的一实施方式，其中，所述牵引套形状与所述排管外周形状匹配，所述牵引套为环形或具有开口的半包围环形。

根据本发明的一实施方式，其中，所述牵引套包括基材环体和多个磁块，所述磁块粘贴或嵌入所述基材环体的内表面，多个所述磁块沿所述基材环体的轴向和周向布置。

根据本发明的一实施方式，其中，所述清洁环的磁性环体包括基材环体和多个磁块，多个所述磁块粘贴或嵌入所述基材环体的外表面，所述磁块沿所述基材环体的轴向和周向布置。

根据本发明的一实施方式，其中，所述清洁环的磁块为磁性片体；所述清洁结构层包括多个分布式清洁片，所述清洁片沿所述基材环体的轴向和周向布置；所述磁性片体与所述清洁片交错分布。

根据本发明的一实施方式，其中，所述清洁环的磁性环体端部形成供引导藻液流经该穿孔的切角或圆导角。

根据本发明的一实施方式，其中，所述牵引套内壁面为倾斜面；所述清洁环磁性环体的外壁面也为倾斜面，二者的所述倾斜面相对应。

根据本发明的一实施方式，其中，所述牵引套内壁面具有柔性清洁层。

根据本发明的一实施方式，其中，所述柔性清洁层分布有供液管路，所述供液管路与供液装置连通。

根据本发明的一实施方式，其中，所述牵引套可由至少两个分体组装而成，所述分体之间通过连接件组装。

根据本发明的一实施方式，其中，另具有一驱动装置，所述驱动装置能带动所述牵引套顺所述管道的轴向移动；所述驱动装置上设有连接部，所述连接部连接一个或多个所述牵引套。

根据本发明的一实施方式，其中，所述管道为竖直方向延伸，且间隔一定轴向距离设置有一支撑结构。

根据本发明的一实施方式，其中，所述驱动装置带动一个或多个所述牵引套，所述牵引套在两个相邻所述支撑结构之间来回移动。

根据本发明的一实施方式，其中，所述连接部设有液体通道，所述液体通道与一供液装置连通；所述牵引套内壁面具有柔性清洁层，所述柔性清洁层分布有供液管路，所述供液管路通过所述液体通道与所述供液装置连通。

根据本发明的另一方面，一种光生物反应器，具有至少一个管道，在所述管道内设有n个隔板，所述隔板将所述管道分隔成n+1个平行的单列管道，其中，还具有如前所述的管排式光生物反应器的清洁装置。

由上述技术方案可知，本发明的管排式光生物反应器的清洁装置及光生物反应器的优点和积极效果在于：通过外部牵引套的控制和牵引，使内部的清洁环可被控制地移动并与管壁摩擦，移动的间隔周期、移动的速度、不同部位的摩擦力度都可调节和按需控制。所述清洁环中间具有供藻液体流过或气泡通过的穿孔(气浮式光生物反应器)，可在微藻培养期间，定期(如每天)进行一次清洁动作，有效地预防贴壁发生；可以保证光生物反应器连续化正常养藻，在不影响管道内藻液的流动和循环的情况下，维护管壁透光度，避免藻液受光性受到影响。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是现有技术中一种立式管排光生物反应器结构示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的牵引套结构示意图。

图3是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的清洁环结构示意图。

图4是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中使用状态结构示意图。

图5是根据另一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的清洁环结构示意图。

图6是根据另一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的牵引套结构示意图。

图7是根据再一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的清洁环结构示意图。

图8是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的驱动装置结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1.管排；10.单列管道；11.管壁；12.隔板；2.连通器；3.外部供给管道；4.牵引套；41.环体；41a.基材环体；42.柔性清洁层；43.供液管路；44.磁块；5.清洁环；51.磁性环体；51a.基材环体；52.清洁结构层；54.磁块；55.切角或圆导角；6.驱动装置；61.连接部；611.横杆；612.连接杆；613.滑套；62.导轨；63.底座；64.顶板。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

本发明实施例涉及的气浮式光生物反应器，作为示例如图1所示，其可具有至少一管排1，管排1高度在6米左右。管排1具有外周管壁11，以外周管壁11围成管道形，管排1内部设置有多个平行或不平行的隔板12，以在管排1的管道形空间内区隔出多个单列管道10。管壁11和隔板12可为透明材质制成，管壁11和隔板12的材质举例可为玻璃或高分子材料，高分子材料如PMMA、PVC、PC等。其中各管壁11厚度可大约在3.2mm左右，而中间的隔板12的厚度可大约在2mm左右。

管排1中各单列管道10底部可均连接于一连通器2，一外部供给管道3可通过这个连通器2与各单列管道10连通，借此向各单列管道10供给二氧化碳气体，二氧化碳气泡从反应器底部摇曳上升到达各单列管道10顶部的液面。如此，气浮式光生物反应器可采用气浮搅拌的方式，避免微藻沉降并极大地提高微藻细胞受光照概率，以促使同二氧化碳混合均匀，促进微藻细胞的生长。

本发明实施例主要提供一种配合上述管排式光生物反应器的清洁装置，清洁装置主要包括多个清洁环和至少一牵引套。

清洁环配置位于各单列管道内，清洁环包括磁性环体和磁性环体外设置的清洁结构层，磁性环体可为磁性材质，清洁结构层能匹配贴合各单列管道内壁，能以摩擦方式清洁各单列管道内壁。

牵引套对应各清洁环套于管排外周，牵引套具有能与各磁性环体相互作用的磁力，以外力推动牵引套轴向移动，牵引套能利用磁吸或磁斥作用驱动内环体在单列管道内进行轴向移动。借此牵引套能带动清洁环在单列管道内移动。

牵引套利用磁作用带动清洁环，一实施方式中，二者其中之一可具有永磁性，另一个具有铁磁性；再有一实施方式，也可以两者都具有磁性相同或不同的永磁性；再一实施方式中，二者其中之一可设有电磁铁装置，另一个具有铁磁性或永磁性。应该理解的是，本发明中可利用任何能实现二者之间的磁驱动作用的技术手段。

使用中，只需将各清洁环提前放置在各管道中，由于清洁环为环状，所以并不会影响内部液体的流通。牵引套可以对应地固定套在管排外，也可以是可拆卸的，需要进行管道清洁时，对应地安装上牵引套，然后以外力带动牵引套顺管排轴向移动，以进行定期的管道清洁。可在微藻培养过程中，定期(如每天)动作一次，有效地预防贴壁发生。也可用于在培养结束后清洗管道。以此光生物反应器可以连续化正常养藻，在不影响管道内气浮搅拌作用的情况下，能利用上述清洁装置维护管壁透光度，避免藻液受光性受到影响。

以下结合附图，对本发明具体实施例，举例说明如下：

清洁装置整体实施例

图2是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的牵引套结构示意图。图3是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的清洁环结构示意图。图4是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中使用状态结构示意图。

图中以应用于管排1的清洁装置为例进行说明，单个管排1上安装的清洁装置主要包括位于管排1外的牵引套4和位于各单列管道10内的多个清洁环5，使用中两者隔着管壁11内外对齐。图中单列管道10以组合式方管为例进行说明，但本领域技术人员应该理解，管排1也可为其它可以使用的管排形式。

如图2、图3及图4所示，牵引套4的环体41是裹于管排1外的一环形结构。环体41的环形结构可对应管排1的形状选择为方环形等其它能匹配套在管排1外的中空环形结构。环体41的内侧周面与管排1的外壁面之间具有较小的活动间隙，比如控制在0.3mm-1mm，以便于牵引套4能在管排1外进行沿管排1的延伸方向和自由移动。

环体41可为一体成形的环形或具有开口的半包围环形。这里半包围环形要与管排1外周面相匹配。环体41可由铁磁性材料或永磁材料一体制成。铁磁性(Ferromagnetism)指的是一种材料的磁性状态，具有自发性的磁化现象。各材料中以铁最广为人知。铁磁性材质例如铁、钴、镍这类金属或相关合金。永磁材料是指，一经磁化即能保持恒定磁性的材料。永磁材料例如：铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料等。

如图2、图3及图4所示，清洁环5可包括磁性环体51和清洁结构层52。磁性环体51可由铁磁性材料或永磁材料一体制成。磁性环体51内为顺着单列管道10轴向延伸的穿孔，即该磁性环体51是一种空心的环体结构。穿孔可供藻液顺利通过，使得磁性环体51进行轴向移动时，不影响气浮运动，同时减少了磁性环体51轴向移动时的阻力。磁性环体51可对应单列管道10的形状选择为方环形等其它能匹配套装在单列管道10内的中空环形结构。清洁环5的外侧周面与单列管道10的内壁面之间可具有一活动间隙，以便于清洁环5能在单列管道10内进行自由的轴向移动。

本发明是利用该牵引套4的环体41隔着单列管道10的管壁11，对该磁性环体51产生吸引力(也可以是排斥力)，在该牵引套4移动时，驱动该磁性环体51沿着单列管道10的内壁移动，磁性环体51外部设置的清洁结构层52对单列管道10的内壁形成一定压力并摩擦内壁，不断清除单列管道10内壁上附着的藻，始终保持管道的透光度，提升光生物反应器的光利用效率。

磁性结构实施例

图6是根据另一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的牵引套结构示意图。图7是根据再一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的清洁环结构示意图。

考虑目前市场上商品化的永磁体都有固定的形状，若制作异型结构将会带来难度、磁性受影响、制作成本高等问题。为此，本发明还可以如图6所示的另一实施方式，牵引套4的环体41包括基材环体41a及多个磁块44。多个磁块44也可替换为多个电磁部件。基材环体41a可由非磁性材质制成，例如碳钢、塑料、不锈钢等。磁块44可为铁磁性材料或永磁性材料制成片状结构，例如圆形片、方形片。磁块44可固定安装在基材环体41a外侧表面、内侧表面或嵌入其中。可在基材环体41a内侧表面形成多个凹槽，以容置这些磁块44，避免这些磁块44凸出于基材环体41a内侧表面，可防止磁块44刮碰管道的外壁，避免划伤。也可选择将这些磁块44嵌装在基材环体41a内，可防止磁块44刮碰管道的外壁，避免划伤。多个磁块44可沿轴向和圆周均匀布置，以提供均匀的磁性力。多个磁块44可采用粘接、铆接、螺接或嵌装的方式固定在基材环体41a上。相邻磁块44之间可形成的间隙，恰可安装清洁所用的毛刷、尼龙丝等组成一柔性清洁层42。为了增加清洁效果，较佳使磁块44之间交错分布，而柔性清洁层42中的毛刷块等也交错分布。

多个电磁部件同样可沿轴向和周向均匀布置，以提供均匀的磁性力。多个电磁部件可采用粘接、铆接、螺接或嵌装的方式固定在基材环体41a上。牵引套4采用电磁部件，可有利于控制磁力大小，以控制摩擦力等工作参数。对应的，清洁环5可选择具有永磁性，有利于相邻单列管道10中的清洁环5相互之间进行磁吸控制，可增强对隔板12的清洗效果，同时防止清洁环5对应隔板12的一侧因无外部磁作用力而失衡。

另一实施方式中，参照图7所示，清洁环5的磁性环体51包括基材环体51a和多个磁块54。基材环体51a可由非磁性材质制成，例如碳钢、塑料、不锈钢等。然后将多个铁磁性或永磁性材料制成的磁块54固定安装在基材环体51a外侧表面、内侧表面或嵌入其中。多个磁块54沿轴向和周向均匀布置。可采用粘接、铆接、螺接或嵌装的方式实现磁块54与磁性环体51二者的固定，基材环体51a材质的选择以不会对藻的培养产生毒害为宜。这一实施例中，清洁结构层52可包括多个分布式清洁片，清洁片沿轴向和周向布置；较佳使磁块54之间交错分布，而清洁结构层52中的清洁片等也交错分布。

通过上述结构设计，便可直接利用现有的永磁块加工成预定形状的环体41和磁性环体51，加工难度大大降低，制作成本降低。

另一种实施方式是，可以将磁粉按一定比例混入用于制作牵引套4的环体41及磁性环体51的成型材料之中，可一体成型地制作环体41及内磁性环体51，能够降低前述二者的成型难度，并方便地按照需要的形状和尺寸制作。

清洁装置进一步结构实施例

进一步地，牵引套4内壁面还可具有一柔性清洁层42。柔性清洁层42可为软布或软毛层。柔性清洁层42还可分布有供液管路43，供液管路43能与一供液装置连通。通过管路的供水或其它清洁液体，可将柔性清洁层42湿润，增加对管排1表面尘土的清洁效果。

进一步地，牵引套4可由至少两个分体组装而成，选择是两个分体时，两个分体可分别套在管排1外壁之后，再通过螺栓等连接件组合成一个整体的外框结构。如此，便可以管排1外侧组装安装牵引套4，而不需要从管排1的顶部自上而下地套入，使组装更具便利性。

图5是根据另一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的清洁环结构示意图。

进一步举例，如图5所示，由于本发明的清洁装置并不是一直来回移动，在实际的藻培养过程中，清洁环5可以静止在某一部位。因此，在清洁环5上下两端部静止处容易形成死角，死角的形成将会导致较为严重的藻附着和积累。为解决此问题，一种选择是，在位于穿孔两开放端的磁性环体51端部形成切角或圆导角55。该切角或圆导角55的一末端较佳是连接于单列管道10的内壁，可起到引导藻液流经该穿孔的效果，以减小流体阻力，减少死角造成的藻类积累。CO₂气泡上升的过程中，即使遇到清洁环5的阻碍，也会很容易通过切角或圆导角55的导引继续上升。又因为力的作用是相互的，也可以减小清洁环5在单列管道10内部上下移动的阻力。清洁环5在单列管道10内，可以选择一定间隔周期的向上或向下移动一个行程，可选择在大部分时间停留在单列管道10顶端或底端，这个时候需要考虑其本身给CO₂上升带来的阻力，因此清洁环5的磁性环体51的径向厚度不宜过厚，当然倒角也是一种处理方式。还可根据不同的藻种，不同的生长周期，以及通入CO₂的流量和压力等情况，在设备的控制中心设定磁性牵引套4运动的周期或频率、以及幅度。

进一步举例，牵引套4的环体41各内壁面可为倾斜面，倾斜面相对于轴线的倾斜度一般可大于3度并小于10度。举例来说，顺单列管道10的轴向，环体41内壁面一端向另一端逐渐扩大或缩小。对应地，磁性环体51各外壁面也可为倾斜面，倾斜面相对于轴线的倾斜度一般可大于3度并小于10度。举例来说，顺单列管道10的轴向，磁性环体51外侧周面一端向另一端逐渐扩大或缩小，一种选择是，磁性环体51的外壁面倾斜度可以与牵引套4环体41的内壁面倾斜度配合，两种倾斜度角度近似，而且互为补充，会在二者之间形成一基本平行的间隙。如此，牵引套4和清洁环5的磁吸作用力可向一侧进行倾斜，避免该磁作用力仅垂直于单列管道10的轴向，可产生一在轴向上的相互作用力的轴向分力。通过环体41内壁面与磁性环体51外壁面的对应设置，来增加在牵引移动方向的磁力分量，提高牵引移动的效率。对应的可将磁性环外部的清洁结构层52的厚度做相应变化，可以补足磁性环体两端的外径差，使清洁效果更均匀。

清洁结构层实施例

图2是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的牵引套结构示意图。图3是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的清洁环结构示意图。图4是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中使用状态结构示意图。

进一步举例，如图2、图3及图4所示，清洁结构层52可固定于磁性环体51的外周面，可通过弹力裹紧在磁性环体51之外，也可以通过连接件进行固定。清洁结构层52位于磁性环体51与单列管道10内壁面之间，以便利用摩擦清洁单列管道10的内壁面。清洁结构层52可具有一定厚度，一实施方式中，清洁结构层52厚度方向也可以是不均匀的，比如一端向另一端逐渐增厚或变薄；一实施方式中，清洁结构层52在厚度上也可以具有螺旋状沟槽或凸起，这些围绕磁性环体51的外周面设置的螺旋状沟槽或凸起，能进一步增加清洁效果。

清洁结构层52可选择为海绵、棉布、毛刷、尼龙丝、纱布、百洁布等。虽然这些可以使用，但是清洁效果不是特别理想。附着在管内的藻具有粘性，积累后摩擦力度不够是不容易去除的，而摩擦力度太大，则外部磁性牵引装置较难满足要求。一种实施例是，清洁结构层52使用带有勾刺的弹性纤维(或称尼龙钩带)，这种结构包括基底布和基底布表面的带有勾刺的弹性纤维。带有勾刺的弹性纤维现在一般用在服装或鞋子上作为搭扣(魔术贴的钩面)使用，应用为本实施例的清洁装置，对具有粘性的藻类清洁效果非常好，因魔术贴的硬度适中，且与管道直接接触的并不是尖头而是弯曲的钩面，因此也可以减少对管壁的磨伤，且能够达到理想的清洁效果。管排1通常采用硬度较小的PVC等透明高分子材料，对尖细的摩擦物较为敏感，因此采用带有勾刺的弹性纤维具有保护管壁的效果。

通过牵引套4的控制和牵引，使清洁环5可被控制地移动并与管壁摩擦，移动的间隔周期、移动的速度、不同部位的摩擦力度都可以调节。实现理想的清洁效果。当然，清洁环5使用一定周期后，应选择取出清洁或更换清洁结构层52。

驱动装置实施例

图8是根据一示例性实施方式示出的管排式光生物反应器的清洁装置中的驱动装置结构示意图。

如图8所示，作为示例，另提供一驱动装置6，驱动装置6能带动所述牵引套4顺管排1的轴向移动。驱动装置6主要包括：连接部61、导轨62、底座63和顶板64。连接部61整体可呈T形，包括一个横杆611、一个连接杆612和两个滑套613。连接杆612可垂直地连接在横杆611中部，横杆611两端形成有两个滑套613，连接杆612以一开放端与至少一牵引套4连接。两个导轨62竖直地平行安装在底座63上，顶板64在顶部与两个导轨62固定连接，以固定两个导轨62。两个滑套613对应套在两个导轨62上，并且可以上下滑动。借此，连接部61可带动牵引套4沿导轨62上下滑动。

为实现自动清洁控制，还可设置动力装置，动力装置例如可安装在底座63或顶板64，动力装置可以选择为气缸或液压缸，以推动连接部61进行上下移动。动力装置还可连接智能控制装置，以实现自动控制。或者，该导轨62是一个丝杠，底座63内具有驱动马达，马达正反向转动可带动丝杠旋转，使丝杠上结合的滑套613连同连接杆612一起上下移动。

横杆611及/或连接杆612中间可设有供液通道，或设置电磁装置的电线等。通过供液通道可与外部的可伸缩水管连接，以连接外部供液装置。在需要的时候，可通过供液通道，将牵引套4的内侧的柔性清洁层42浸湿，擦净管排1外部的尘土。

在实际的生产中，因为管排1一般高度在6米以上，一般会选择在管排1的上中下三个位置设置支撑结构，例如以一个支撑框架支撑管排1稳定性。因此在一个驱动装置6上可以设置两到三个连接部61，以便于，对应连接两到三个牵引套4，而牵引套4的运动幅度被外部支撑结构限制，如此以来，可以通过两到三个牵引套4各自在两个支撑结构之间的行程中运动。在对清洁规模较大的管排时，选择如此进行分段清洁，可以保证清洁效率。

通过外部牵引套的控制和牵引，使内部的清洁环可被控制地移动并与管壁摩擦，移动的间隔周期、移动的速度、不同部位的摩擦力度都可调节和按需控制。能实现理想的清洁效果，并且可以节省能量，节省整体耗水量，可在培养进行中提高管壁的透光度，促进藻生长。可在养藻过程中启动清除附着藻和防治贴壁，不影响生产进度。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本文所述的实施例说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (15)

1.一种管排式光生物反应器的清洁装置，所述清洁装置用于清洗所述管排式光生物反应器的管道，在所述管道内设有n个隔板，所述隔板将所述管道分隔成n+1个平行的单列管道，其特征在于，所述清洁装置包括多个清洁环和至少一牵引套；

所述清洁环位于各所述单列管道内，所述清洁环包括磁性环体和所述磁性环体外设置的清洁结构层，所述清洁结构层能匹配贴合各所述单列管道内壁，能以摩擦方式清洁各所述单列管道内壁；

所述牵引套对应各清洁环套于所述管道外周，所述牵引套具有能与各所述磁性环体相互作用的磁力，借此所述牵引套能带动所述清洁环在所述单列管道内移动；

所述清洁环内具有顺所述单列管道轴向延伸的穿孔；

所述清洁环的磁性环体端部形成供引导藻液流经该穿孔的切角或圆导角；

所述牵引套内壁面为倾斜面；所述清洁环磁性环体的外壁面也为倾斜面，二者的所述倾斜面相对应。

2.如权利要求1所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述清洁环的磁性环体具有铁磁性或永磁性，对应地，所述牵引套具有永磁性或设有电磁铁。

3.如权利要求1所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述清洁环的磁性环体与所述牵引套的磁性相同或磁性相反。

4.如权利要求1所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述清洁结构层为海绵、棉布、毛刷、尼龙丝、纱布或带有勾刺的弹性纤维。

5.如权利要求1所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述牵引套形状与所述管道外周形状匹配，所述牵引套为环形或具有开口的半包围环形。

6.如权利要求1至5任一项所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述牵引套包括基材环体和多个磁块，所述磁块粘贴或嵌入所述基材环体的内表面，多个所述磁块沿所述基材环体的轴向和周向布置。

7.如权利要求1至5任一项所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述清洁环的磁性环体包括基材环体和多个磁块，多个所述磁块粘贴或嵌入所述基材环体的外表面，所述磁块沿所述基材环体的轴向和周向布置。

8.如权利要求7所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述清洁环的磁块为磁性片体；所述清洁结构层包括多个分布式清洁片，所述清洁片沿所述基材环体的轴向和周向布置；所述磁性片体与所述清洁片交错分布。

9.如权利要求1至5任一项所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述牵引套内壁面具有柔性清洁层。

10.如权利要求9所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述柔性清洁层分布有供液管路，所述供液管路与供液装置连通。

11.如权利要求1至5任一项所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述牵引套由至少两个分体组装而成，所述分体之间通过连接件组装。

12.如权利要求1至5任一项所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，另具有一驱动装置，所述驱动装置能带动所述牵引套顺所述管道的轴向移动；所述驱动装置上设有连接部，所述连接部连接一个或多个所述牵引套。

13.如权利要求12所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述驱动装置带动一个或多个所述牵引套。

14.如权利要求12所述的管排式光生物反应器的清洁装置，其特征在于，所述连接部设有液体通道，所述液体通道与一供液装置连通；所述牵引套内壁面具有柔性清洁层，所述柔性清洁层分布有供液管路，所述供液管路通过所述液体通道与所述供液装置连通。

15.一种光生物反应器，具有至少一个管道，在所述管道内设有n个隔板，所述隔板将所述管道分隔成n+1个平行的单列管道，其特征在于，还具有如权利要求1至14任一项 所述的管排式光生物反应器的清洁装置。

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