CN108570404A - 连续集藻处理装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连续集藻处理装置及其使用方法，该装置包含一处理塔，该处理塔包含一塔身、一输出口、一入水管及一出水管；该塔身具有相对的塔顶及塔底，该塔顶具有相对且相连接的一弧形前缘及一弧形后缘；该输出口是开设于该塔底的底端，且该输出口具有一输出管相连通；该入水管是沿该塔顶的弧形前缘设置，且该入水管具有一入水口；该出水管是沿该塔顶的弧形后缘设置，且该出水管具有一出水口，且该出水口与该入水口不相互面对设置。本发明的连续集藻处理装置及其使用方法可达到高产率连续收成微藻，并循环回收微藻及养殖水的效果。

Description

连续集藻处理装置及其使用方法
技术领域
本发明是关于一种微藻养殖处理装置，尤指一种连续集藻处理装置。本发明亦关于一种使用所述的连续集藻处理装置的方法。
背景技术
微藻(microalgae)为一群微型藻类生物的统称，因具有生长快速产值高、含油率高可作为生质燃料、可进行光合固碳作用以降低环境中二氧化碳含量、营养成分丰富可作为保健食品以及可作为动物饲料等多种优点，微藻成为近代最为着重的生质能源来源。因此，如何利用低生产成本以高效率养殖并收成微藻即是本技术领域所重视之一大研究方向。
微藻的产率为每天每平方公尺约可产出10公克至50公克的微藻，又以密闭式光反应器的产率较开放式光反应器的产率高。然而，不论是哪一类的光反应器，因缺乏处理装置，故目前收集成藻的方式大部分属于批次收成，其是将营养基质及微藻加入光反应器，待养殖4天至10天培养成成藻后，将全部光反应器内的成藻全部采收处理后，再重新加入新批次的营养基质及微藻进入下一次养殖。
然而，由于上述批次养殖法需要反复进行收成微藻，使得工时成本负担大；再者，因整个光反应器在每一次收成都必须直接替换掉水溶液，导致水资源的浪费。最后，在光反应器生长的微藻生长速度并不一致，尚未生长完全的微藻只能与大部分生长速度已达饱和的成藻一起收成，亦增加了微藻养殖的成本。
发明内容
有鉴于批次养殖微藻的缺点，本发明的目的在于提供一种可连续集藻的处理装置及其使用方法，以达到高产率连续收成微藻并循环回收微藻及养殖水的效果。
为达到上述目的，本发明遂提供一种连续集藻处理装置，其包含一处理塔。该处理塔包含一塔身、一输出口、一入水管及一出水管；该塔身具有相对的塔顶及塔底，该塔顶具有相对且相连接的一弧形前缘及一弧形后缘，该塔底与塔顶相连接，且该塔底是由该塔顶往远离该塔顶的延伸方向渐缩成型；该输出口是开设于该塔底的底端，且该输出口具有一输出管相连通；该入水管是沿该塔顶的弧形前缘设置，且该入水管具有一入水口；该出水管是沿该塔顶的弧形后缘设置，且该出水管具有一出水口，且该出水口与该入水口不相互面对设置。
依据本发明，该塔顶是相对于该塔身的该塔底，但不限于该塔身的顶缘。
较佳的，该连续集藻处理装置还包含一第一连通管、一光反应槽、一抽水马达、一第二连通管及一收成装置；该第一连通管连通该光反应槽及该处理塔的入水管；该抽水马达是设于该第一连通管和该光反应槽之间；该第二连通管连通该处理塔的出水管及该光反应槽；该收成装置与该输出口的输出管相连通。
较佳的，该光反应槽为密闭式光反应器或开放式光反应器。
依据本发明，该光反应槽是指容纳微藻进行光合作用反应的场所；凡举一般微藻养殖技术中所现有的开放式光反应器及密闭式光反应器，其中开放式光反应器又分为池塘式光反应器及跑道式光反应器；密闭式光反应器可分为管道式光反应器、圆柱式光反应器及平板式光反应器等，皆属于本发明所述的光反应槽。
较佳的，该处理塔还包含一营养源注入管，其是设于该出水管的出水口旁。
较佳的，该抽水马达为皮膜式马达。依据本发明，所述的“皮膜式马达”是利用皮膜推动以避免机器摩擦或撞击而导致微藻受伤或死亡。
较佳的，该塔身为圆柱体，其中该塔身的直径与该塔身的高度比例范围为1：1至1：3。更佳的，其中该塔身的直径与该塔身的高度比例范围为1：1至1：8。
依据本发明，该塔身的直径较佳可为100公分至300公分以及该塔身的高度较佳可为300公分至600公分。
较佳的，该入水口的口径与该出水口的口径比例范围为1：1至3：1。
依据本发明，该入水口的口径较佳可为5公分至30公分以及该出水口的口径较佳可为3公分至10公分。
较佳的，该入水口的口径与该输出口的口径比例范围为2：1至5：1。
依据本发明，该输出口的口径较佳可为2公分至6公分。
本发明还提供一种使用所述的连续集藻处理装置的方法，其包含以下步骤：将藻类混合液注入该连续集藻处理装置的处理塔中，以进行沉降过滤步骤，使藻类混合液分离为成藻藻液及微藻藻液；以及，由该处理塔的输出口收集成藻藻液，并由该出水管排出微藻藻液，其中该成藻藻液的流量小于藻类混合液的流量。
较佳的，所述将该藻类混合液注入该连续集藻装置的处理塔中的步骤之前，还包含以下步骤：该抽水马达将该光反应槽内的该藻类混合液通过该第一连通管及该处理塔的入水管打入该处理塔中。
较佳的，所述由该处理塔的输出口收集成藻藻液，并由该出水管排出微藻藻液的步骤之后，还包含以下步骤：该成藻藻液由该输出管排入该收成装置中，且该微藻藻液由该第二连通管流入该光反应槽内。
依据本发明，所述的“藻类混合液”是包含有已经培养的成藻、未培养完成的微藻及营养源的水溶液。
依据本发明，所述的“成藻藻液”是指大部分为生长速度已达饱和而缓慢生长的成藻的水溶液。
依据本发明，所述的“微藻藻液”是指大部分为成长速度尚未达到饱和的微藻的水溶液。
较佳的，该入水口的入水量相对于流经该输出口的出水量的比例为50：1至100：1。
较佳的，所述的方法还包含将一营养源由该营养源注入管注入于该处理塔中混合于该水溶液中的步骤。
更佳的，该营养源包含但不限于氮、磷、钾、二氧化碳、碳酸氢钠、碳酸钠或其组合。
本发明的优点在于：该处理塔的该入水管是沿该塔顶的弧形前缘设置，使得该入水管的藻类混合液流向会顺沿着该弧形前缘以漩流的方式流入该处理塔中，并利用缓慢漩流及重力让较饱满的成藻加速沉淀于该处理塔的塔底通过该输出口排出进行收成；而未成熟而较靠近该塔顶的细小微藻则经由出水口再度排入该光反应槽内再次进行光合作用，如此循环重复以上步骤，使得该光反应槽不会因为必须批次收成而中断养殖而持续保持高产率高收量。此外，该营养源注入管可于该连续即藻处理装置视情况调整该藻类混合液，以维持微藻养殖状态良好。本发明所述的连续集藻处理装置及其使用方法可达到高产率连续收成成藻微藻，并循环回收微藻及养殖水的效果。
附图说明
图1为本发明的第一较佳实施例的立体外观图。
图2为本发明的第一较佳实施例的俯视图。
图3为本发明的第二较佳实施例的实施状态示意图。
图4为本发明的第三较佳实施例的实施状态示意图。
符号说明：
10 处理塔
11 塔身
111 塔顶
112 塔底
12 输出口
121 输出管
13 入水管
131 入水口
14 出水管
141 出水口
20 第一连通管
30 光反应槽
40 抽水马达
50 第二连通管
60 收成装置
70 营养源注入管
具体实施方式
以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成目的所采取的技术手段，但该些实施例并不限于本发明前述所揭示的内容，现有本领域技术人员，可以做些许的改良与修饰，但不脱离本发明的范畴。
请参阅图1及图2所示，本发明的第一较佳实施例的连续集藻处理装置，其包含一处理塔10。该处理塔10包含一塔身11、一输出口12、一入水管13及一出水管14；该塔身11为圆柱体且具有相对的塔顶111及塔底112，该塔顶111具有相对且相连接的一弧形前缘及一弧形后缘，该塔底112与塔顶111相连接，且该塔底112是由该塔顶111往远离该塔顶111的延伸方向渐缩成型；该输出口12是开设于该塔底112的底端，且该输出口12具有一输出管121相连通；该入水管13是沿该塔顶111的弧形前缘设置，且该入水管13具有一入水口131；该出水管14是沿该塔顶111的弧形后缘设置，且该出水管14具有一出水口141，且该出水口141与该入水口131不相互面对设置。于本实施例中，其中该塔身11的直径为100公分以及该塔身11的高度为300公分，但不以此为限。
请参阅图3所示，本发明的第二较佳实施例类似于第一较佳实施例，其差别在于该连续集藻处理装置还包含一第一连通管20、一光反应槽30、一抽水马达40、一第二连通管50、一收成装置60及一营养源注入管70；该第一连通管20连通该光反应槽30及该处理塔10的入水管13；该抽水马达40是设于该第一连通管20和该光反应槽30之间；该第二连通管50连通该处理塔10的出水管14及该光反应槽30；该收成装置60与该输出口12的输出管121相连通；该营养源注入管70是设于该出水管14的出水口141旁。于本实施例中，该抽水马达30为皮膜式马达；该光反应槽30为密闭式光反应器。
请参阅图4所示，本发明的第三较佳实施例类似于第二较佳实施例，其差别在于该连续集藻处理装置的该光反应槽30为开放式光反应器。
请参阅图3及图4所示，本发明还提供一种使用所述的连续集藻处理装置的方法，其包含以下步骤：利用该抽水马达40将该光反应槽30内的藻类混合液通过该第一连通管20及该处理塔10的入水管13打入该处理塔10中；以进行沉降过滤步骤，使藻类混合液分离为成藻藻液及微藻藻液；该成藻藻液由该输出口12及该输出管121排入该收成装置60中，且该微藻藻液由该第二连通管50流入该光反应槽30内继续进行光合作用，其中该输出口12的出水量小于该入水口131的入水量，于较佳实施例中，该入水口131的入水量相对于流经该输出口12的出水量的比例范围可为50：1至100：1。其中该光反应槽30可为密闭式光反应器或开放式光反应器，该营养源包含但不限于氮、磷、钾、二氧化碳、碳酸氢钠、碳酸钠或其组合，亦可将微藻藻种添入该处理塔10中以重新调配该藻类混合液。
依据本发明，是将该光反应槽30内的藻类混合液导入该处理塔10内，经由该处理塔10的该入水管13是沿该塔顶的弧形前缘设置，使得该入水管13的藻类混合液流向会顺沿着该弧形前缘以漩流的方式流入该处理塔10中，并利用缓慢漩流及重力让较饱满的成藻加速沉淀于该处理塔10的塔底112成为该成藻藻液，并通过该输出口12排该收成装置60中进行收成；而未成熟的细小微藻则悬浮于液面而较靠近该塔顶111成为微藻藻液，其经由出水口141排出后，可再度排入该光反应槽30内再次进行光合作用，如此循环重复以上步骤，使得该光反应槽30不会因为必须批次收成而中断养殖而持续保持高产率高收量。此外，该营养源注入管70可于该连续集藻处理装置视情况补入氮、磷、钾、二氧化碳、碳酸氢钠、碳酸钠或其组合调整该藻类混合液，以维持微藻养殖状态良好。

Claims (15)

1.一种连续集藻处理装置，其特征在于，包含：
一处理塔，其包含：
一塔身，其具有相对的塔顶及塔底，该塔顶具有相对且相连接的一弧形前缘及一弧形后缘，该塔底与塔顶相连接，且该塔底是由该塔顶往远离该塔顶的延伸方向渐缩成型；
一输出口，其是开设于该塔底的底端，且该输出口具有一输出管相连通；
一入水管，其是沿该塔顶的弧形前缘设置，且该入水管具有一入水口；以及，
一出水管，其是沿该塔顶的弧形后缘设置，且该出水管具有一出水口，且该出水口与该入水口不相互面对设置。
2.如权利要求1所述的连续集藻处理装置，其特征在于，该连续集藻处理装置还包含一第一连通管、一光反应槽、一抽水马达、一第二连通管及一收成装置；该第一连通管连通该光反应槽及该处理塔的入水管；该抽水马达是设于该第一连通管和该光反应槽之间；该第二连通管连通该处理塔的出水管及该光反应槽；该收成装置与该输出口的输出管相连通。
3.如权利要求2所述的连续集藻处理装置，其特征在于，该处理塔还包含一营养源注入管，其是设于该出水管的出水口旁。
4.如权利要求2所述的连续集藻处理装置，其特征在于，该抽水马达为皮膜式马达。
5.如权利要求2所述的连续集藻处理装置，其特征在于，该光反应槽为密闭式光反应器或开放式光反应器。
6.如权利要求1所述的连续集藻处理装置，其特征在于，该塔身为圆柱体，其中该塔身的直径与该塔身的高度比例范围为1：1至1：3。
7.如权利要求6所述的连续集藻处理装置，其特征在于，该塔身的直径与该塔身的高度比例范围为1：1至1：8。
8.如权利要求1所述的连续集藻处理装置，其特征在于，该入水口的口径与该出水口的口径比例范围为1：1至3：1。
9.如权利要求1所述的连续集藻处理装置，其特征在于，该入水口的口径与该输出口的口径比例范围为2：1至5：1。
10.一种使用如权利要求1、6至9中任一项所述的连续集藻处理装置的方法，其特征在于，包含以下步骤：
将藻类混合液注入该连续集藻处理装置的处理塔中，以进行沉降过滤步骤，使藻类混合液分离为一成藻藻液及一微藻藻液；以及，
由该处理塔的输出口收集成藻藻液，并由该出水管排出微藻藻液，其中该成藻藻液的流量小于藻类混合液的流量。
11.如权利要求10所述的使用连续集藻处理装置的方法，其特征在于，该连续集藻处理装置是如权利要求2至5中任一项所述的连续集藻处理装置；且将该藻类混合液注入该连续集藻装置的处理塔中的步骤之前，还包含以下步骤：
使用该抽水马达将该光反应槽内的该藻类混合液通过该第一连通管及该处理塔的入水管注入该处理塔中。
12.如权利要求10所述的使用连续集藻处理装置的方法，其特征在于，该连续集藻处理装置是如权利要求2至5中任一项所述的连续集藻处理装置；且由该处理塔的输出口收集成藻藻液，并由该出水管排出微藻藻液的步骤之后，还包含以下步骤：
该成藻藻液由该输出管排入该收成装置中，且该微藻藻液由该第二连通管流入该光反应槽内。
13.如权利要求10所述的使用连续集藻处理装置的方法，其特征在于，流经入水口的流量相对于流经输出口的流量的比例为50：1至100：1。
14.如权利要求10所述的使用连续集藻处理装置的方法，其特征在于，该连续集藻处理装置是如权利要求2至5中任一项所述的连续集藻处理装置；且所述的方法还包含将一营养源由营养源注入管注入于该处理塔中混合于该藻类混合液中的步骤。
15.如权利要求14所述的使用连续集藻处理装置的方法，其特征在于，该营养源包含氮、磷、钾、二氧化碳、碳酸氢钠、碳酸钠或其组合。
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