CN110964626A - 一种微藻固定化培养装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微藻固定化培养装置，包括沉降池以及固定在沉降池上且与沉降池相连通的塔体；塔体内沿纵向设有多层塔板结构，每层塔板结构包括过滤层、储水层和支撑层，微藻铺设在过滤层上进行培养；塔体顶部设有喷管，喷管通过连接管与沉降池连通，连接管上设有提升泵。本发明微藻固定化培养装置克服了现有微藻培养中存在的生长密度小、占地面积大、采收困难等问题，本发明装置通过提高微藻对光照的吸收率有效提高了微藻的培养效率，并且通过微藻和水相的分离培养大大降低了后续微藻的采收成本。

Description

一种微藻固定化培养装置
技术领域
本发明涉及一种微藻固定化培养装置，属于微藻培养技术领域。
背景技术
常见的微藻培养方式包括开放式跑道池、密闭式光生物反应器和异养发酵等，这些传统的培养方式都需要在水体中进行。由于微藻的细胞体积小、细胞含水量大、细胞密度与水接近、培养浓度较小，因此微藻采收过程需要大量的能耗来分离微藻细胞和水分。传统的采收方法有离心、絮凝、气浮、微滤等方式。微藻的采收能耗占微藻培养总能耗的20％～30％。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种微藻固定化培养装置，采用该装置对微藻进行固定化培养，有效提高了微藻培养效率，降低了微藻采收成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段如下：
一种薇藻固定化培养装置，包括沉降池以及固定在沉降池上且与沉降池相连通的塔体；塔体内沿纵向设有多层塔板结构，每层塔板结构包括过滤层、储水层和支撑层，薇藻铺设在过滤层上进行培养；塔体顶部设有喷管，喷管通过连接管与沉降池连通，连接管上设有提升泵。
其中，所述塔板结构沿纵向等距排布在塔体内，塔体内侧壁上设有凹槽结构，塔板结构嵌入凹槽结构中。
其中，还包括照明装置，照明装置穿过每层塔板结构并贯穿整个塔体，照明装置通过支架固定在塔体内。
其中，照明装置包括保护壳以及设置在保护壳内的光源，光源为LED或日光灯，保护壳侧壁设有通孔，光源的电线穿过通孔与外部电源连接。
其中，还包括固定架，固定架一端固定在沉降池上，一端与塔体外侧壁固定连接。
其中，所述连接管上还设有膜过滤组件和进水电磁阀。
其中，所述连接管还连接空气压缩机。
其中，塔体的个数为至少一个，所述喷管在对应每个塔体的分支管上均设有电磁阀。
其中，过滤层为醋酸纤维素膜或PVC膜，储水层为聚氨酯海绵或聚乙烯醇制成的多孔储水层，支撑层为碳材料、不锈钢材料或PMMA制成的多孔支撑层。
有益效果：本发明微藻固定化培养装置克服了现有微藻培养中存在的生长密度小、占地面积大、采收困难等问题；另外，本发明装置通过提高微藻对光照的吸收率有效提高了微藻的培养效率，并且通过微藻和水相的分离培养大大降低了后续微藻的采收成本。
附图说明
图1为本发明微藻固定化培养装置的结构示意图；
图2为本发明微藻固定化培养装置中铺设有微藻的塔板结构的结构示意图；
图3为图2的爆炸图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明所要求保护的范围并不局限于此。
如图1～3所示，本发明薇藻固定化培养装置，包括沉降池1以及固定在沉降池1上且与沉降池1相连通的塔体2，沉降池1上塔体2的个数为至少一个，多个塔体2相互独立设置；每个塔体2内沿纵向等距设有多层塔板结构3，每层塔板结构3包括过滤层17、储水层18和支撑层19，薇藻6铺设在过滤层17上进行培养；塔体2的顶部设有喷管13，喷管13通过连接管12与沉降池1连通，连接管1端部与提升泵9连接，连接管12上还设有膜过滤组件11和进水电磁阀15。
本发明薇藻固定化培养装置的沉降池1内存储的可以为培养基、生活污水或工业废水(富含氮磷的水即可)。塔体2由透明材料，如有机玻璃或玻璃制成，塔板结构3由过滤层17、储水层18和支撑层19组成，过滤层17采用醋酸纤维素膜或PVC膜等微滤膜制成的过滤膜，过滤层17固定铺在储水层18上方，储水层18为采用聚氨酯海绵或聚乙烯醇等吸水海绵制成的多孔储水材料，支撑层19用于支撑滤膜层和海绵层，储水层18固定在支撑层19上，支撑层19为采用碳材料、不锈钢材料或PMMA制成的多孔支撑材料。
其中，塔体2内侧壁上设有凹槽结构，塔板结构3嵌入凹槽结构中从而实现塔板结构3在塔体2内的固定，塔板结构3也可以通过胶黏剂固定在塔体2内。
本发明薇藻固定化培养装置还包括照明装置4，照明装置4穿过每层塔板结构3并贯穿整个塔体2，照明装置4通过支架14固定在塔体2内。照明装置4包括保护壳以及设置在保护壳内的光源，光源为LED或日光灯，保护壳侧壁上设有通孔，光源的电线穿过通孔与外部电源连接。保护壳的材质可以是玻璃、有机玻璃或石英管等透明材质。
本发明薇藻固定化培养装置还包括固定架7，固定架7一端固定在沉降池1上，一端与每个塔体2的外侧壁均固定连接。
沉降池1还设有排水口8，排水口8上设有出水电磁阀16，喷管13在对应每个塔体2的分支管上均设有电磁阀5。
其中，连接管12还与曝气装置，如空气压缩机10连接，空气压缩机10将气体(CO2)通入连接管12中。
其中，各个电磁阀、提升泵9和空气压缩机10均与外部PLC控制箱通过无线通讯方式连接。
本发明微藻固定化培养装置通过喷管13均匀将水喷洒入塔体2内，在重力作用下让水分自由通过由滤膜、海绵和支撑材料三层组成的塔板结构，极大的提高了单位面积的微藻培养产率；另外该固定化培养方式不仅有效实现了微藻和水相的分离，而且同时仍让微藻能够在培养过程中汲取到水中的养分，从而避免了后续微藻采收过程中的脱水过程，从而极大降低了采收成本。
表1为本发明培养方式与现有悬浮式培养方式单位面积的微藻产率对比
Figure BDA0002321872430000031
表2为本发明培养方式与现有培养方式培养后对微藻进行采收的效率对比和能耗对比
Figure BDA0002321872430000032

Claims (9)

1.一种微藻固定化培养装置，其特征在于：包括沉降池以及固定在沉降池上且与沉降池相连通的塔体；塔体内沿纵向设有多层塔板结构，每层塔板结构包括过滤层、储水层和支撑层，微藻铺设在过滤层上进行培养；塔体顶部设有喷管，喷管通过连接管与沉降池连通，连接管上设有提升泵。
2.根据权利要求1所述的微藻固定化培养装置，其特征在于：所述塔板结构沿纵向等距排布在塔体内，塔体内侧壁上设有凹槽结构，塔板结构嵌入凹槽结构中。
3.根据权利要求1所述的微藻固定化培养装置，其特征在于：还包括照明装置，照明装置穿过每层塔板结构并贯穿整个塔体，照明装置通过支架固定在塔体内。
4.根据权利要求3所述的微藻固定化培养装置，其特征在于：照明装置包括保护壳以及设置在保护壳内的光源，光源为LED或日光灯，保护壳侧壁设有通孔，光源的电线穿过通孔与外部电源连接。
5.根据权利要求1所述的微藻固定化培养装置，其特征在于：还包括固定架，固定架一端固定在沉降池上，一端与塔体外侧壁固定连接。
6.根据权利要求1所述的微藻固定化培养装置，其特征在于：所述连接管上还设有膜过滤组件和进水电磁阀。
7.根据权利要求1所述的微藻固定化培养装置，其特征在于：所述连接管还连接空气压缩机。
8.根据权利要求1所述的微藻固定化培养装置，其特征在于：塔体的个数为至少一个，所述喷管在对应每个塔体的分支管上均设有电磁阀。
9.根据权利要求1所述的微藻固定化培养装置，其特征在于：过滤层为醋酸纤维素膜或PVC膜，储水层为聚氨酯海绵或聚乙烯醇制成的多孔储水层，支撑层为碳材料、不锈钢材料或PMMA制成的多孔支撑层。
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