CN108060063A - 一种多功能微藻浮选装置及操作方法 - Google Patents

一种多功能微藻浮选装置及操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108060063A
CN108060063A CN201810135017.6A CN201810135017A CN108060063A CN 108060063 A CN108060063 A CN 108060063A CN 201810135017 A CN201810135017 A CN 201810135017A CN 108060063 A CN108060063 A CN 108060063A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flotation
microalgae
solid
pearl
algae solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810135017.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108060063B (zh
Inventor
李彦鹏
徐开伟
邹小彤
文豪
沈洲
路瑞
谢铮胜
杜胜利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changan University
Original Assignee
Changan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changan University filed Critical Changan University
Priority to CN201810135017.6A priority Critical patent/CN108060063B/zh
Publication of CN108060063A publication Critical patent/CN108060063A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108060063B publication Critical patent/CN108060063B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04—Cell isolation or sorting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/16—Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多功能微藻浮选装置，包括支架和竖直安装在支架上的浮选柱，浮选柱的中部设置有藻液注入机构，浮选柱的底部设置有固体浮珠注入机构和气体注入机构，浮选柱的上部设置有微藻收集机构，藻液注入机构包括藻液贮存桶和藻液注入管；本发明公开一种多功能微藻浮选装置的操作方法，包括：一、向浮选柱内注满待浮选藻液；二、对浮选柱内的待浮选藻液进行预处理；三、向浮选柱内注入浮选介质，浮选待浮选藻液中的微藻；四、排出微藻浮选后的清液。本发明不仅能够满足气体浮选微藻或者固体浮珠浮选微藻单一方法的操作，而且能够满足气体浮选微藻和固体浮珠浮选微藻相结合的方法的操作，减轻了实验人员的劳动强度，实现了微藻的高效采收。

Description

一种多功能微藻浮选装置及操作方法
技术领域
本发明属于微藻浮选技术领域，具体涉及一种多功能微藻浮选装置及操作方法。
背景技术
微藻是一种个体微小的藻类，由单细胞或数个细胞组成。微藻富含蛋白质，维生素和不饱和脂肪酸等物质，且生长速度快，单位面积产量高。在动物饲料、保健食品和生物燃料等方面有着非常广泛的应用。但是，当微藻出现在许多河流湖泊和人工水体中时，不仅影响自然美观，而且恶化生态环境，然而，由于微藻个体微小，藻液浓度很低，因此，微藻采收分离难度很大。
据研究，在微藻产业链中采收环节所消耗的成本占整个生产成本的20％～30％，目前，微藻浮选的方式有两种：一种是气浮法，气浮法主要应用在选矿、采油和废水处理等领域的基础与应用研究领域，后来经过不断的发展，逐渐开始应用于微藻采收过程，基本原理为:向藻液中注入空气，藻液中微藻吸附在气泡上，带动微藻上浮至藻液的表面，便于收集；另一种无泡浮选的方法，主要采用磁珠代替气泡，通过外加电磁场使微藻与磁珠电磁结合，从而达到高效低耗的微藻采收目的，但是外力场的增加也导致了额外的能量消耗、同时带来电磁场调控、磁珠制备等技术问题。随着科技技术的不断发展，出现了采用低密度固体浮珠代替气泡，在藻液中形成可上浮的“微藻-固体浮珠”结合体，从而达到低耗高效的采收目的；但是，目前，对于微藻浮选装置的选择还没有特定的标准，对于评判最后的浮选效率没有可靠的比较性，而且大部分需要手动去操作，耗费大量的人力、物力和财力，因此，应该提供一种多功能微藻浮选装置及操作方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多功能微藻浮选装置，其结构简单、设计合理，通过在浮选柱的中部设置藻液注入机构，在浮选柱的底部设置固体浮珠注入机构和气体注入机构，在浮选柱的上部设置微藻收集机构，使本浮选装置不仅能够满足气体浮选微藻或者固体浮珠浮选微藻单一方法的操作，而且能够满足气体浮选微藻和固体浮珠浮选微藻相结合的方法的操作，结构紧凑，操作便捷，投入成本低，减轻了实验人员的劳动强度，实现了微藻的高效采收。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：包括支架和竖直安装在所述支架上的浮选柱，所述浮选柱的中部设置有藻液注入机构，所述浮选柱的底部设置有固体浮珠注入机构和气体注入机构，所述浮选柱的上部设置有微藻收集机构，所述藻液注入机构包括藻液贮存桶以及用于连通所述藻液贮存桶和浮选柱的藻液注入管，所述浮选柱的底部开设有固体浮珠入口、气体注入口和清液泄流口，所述固体浮珠注入机构包括内部贮存有固体浮珠的固体浮珠贮存箱、与固体浮珠贮存箱连接的蠕动泵和用于连通蠕动泵与所述固体浮珠入口的固体浮珠注入管，所述气体注入机构包括气泵和用于连通气泵与所述气体注入口的气体注入管，所述清液泄流口位置处安装有清液泄流管，所述微藻收集机构包括套装在浮选柱顶部的收集槽和安装在收集槽底部的微藻收集管，所述藻液注入管上安装有藻液注入阀，所述微藻收集管上安装有微藻排出阀，所述清液泄流管上安装有清液泄流阀，所述固体浮珠注入管上安装有固体浮珠注入阀，所述气体注入管上安装有气体注入阀。
上述的一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：所述支架包括矩形框架和安装在所述矩形框架顶部的安装板，所述浮选柱为圆形浮选柱，所述浮选柱的底部通过法兰安装在所述安装板上，所述安装板上开设有与所述浮选柱内径相同的流通孔。
上述的一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：所述气体注入管上安装有逆止阀和气体流量计。
上述的一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：所述固体浮珠贮存箱内设置有搅拌棒。
上述的一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：所述固体浮珠为空心硅硼酸钠珠、空心粉煤灰或空心乳胶珠。
本发明还提供了一种浮选装置的操作方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、向浮选柱内注满待浮选藻液：
首先，关闭微藻排出阀、清液泄流阀、固体浮珠注入阀和气体注入阀，开启藻液注入阀；其次，向藻液贮存桶内注满预先准备好的待浮选藻液后，关闭藻液注入阀；
步骤二、对浮选柱内的所述待浮选藻液进行预处理；
步骤三、向浮选柱内注入浮选介质，浮选所述待浮选藻液中的微藻：
所述浮选介质的种类有三种，分别为气体、固体浮珠以及气体和固体浮珠相结合，具体的操作方法分为以下三种情况：
当浮选介质为气体，具体操作方法为：关闭固体浮珠注入机构，打开气泵和气体注入阀，通过气体注入管持续向浮选柱内注入气体；所述待浮选藻液中的微藻随着气体产生的气泡不断上升，并逐渐溢流在收集槽中，得到含有微藻的藻泥；关闭气泵和气体注入阀，在微藻收集管的出口处放置收集容器，打开微藻排出阀，所述含有微藻的藻泥经过微藻收集管从收集槽内流通至所述收集容器内，完成所述待浮选藻液中微藻的浮选和所述含有微藻的藻泥的收集；
当浮选介质为固体浮珠，具体操作方法为：首先，关闭气体注入机构；其次，打开蠕动泵和固体浮珠注入阀，将贮存在固体浮珠贮存箱内的所述固体浮珠通过固体浮珠注入管持续注入浮选柱内，注入在浮选柱内的所述固体浮珠在浮力的作用下逐渐上升，所述待浮选藻液内的微藻会吸附在所述固体浮珠上，形成“微藻-固体浮珠”结合体，且所述“微藻-固体浮珠”结合体在浮力的作用下继续上浮，并逐渐溢流在收集槽中，得到含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液；待所述含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液不再溢流到所述收集槽中后，关闭蠕动泵和固体浮珠注入阀；接着，在微藻收集管的出口处放置收集容器后，打开微藻排出阀，所述含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液经过微藻收集管从收集槽内流通至所述收集容器内，完成待浮选藻液中微藻的浮选和所述含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液的收集；
当浮选介质为气体和固体浮珠，具体操作方法为：首先，打开气泵和气体注入阀，通过气体注入管向浮选柱内持续注入气体；其次，打开蠕动泵和固体浮珠注入阀，通过固体浮珠注入管将贮存在固体浮珠贮存箱内的所述固体浮珠持续注入浮选柱内，所述待浮选藻液内会形成“微藻-固体浮珠”结合体和“微藻-气泡”结合体，且所述“微藻-固体浮珠”结合体和所述“微藻-气泡”结合体在浮力的作用下继续上浮，并逐渐溢流在所述收集槽中，形成含有藻泥和所述“微藻-气泡”结合体的溢流液，待所述含有藻泥和所述“微藻-气泡”结合体的溢流液不再溢流到所述收集槽中为止，关闭固体浮珠注入阀和蠕动泵，完成待浮选藻液中微藻的浮选和所述含有藻泥和所述“微藻-气泡”结合体的溢流液的收集；
步骤四、排出微藻浮选后的清液：
首先，在清液泄流管的出口处放置清液收集桶，打开清液泄流阀，所述微藻浮选后的清液经过清液泄流管从浮选柱内流通至所述清液收集桶内，待浮选柱内的所述微藻浮选后的清液全部排出之后，关闭清液泄流阀。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明浮选装置通过在浮选柱的中部设置藻液注入机构，在浮选柱的底部设置固体浮珠注入机构和气体注入机构，在浮选柱的上部设置微藻收集机构，使本浮选装置不仅能够满足气体浮选微藻或者固体浮珠浮选微藻单一方法的操作，而且能够满足气体浮选微藻和固体浮珠浮选微藻相结合的方法的操作，结构紧凑，操作便捷，投入成本低，减轻了实验人员的劳动强度，实现了微藻的高效采收。
2、本发明浮选装置通过在固体浮珠贮存箱内设置搅拌棒，利用电动搅拌棒搅拌固体浮珠，能够防止固体浮珠堆积，提高蠕动泵向浮选柱内注入固体浮珠的效率，使用效果好。
3、本发明操作方法简单，减少了操作人员的数量，提高了微藻采收的效率，降低了微藻的采收成本，便于推广应用。
4、本发明适用于不同种类、浓度的微藻，应用范围广。
综上所述，本发明结构简单、设计合理，通过在浮选柱的中部设置藻液注入机构，在浮选柱的底部设置固体浮珠注入机构和气体注入机构，在浮选柱的上部设置微藻收集机构，使本浮选装置不仅能够满足气体浮选微藻或者固体浮珠浮选微藻单一方法的操作，而且能够满足气体浮选微藻和固体浮珠浮选微藻相结合的方法的操作，结构紧凑，操作便捷，投入成本低，减轻了实验人员的劳动强度，实现了微藻的高效采收。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明浮选装置的结构示意图。
图2为本发明操作方法的流程图。
附图标记说明:
1—藻液贮存桶； 2—藻液注入管； 3—微藻收集管；
3—微藻排出阀； 4—收集槽； 5-1—固体浮珠贮存箱；
5-2—蠕动泵； 5-3—固体浮珠注入管； 5-4—固体浮珠注入阀；
6-1—气泵； 6-2—气体注入管； 6-3—气体注入阀；
7—清液泄流管； 7-1—清液泄流阀； 8—浮选柱；
9—法兰； 10—逆止阀； 11—气体流量计；
12—搅拌棒。
具体实施方式
本发明浮选装置通过实施例1进行详细描述。
实施例1
如图1所示，本发明提供的一种多功能微藻浮选装置，包括支架和竖直安装在所述支架上的浮选柱8，所述浮选柱8的中部设置有藻液注入机构，所述浮选柱8的底部设置有固体浮珠注入机构和气体注入机构，所述浮选柱8的上部设置有微藻收集机构，所述藻液注入机构包括藻液贮存桶1以及用于连通所述藻液贮存桶1和浮选柱8的藻液注入管2，所述浮选柱8的底部开设有固体浮珠入口、气体注入口和清液泄流口，所述固体浮珠注入机构包括内部贮存有固体浮珠的固体浮珠贮存箱5-1、与固体浮珠贮存箱5-1连接的蠕动泵5-2和用于连通蠕动泵5-2与所述固体浮珠入口的固体浮珠注入管5-3，所述气体注入机构包括气泵6-1和用于连通气泵6-1与所述气体注入口的气体注入管6-2，所述清液泄流口位置处安装有清液泄流管7，所述微藻收集机构包括套装在浮选柱8顶部的收集槽4和安装在收集槽4底部的微藻收集管3，所述藻液注入管2上安装有藻液注入阀2-1，所述微藻收集管3上安装有微藻排出阀3-1，所述清液泄流管7上安装有清液泄流阀7-1，所述固体浮珠注入管5-3上安装有固体浮珠注入阀5-4，所述气体注入管6-2上安装有气体注入阀6-3。
本实施例中，通过在浮选柱8的中部设置藻液注入机构，且藻液注入机构包括藻液贮存桶1以及用于连通所述藻液贮存桶1和浮选柱8的藻液注入管2，藻液注入管2上安装有藻液注入阀2-1，实际使用时，首先，关闭固体浮珠注入机构和气体注入机构，打开藻液注入阀2-1，接着，由操作人员手动向藻液贮存桶1内倒入待浮选藻液，待浮选藻液通过藻液注入管2流通至浮选柱8内，当浮选柱8被注满后，停止向浮选柱8内注入待浮选藻液，关闭藻液注入阀2-1。
本实施例中，通过在浮选柱8的上部设置微藻收集机构，且微藻收集机构包括套装在浮选柱8顶部的收集槽4和安装在收集槽4底部的微藻收集管3，实际使用时，经过浮选后得到的含有微藻的溢流液从浮选柱8顶部溢流至收集槽4内，打开微藻排出阀3-1，将收集槽4内的含有微藻的溢流液通过微藻收集管3流通至收集容器中，操作方法简单，使用效果好。
本实施例中，通过在浮选柱8的底部同时设置气体注入机构和固体浮珠注入机构，使本浮选装置不仅能够满足气体浮选微藻或者固体浮珠浮选微藻单一方法的操作，而且能够满足气体浮选微藻和固体浮珠浮选微藻相结合的方法的操作，当采用气体浮选微藻的方法时，关闭固体浮珠注入机构，打开气泵6-1和气体注入阀6-3，通过气体注入管6-2向浮选柱8内持续注入气体，使待浮选藻液中产生逐渐上升的气泡，气泡在上升的过程中，会吸附待浮选藻液内的微藻，使微藻随着气泡一同上升，并逐渐溢流在收集槽4中，形成藻泥，待所述藻泥不再溢流到收集槽4中后，关闭气泵6-1和气体注入阀6-3，完成待浮选藻液中微藻的浮选。
当采用固体浮珠浮选微藻的方法时，首先，关闭气体注入机构；其次，打开蠕动泵5-2和固体浮珠注入阀5-4，将贮存在固体浮珠贮存箱5-1内的所述固体浮珠通过固体浮珠注入管5-3持续注入浮选柱8内，注入在浮选柱8内的所述固体浮珠在浮力的作用下逐渐上升，所述待浮选藻液内的微藻会吸附在所述固体浮珠上，形成“微藻-固体浮珠”结合体，且所述“微藻-固体浮珠”结合体在浮力的作用下继续上浮，并逐渐溢流在收集槽4中，得到含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液；待所述含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液不再溢流到所述收集槽4中后，关闭蠕动泵5-2和固体浮珠注入阀5-4，完成待浮选藻液中微藻的浮选。
当采用气体浮选微藻和固体浮珠浮选微藻相结合的方法时，首先，打开气泵6-1和气体注入阀6-3，通过气体注入管6-2向浮选柱8内持续注入气体；其次，打开蠕动泵5-2和固体浮珠注入阀5-4，通过固体浮珠注入管5-3将贮存在固体浮珠贮存箱5-1内的所述固体浮珠持续注入浮选柱8内，所述待浮选藻液内会形成“微藻-固体浮珠”结合体和“微藻-气泡”结合体，且所述“微藻-固体浮珠”结合体和所述“微藻-气泡”结合体在浮力的作用下继续上浮，并逐渐溢流在所述收集槽4中，形成藻泥和含有所述“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液，待藻泥和含有所述“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液不再溢流到收集槽4中为止，关闭蠕动泵5-2和固体浮珠注入阀5-4，完成待浮选藻液中微藻的浮选。
本实施例中，支架包括矩形框架1-1和安装在矩形框架1-1顶部的安装板1-2，浮选柱8为圆形浮选柱，浮选柱8的底部通过法兰9安装在安装板1-2上，安装板1-2上开设有与浮选柱8内径相同的流通孔。
实际使用时，通常为了提高浮选效率，可以在支架上安装多个浮选柱8，利用多个浮选柱8进行同步浮选，可以由一个操作人员同时控制多个浮选柱8的浮选过程，大大提高了浮选效率。
本实施例中，收集槽4为环形收集槽。
本实施例中，所述气体注入管6-2上安装有逆止阀10和气体流量计11。
实际使用时，通过在气体注入管6-2上安装逆止阀10，能够防止气体逆流，有助于保护气体注入机构的安全性；通过在气体注入管6-2上安装气体流量计11，能够实时测量气体注入管6-2内流动的气体的流量，便于操作人员调节气体注入管6-2内气体的流量，使用效果好。
本实施例中，所述固体浮珠贮存箱5-1内设置有搅拌棒12，实际使用时，由于固体浮珠容易在固体浮珠贮存箱5-1内形成堆积，不利于蠕动泵5-2通过固体浮珠注入管5-3将固体浮珠注入至浮选柱8内，因此，通过在固体浮珠贮存箱5-1内设置有搅拌棒12，且搅拌棒12为电动搅拌棒，利用电动搅拌棒不断的搅拌固体浮珠，能够防止固体浮珠堆积，提高蠕动泵5-2向浮选柱8内注入固体浮珠的效率，结构简单，成本低，使用效果好。
本实施例中，所述固体浮珠为空心硅硼酸钠珠、空心粉煤灰或空心乳胶珠。
本发明浮选装置的操作方法通过实施例2至实施例7进行详细描述。
实施例2
如图2所示，本实施例中，本浮选装置的操作方法包括以下步骤：
步骤一、向浮选柱内注满待浮选藻液：
首先，关闭微藻排出阀3-1、清液泄流阀7-1、固体浮珠注入阀5-4和气体注入阀6-3，开启藻液注入阀2-1；其次，向藻液贮存桶1内注满预先准备好的待浮选藻液后，关闭藻液注入阀2-1，所述待浮选藻液中含有的微藻种类为小球藻(Chlorella vulgaris,FACHB-8)，且所述小球藻的浓度为6.8×106cells/mL。
本实施例中，浮选柱8的容积为2L，因此，待浮选藻液的加注量为2L。
利用本浮选装置的操作方法能够对含有不同浓度的小球藻的待浮选藻液进行浮选，小球藻的浓度范围为6.8×106cells/mL～11.3×106cells/mL。
步骤二、对浮选柱内的所述待浮选藻液进行预处理；
本实施例中，采用向待浮选藻液中加注十六烷基三甲基溴化铵药剂的方式，对所述待浮选藻液进行起泡处理，且十六烷基三甲基溴化铵药剂的加注量为120mg；
步骤三、向浮选柱内注入浮选介质，浮选所述待浮选藻液中的小球藻，且所述浮选介质为空气，具体的操作过程如下：
首先，关闭固体浮珠注入机构；接着，打开气泵6-1和气体注入阀6-3，通过气体注入管6-2向浮选柱8内持续注入气体，并调节气体注入管6-2内气体的流量为150L/h，使待浮选藻液中产生逐渐上升的气泡，气泡在上升的过程中，会吸附待浮选藻液内的小球藻，使小球藻随着气泡一同上升，并逐渐溢流在收集槽4中，得到含有小球藻的藻泥；待所述含有小球藻的藻泥不再溢流到所述收集槽4中后，关闭气泵6-1和气体注入阀6-3；在微藻收集管3的出口处放置收集容器，打开微藻排出阀3-1，所述含有小球藻的藻泥经过微藻收集管3从收集槽4内流通至所述收集容器内，完成待浮选藻液中小球藻的浮选和含有小球藻的藻泥的收集；
步骤四、排出微藻浮选后的清液：
首先，在清液泄流管7的出口处放置清液收集桶，打开清液泄流阀7-1，所述微藻浮选后的清液经过清液泄流管7从浮选柱8内流通至所述清液收集桶内，待浮选柱8内的所述微藻浮选后的清液全部排出之后，关闭清液泄流阀7-1。
实施例3
与实施例2不同的是：本实施例中，在步骤一中，向浮选柱8内注入的待浮选藻液中含有的微藻种类是二形栅藻(Scenedesmus dimorphus,FACHB-498)，且所述二形栅藻的浓度为11.3×106cells/mL。
利用本浮选装置的操作方法能够对含有不同浓度二形栅藻的待浮选藻液进行浮选，所述二形栅藻的浓度范围为11.3×106cells/mL～16.2×106cells/mL。
与实施例2不同的是：本实施例中，在步骤二中，向待浮选藻液中加注十六烷基三甲基溴化铵药剂的加注量为160mg。
本实施例中，在步骤三中，向浮选柱内注入空气，浮选所述待浮选藻液中的二形栅藻，具体的操作过程与实施例2中的步骤三中浮选所述待浮选藻液中的小球藻的具体操作过程相同。
其他操作步骤均与实施例2相同。
实施例4
与实施例2不同的是：本实施例中，在步骤一中，向浮选柱8内注入的待浮选藻液中含有小球藻的浓度为8.2×106cells/mL。
与实施例2不同的是：本实施例中，在步骤二中，采用向待浮选藻液中加注氯化铁药剂的方式，对所述待浮选藻液进行絮凝处理，且氯化铁药剂的加注量为200mg；
与实施例2不同的是：本实施例中，在步骤三中，向浮选柱8内注入浮选介质，浮选所述待浮选藻液中的小球藻，所述浮选介质为空心粉煤灰，且空心粉煤灰的粒径范围为46μm～62μm，具体的操作过程如下：
首先，关闭气体注入机构；其次，打开蠕动泵5-2和固体浮珠注入阀5-4，将贮存在固体浮珠贮存箱5-1内的空心粉煤灰通过固体浮珠注入管5-3持续注入浮选柱8内，并调节固体浮珠注入管5-3内空心粉煤灰的流量为200L/h，注入在浮选柱8内的空心粉煤灰在浮力的作用下逐渐上升，所述待浮选藻液内的小球藻会吸附在空心粉煤灰上，形成“小球藻-空心粉煤灰”结合体，且“小球藻-空心粉煤灰”结合体在浮力的作用下继续上浮，并逐渐溢流在收集槽4中，得到含有“小球藻-空心粉煤灰”结合体的溢流液；待所述含有“小球藻-空心粉煤灰”结合体的溢流液不再溢流到所述收集槽4中后，关闭蠕动泵5-2和固体浮珠注入阀5-4；接着，在微藻收集管3的出口处放置收集容器后，打开微藻排出阀3-1，所述含有“小球藻-空心粉煤灰”结合体的溢流液经过微藻收集管3从收集槽4内流通至所述收集容器内，完成待浮选藻液中小球藻的浮选和所述含有“小球藻-空心粉煤灰”结合体的溢流液的收集；
其他操作步骤均与实施例2相同。
实施例5
与实施例4不同的是：本实施例中，在步骤一中，向浮选柱8内注入的待浮选藻液中含有的微藻种类是二形栅藻(Scenedesmus dimorphus,FACHB-498)，且所述二形栅藻的浓度为14.5×106cells/mL。
与实施例4不同的是：本实施例中，在步骤二中，向待浮选藻液中加注氯化铁药剂的加注量为220mg；
与实施例4不同的是：本实施例中，在步骤三中，向浮选柱8内注入浮选介质，浮选所述待浮选藻液中的二形栅藻，所述浮选介质为空心硅硼酸钠珠，且空心硅硼酸钠珠的粒径范围为40μm～55μm。具体的操作过程与实施例4中的步骤三中浮选所述待浮选藻液中的小球藻的具体操作过程相同。
其他操作步骤均与实施例4相同。
实施例6
与实施例4不同的是：本实施例中，在步骤一中，向浮选柱8内注入的待浮选藻液中含有的小球藻的浓度为11.3×106cells/mL。
与实施例4不同的是：本实施例中，在步骤二中，采用向待浮选藻液中加注氯化铁药剂对所述待浮选藻液进行絮凝处理，向待浮选藻液中加注十六烷基三甲基溴化铵药剂对所述待浮选藻液进行起泡处理，且氯化铁药剂的投加为100mg，十六烷基三甲基溴化铵药剂的加注量为60mg；
与实施例4不同的是：本实施例中，在步骤三中，向浮选柱8内注入的浮选介质为空气和空心乳胶珠，且空心乳胶珠的粒径范围为53μm～78μm。
具体操作方法为：首先，打开气泵6-1和气体注入阀6-3，通过气体注入管6-2向浮选柱8内持续注入气体，调节气体注入管6-2内气体的流量为100L/h，使待浮选藻液内的小球藻随着气泡一同上升；接着，打开蠕动泵5-2和固体浮珠注入阀5-4，将贮存在固体浮珠贮存箱5-1内的空心乳胶珠通过固体浮珠注入管5-3持续注入浮选柱8内，调节固体浮珠注入管5-3内空心乳胶珠的流量为20mL/min，所述待浮选藻液内会形成“小球藻-空心乳胶珠”结合体和“小球藻-气泡”结合体，且所述“小球藻-空心乳胶珠”结合体和所述“小球藻-气泡”结合体在浮力的作用下继续上浮，并逐渐溢流在收集槽4中，形成藻泥和所述“小球藻-空心乳胶珠”结合体的溢流液，待所述藻泥和所述“小球藻-空心乳胶珠”结合体的溢流液不再溢流到所述收集槽4中为止，关闭固体浮珠注入阀5-4和蠕动泵5-2，完成待浮选藻液中小球藻的浮选和所述藻泥和所述“小球藻-空心乳胶珠”结合体的溢流液的收集；
其他操作步骤均与实施例4相同。
实施例7
与实施例6不同的是：本实施例中，步骤一中向浮选柱8内注入的待浮选藻液中含有的微藻种类是二形栅藻(Scenedesmus dimorphus,FACHB-498)，所述二形栅藻的浓度为16.2×106cells/mL；
与实施例6不同的是：本实施例中，在步骤二中，只向待浮选藻液中加注十六烷基三甲基溴化铵药剂，对所述待浮选藻液进行起泡处理，且十六烷基三甲基溴化铵药剂的加注量为200mg。
与实施例6不同的是：本实施例中，在步骤三中，向浮选柱8内注入的浮选介质为空气和空心硅硼酸钠珠，且空心硅硼酸钠珠的粒径范围为40μm～55μm。具体的操作过程与实施例6步骤三中浮选所述待浮选藻液中的小球藻的具体操作过程相同。
其他操作步骤均与实施例6相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：包括支架和竖直安装在所述支架上的浮选柱(8)，所述浮选柱(8)的中部设置有藻液注入机构，所述浮选柱(8)的底部设置有固体浮珠注入机构和气体注入机构，所述浮选柱(8)的上部设置有微藻收集机构，所述藻液注入机构包括藻液贮存桶(1)以及用于连通所述藻液贮存桶(1)和浮选柱(8)的藻液注入管(2)，所述浮选柱(8)的底部开设有固体浮珠入口、气体注入口和清液泄流口，所述固体浮珠注入机构包括内部贮存有固体浮珠的固体浮珠贮存箱(5-1)、与固体浮珠贮存箱(5-1)连接的蠕动泵(5-2)和用于连通蠕动泵(5-2)与所述固体浮珠入口的固体浮珠注入管(5-3)，所述气体注入机构包括气泵(6-1)和用于连通气泵(6-1)与所述气体注入口的气体注入管(6-2)，所述清液泄流口位置处安装有清液泄流管(7)，所述微藻收集机构包括套装在浮选柱(8)顶部的收集槽(4)和安装在收集槽(4)底部的微藻收集管(3)，所述藻液注入管(2)上安装有藻液注入阀(2-1)，所述微藻收集管(3)上安装有微藻排出阀(3-1)，所述清液泄流管(7)上安装有清液泄流阀(7-1)，所述固体浮珠注入管(5-3)上安装有固体浮珠注入阀(5-4)，所述气体注入管(6-2)上安装有气体注入阀(6-3)。
2.按照权利要求1所述的一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：所述支架包括矩形框架(1-1)和安装在所述矩形框架(1-1)顶部的安装板(1-2)，所述浮选柱(8)为圆形浮选柱，所述浮选柱(8)的底部通过法兰(9)安装在所述安装板(1-2)上，所述安装板(1-2)上开设有与所述浮选柱(8)内径相同的流通孔。
3.按照权利要求1所述的一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：所述气体注入管(6-2)上安装有逆止阀(10)和气体流量计(11)。
4.按照权利要求1所述的一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：所述固体浮珠贮存箱(5-1)内设置有搅拌棒(12)。
5.按照权利要求1所述的一种多功能微藻浮选装置，其特征在于：所述固体浮珠为空心硅硼酸钠珠、空心粉煤灰或空心乳胶珠。
6.一种利用如权利要求1所述的多功能微藻浮选装置进行微藻浮选的操作方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、向浮选柱内注满待浮选藻液：
首先，关闭微藻排出阀(3-1)、清液泄流阀(7-1)、固体浮珠注入阀(5-4)和气体注入阀(6-3)，开启藻液注入阀(2-1)；其次，向藻液贮存桶(1)内注满预先准备好的待浮选藻液后，关闭藻液注入阀(2-1)；
步骤二、对浮选柱内的所述待浮选藻液进行预处理；
步骤三、向浮选柱内注入浮选介质，浮选所述待浮选藻液中的微藻：
所述浮选介质的种类有三种，分别为气体、固体浮珠以及气体和固体浮珠相结合，具体的操作方法分为以下三种情况：
当浮选介质为气体，具体操作方法为：关闭固体浮珠注入机构，打开气泵(6-1)和气体注入阀(6-3)，通过气体注入管(6-2)持续向浮选柱(8)内注入气体；所述待浮选藻液中的微藻随着气体产生的气泡不断上升，并逐渐溢流在收集槽(4)中，得到含有微藻的藻泥；关闭气泵(6-1)和气体注入阀(6-3)，在微藻收集管(3)的出口处放置收集容器，打开微藻排出阀(3-1)，所述含有微藻的藻泥经过微藻收集管(3)从收集槽(4)内流通至所述收集容器内，完成所述待浮选藻液中微藻的浮选和所述含有微藻的藻泥的收集；
当浮选介质为固体浮珠，具体操作方法为：首先，关闭气体注入机构；其次，打开蠕动泵(5-2)和固体浮珠注入阀(5-4)，将贮存在固体浮珠贮存箱(5-1)内的所述固体浮珠通过固体浮珠注入管(5-3)持续注入浮选柱(8)内，注入在浮选柱(8)内的所述固体浮珠在浮力的作用下逐渐上升，所述待浮选藻液内的微藻会吸附在所述固体浮珠上，形成“微藻-固体浮珠”结合体，且所述“微藻-固体浮珠”结合体在浮力的作用下继续上浮，并逐渐溢流在收集槽(4)中，得到含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液；待所述含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液不再溢流到所述收集槽(4)中后，关闭蠕动泵(5-2)和固体浮珠注入阀(5-4)；接着，在微藻收集管(3)的出口处放置收集容器后，打开微藻排出阀(3-1)，所述含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液经过微藻收集管(3)从收集槽(4)内流通至所述收集容器内，完成待浮选藻液中微藻的浮选和所述含有“微藻-固体浮珠”结合体的溢流液的收集；
当浮选介质为气体和固体浮珠，具体操作方法为：首先，打开气泵(6-1)和气体注入阀(6-3)，通过气体注入管(6-2)向浮选柱(8)内持续注入气体；其次，打开蠕动泵(5-2)和固体浮珠注入阀(5-4)，通过固体浮珠注入管(5-3)将贮存在固体浮珠贮存箱(5-1)内的所述固体浮珠持续注入浮选柱(8)内，所述待浮选藻液内会形成“微藻-固体浮珠”结合体和“微藻-气泡”结合体，且所述“微藻-固体浮珠”结合体和所述“微藻-气泡”结合体在浮力的作用下继续上浮，并逐渐溢流在所述收集槽(4)中，形成含有藻泥和所述“微藻-气泡”结合体的溢流液，待所述含有藻泥和所述“微藻-气泡”结合体的溢流液不再溢流到所述收集槽(4)中为止，关闭固体浮珠注入阀(5-4)和蠕动泵(5-2)，完成待浮选藻液中微藻的浮选和所述含有藻泥和所述“微藻-气泡”结合体的溢流液的收集；
步骤四、排出微藻浮选后的清液：
首先，在清液泄流管(7)的出口处放置清液收集桶，打开清液泄流阀(7-1)，所述微藻浮选后的清液经过清液泄流管(7)从浮选柱(8)内流通至所述清液收集桶内，待浮选柱(8)内的所述微藻浮选后的清液全部排出之后，关闭清液泄流阀(7-1)。
CN201810135017.6A 2018-02-09 2018-02-09 一种多功能微藻浮选装置及操作方法 Active CN108060063B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810135017.6A CN108060063B (zh) 2018-02-09 2018-02-09 一种多功能微藻浮选装置及操作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810135017.6A CN108060063B (zh) 2018-02-09 2018-02-09 一种多功能微藻浮选装置及操作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108060063A true CN108060063A (zh) 2018-05-22
CN108060063B CN108060063B (zh) 2022-03-04

Family

ID=62134746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810135017.6A Active CN108060063B (zh) 2018-02-09 2018-02-09 一种多功能微藻浮选装置及操作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108060063B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109655321A (zh) * 2018-11-07 2019-04-19 天津大学 微塑料的浮选富集装置及其筛选方法
CN110777054A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 重庆大学 一种可有效提高固碳效率的可控扰流式微藻养殖装置
CN114149924A (zh) * 2021-12-03 2022-03-08 安徽理工大学 一种用于微藻的浮珠浮选采收方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102127509A (zh) * 2010-01-19 2011-07-20 新奥科技发展有限公司 分离微藻的方法、装置和系统
CN103409321A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 清华大学 基于悬浮型载体的微藻悬浮—附着混合培养与分离收获方法
CN104774766A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 武汉理工大学 一种高通量分选微藻的方法
CN206451180U (zh) * 2017-02-10 2017-08-29 长安大学 一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102127509A (zh) * 2010-01-19 2011-07-20 新奥科技发展有限公司 分离微藻的方法、装置和系统
CN103409321A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 清华大学 基于悬浮型载体的微藻悬浮—附着混合培养与分离收获方法
CN104774766A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 武汉理工大学 一种高通量分选微藻的方法
CN206451180U (zh) * 2017-02-10 2017-08-29 长安大学 一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FRANCESCO OMETTO ET AL.: "The impacts of replacing air bubbles with microspheres for the clarification of algae from low cell-density culture", 《WATER RESEARCH》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109655321A (zh) * 2018-11-07 2019-04-19 天津大学 微塑料的浮选富集装置及其筛选方法
CN110777054A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 重庆大学 一种可有效提高固碳效率的可控扰流式微藻养殖装置
CN110777054B (zh) * 2019-11-12 2021-09-14 重庆大学 一种可有效提高固碳效率的可控扰流式微藻养殖装置
CN114149924A (zh) * 2021-12-03 2022-03-08 安徽理工大学 一种用于微藻的浮珠浮选采收方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108060063B (zh) 2022-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108060063A (zh) 一种多功能微藻浮选装置及操作方法
CN102206570B (zh) 一种用于微藻规模培养的装置及培养方法
CN105084655A (zh) 去除水产养殖水中氟甲砜霉素的铁碳基人工湿地净化系统
CN105621797A (zh) 一种利用闲置的沟渠和农田处理污水的装置和方法
CN108298767A (zh) 一种水产养殖水处理系统及处理方法
CN106396272A (zh) 一种菌藻鱼共生的生态净化塘
CN103408211A (zh) 一种污泥厌氧消化池搅拌器
CN106222091A (zh) 一种腐殖质还原菌的厌氧培养方法
CN103787557A (zh) 一种酸性矿井废水的治理装置
CN104535716B (zh) 一种生物炭在土壤系统中运动迁移的模拟装置
CN108585193A (zh) 一种颗粒污泥床与生物膜移动床复合厌氧反应器
CN109744177A (zh) 一种利用分离式生物絮团反应器处理养殖尾水的系统及方法
CN105994089A (zh) 一种流水养殖容器系统及其使用方法
CN105174473A (zh) 一种曝气强化人工湿地深度处理沼液的方法
CN205710030U (zh) 深井水压破气囊蓝藻浆沉淀浓缩装置
CN208617478U (zh) 一种颗粒污泥床与生物膜移动床复合厌氧反应器
CN106759188A (zh) 一种河道型发电水库控制蓝藻爆发的装置及资源化方法
CN209307244U (zh) 一种利用沼渣液生产有机肥的固液分离设备
CN104234674A (zh) 一种微生物驱油产出液循环与地面发酵的方法及装置
CN109502757A (zh) 一种用于水体净化的循环式生态水槽试验装置
CN210764621U (zh) 一种气提式深井增压浅层滞缓流水域应急控蓝藻水处理设备
CN109761343A (zh) 一种颗粒污泥培育床、培育系统及颗粒污泥培育方法
CN206385161U (zh) 一种腐殖质还原菌的厌氧培养装置
CN205922505U (zh) 一种流水养殖容器系统
CN209481307U (zh) 一种改善水体循环状况的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant