CN202881247U

CN202881247U - 一种电絮凝微藻采收装置

Info

Publication number: CN202881247U
Application number: CN 201220539183
Authority: CN
Inventors: 时杰; 周玲玲; 宋春霖; 朱猴; 殷雄
Original assignee: JIANGSU LYUYUAN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-10-22

Abstract

本实用新型公开了一种电絮凝微藻采收装置，包括收集容器（1），其特征在于：所述收集容器（1）内水平设置有收集装置（2），收集装置（2）将收集容器（1）分隔形成两个区域，收集装置（1）上方区域为采收区域（11），下方为电解区域（12），采收区域（11）收集容器（1）的一侧端设置有进料管（6、7），相对端设置有排料管（10），电解区域（12）内设置有一组平行设置的正负电极（3、4），正负电极（3、4）通过直流电源（9）提供工作电压，本实用新型解决了采用现有微藻采收方法如过滤、离心、气浮和沉降等方式存在的成本高、分离率低、耗能高等问题。

Description

一种电絮凝微藻采收装置

技术领域

本实用新型涉及生物柴油制取设备技术领域，具体涉及一种电絮凝微藻采收装置。

背景技术

微藻是一类个体微小的藻类，大部分为水生真核生物。微藻营养丰富，富含维生素、蛋白质等物质，且生长速度快，单位面积产量高。基于这些特点，微藻在保健食品、制药及燃料等工业领域有着非常广泛的应用。然而，由于微藻个体微小(3-30 μm)，且在培养液中的浓度很低(<1 g/L)，致使其采收难度较大，微藻采收技术一直是限制微藻规模化生产的瓶颈。特别是在燃油工业方面，目前微藻生物柴油的生产成本偏高，要想取代传统的化石能源必须大幅降低其生产成本，采收是其中非常重要的环节。

目前常用的微藻采收方法有过滤、离心、气浮和沉降等。过滤法是常用的固液分离法，可以作为絮凝沉降的下游工艺，也可以直接用于微藻的回收。微藻细胞的大小是直接过滤最主要的影响因素。细胞较大(较长)或以群体形式存在的微藻不易堵塞滤膜的孔，而个体较小的微藻却会令滤膜在很短的时间内失效。膜过滤在小规模的微藻采收中应用效果较好，由于成本、效率等问题，工业规模的微藻浓缩不宜采用直接过滤法。

离心分离法是目前应用最为广泛的微藻采收法，大部分微藻都可采用离心分离法采收。研究表明，生物量的回收率与微藻的沉降特性、藻液的停留时间及沉降的深度有关，在合适的条件下，微藻回收率可达95%。离心分离效率较高，但运行成本较高。

气浮分离一般在分离前先向悬浮液中加入絮凝剂，使悬浮的微生物或细胞产生絮凝，然后从气浮装置底部通过气体分配头放出大量微细气泡，这些小气泡在上浮过程中碰到絮凝体则吸附其上，从而减小絮凝体的总体密度，使其上浮到液体表面，再由刮板刮入贮槽而达到悬浮物分离或微藻采收目的。气浮法的关键在于微气泡的产生。目前，生成微泡的方法主要有机械成泡和溶气法两种。机械成泡通过机械力将气体切割为微小气泡. 这类方法设备简单，但产生的气泡较大，上浮效果不好。

溶气法是空气在一定压力下溶于水中并呈饱和状态，然后突然降低压力，水中溶解的空气会析出形成微小的气泡，用这种方法产生的气泡直径小，粒度均匀，密集度大，但对设备的要求较高，能耗也较大。

沉降是最经典的分离方法之一。添加絮凝剂是提高沉降效率的重要手段，但絮凝剂成本较高。

利用电场收集微藻的报道较少，使用电场除去杀灭微藻的报道较多。申请号200910132365.9的发明专利公布了一种电泳法收集微藻的装置，该装置利用部分微藻表面带负电的特性，利用垂直的电极进行电泳使微藻聚集到正极，该方法耗时较长，效率较低，能耗较高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电絮凝微藻采收装置，该技术方案有效解决了采用现有微藻采收方法如过滤、离心、气浮和沉降等方式存在的成本高、分离率低、耗能高等问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种电絮凝微藻采收装置，包括收集容器（1），其特征在于：所述收集容器（1）内水平设置有收集装置（2），收集装置（2）将收集容器（1）分隔形成两个区域，收集装置（1）上方区域为采收区域（11），下方为电解区域（12），采收区域（11）收集容器（1）的一侧端设置有进料管（6、7），相对端设置有排料管（10），电解区域（12）内设置有一组平行设置的正负电极（3、4），正负电极（3、4）通过直流电源（9）提供工作电压。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述收集装置（2）通过收集器支架（5）与收集容器（1）内壁链接，收集装置（2）包括伸缩幕布（21）、导轨架（22）以及用于控制伸缩幕布（21）的控制把手（23）。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述进料管（6、7）分别为藻液进料管、絮凝剂进料管，进料管（6、7）上均设置有控制阀（8）。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述正电极（3）呈网状，负电极（4）呈板状，正负电极（3、4）均由石墨材料制成。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述正电极（3）位于负电极（4）的上方，且设置于收集装置（2）的伸缩幕布（21）下方。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述伸缩幕布（21）呈网状，由尼龙材料制成，网眼尺寸由藻体尺寸相匹配。

本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点：本实用新型的技术方案根据微藻表面带有相同电荷阻碍絮凝的特性，通过外加电场作用打破这种微藻表面电荷的情况，使絮凝可以高效的进行，同时利用电极表面电解形成的微小气泡使絮凝层上浮至液面进行收集，本实用新型絮凝剂用量少节约成本，絮凝效果好；同时能耗较低，耗时较少，电解产生的气泡直径小，粒度均匀，密集度大，且上浮稳定，对液体扰动微小，气浮效果好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型收集装置2结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型包括收集容器1，所述收集容器1内水平设置有收集装置2，收集装置2将收集容器1分隔形成两个区域，收集装置1上方区域为采收区域11，下方为电解区域12，采收区域11收集容器1的一侧端设置有进料管6、7，相对端设置有排料管10，电解区域12内设置有一组平行设置的正负电极3、4，正负电极3、4通过直流电源9提供工作电压，所述收集装置2通过收集器支架5与收集容器1内壁链接，收集装置2包括伸缩幕布21、导轨架22以及用于控制伸缩幕布21的控制把手23，所述进料管6、7分别为藻液进料管、絮凝剂进料管，进料管6、7上均设置有控制阀8，所述正电极3呈网状，负电极4呈板状，正负电极3、4均由石墨材料制成，所述正电极3位于负电极4的上方，且设置于收集装置2的伸缩幕布21下方，所述伸缩幕布21呈网状，由尼龙材料制成，网眼尺寸由藻体尺寸相匹配。

结合图1、2简述本实用新型的工作过程：

将培养好的藻液通过进料管6导入收集容器1，通过进料管7加入硫酸铁（或氯化铁、硫酸铝、氯化铝等）絮凝剂，同时在电极两端加上适当电压，待绝大部分藻体上浮至液面后拉动收集装置2的控制把手23展开伸缩幕布21，等到伸缩幕布21完全展开将液面上的藻体兜在伸缩幕布21上，然后将伸缩幕布21拉出收集装置2，刮下收集好的藻体。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种电絮凝微藻采收装置，包括收集容器（1），其特征在于：所述收集容器（1）内水平设置有收集装置（2），收集装置（2）将收集容器（1）分隔形成两个区域，收集装置（1）上方区域为采收区域（11），下方为电解区域（12），采收区域（11）收集容器（1）的一侧端设置有进料管（6、7），相对端设置有排料管（10），电解区域（12）内设置有一组平行设置的正负电极（3、4），正负电极（3、4）通过直流电源（9）提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的一种电絮凝微藻采收装置，其特征在于：所述收集装置（2）通过收集器支架（5）与收集容器（1）内壁链接，收集装置（2）包括伸缩幕布（21）、导轨架（22）以及用于控制伸缩幕布（21）的控制把手（23）。

3.根据权利要求1或2所述的一种电絮凝微藻采收装置，其特征在于：所述进料管（6、7）分别为藻液进料管、絮凝剂进料管，进料管（6、7）上均设置有控制阀（8）。

4.根据权利要求1所述的一种电絮凝微藻采收装置，其特征在于：所述正电极（3）呈网状，负电极（4）呈板状，正负电极（3、4）均由石墨材料制成。

5.根据权利要求1或4所述的一种电絮凝微藻采收装置，其特征在于：所述正电极（3）位于负电极（4）的上方，且设置于收集装置（2）的伸缩幕布（21）下方。

6.根据权利要求5所述的一种电絮凝微藻采收装置，其特征在于：所述伸缩幕布（21）呈网状，由尼龙材料制成，网眼尺寸由藻体尺寸相匹配。