CN203007256U - 一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器 - Google Patents

一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，包括跑道池（1）和嵌套于跑道池（1）内的搅拌桨（2），所述跑道池（1）的池底以藻液入口池底（3）的高度最低，以藻液出口池底（4）的高度最高，藻液入口池底（3）的高度与藻液出口池底（4）的高度之间的差值＞5cm；所述搅拌桨（2）采用齿轮形；进一步地，所述跑道池（1）的池壁在跑道池转弯处设置为倾斜池壁。本实用新型采用5cm以上的高落差培养模式，并根据跑道池的流道长短具体设计落差高度，实现了微藻的高密度、低能耗、低成本、规模化养殖。

Description

一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器
技术领域
本实用新型涉及光生物反应器，具体地涉及一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器。
背景技术
微藻是一类光合利用度高的自养植物，在陆地、海洋中均有广泛分布，微藻细胞中因含有蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素、维生素A、维生素E、硫氨素、核黄素、吡多醇、维生素B12、维生素C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙、烟酸以及Cu、Fe、Se、Mn、Zn等多种无机元素而被广泛应用于生物医药、食品加工、动物饲料、生物肥料、环境检测、污水处理和能源再生等众多领域，具有重要的开发利用价值。随着全球能源的日趋枯竭和环境的持续恶化，微藻作为一种潜在的可再生能源生产者，已经越来越受到全世界各领域的密切关注。
微藻的种类很多，但是囿于培养技术的限制，目前仅有螺旋藻、小球藻、盐藻、柯氏隐藻、雨生红球藻等少数几种可以实现规模化培养。微藻的培养主要是在光生物反应器中进行，现有用于微藻培养的光生物反应器主要有开放式和封闭式两种类型。封闭式光生物反应器具有不易污染、光和效率高、培养条件易于控制、生长速度快等优点，但是因投资成本高、操作复杂、难以规模化而无法得到推广应用。开放式光生物反应器则因结构简单、成本低廉、生产易于放大等优势而成为微藻规模化培养的首选装置。
跑道池是开放式光生物反应器的典型代表，是目前国际上应用最为广泛的微藻培养系统。但是传统跑道池的生产效率普遍偏低，通常情况下其养殖的生物量浓度仅为0.5g/L，至多不超过1g/L；并且混合效果差，藻细胞光暗区转换速度慢，影响了微藻的生长；同时传统跑道池的工艺设计偏于研发模式，很难实现真正意义上的规模化放大。传统跑道池无法实现微藻的高密度低成本养殖。
针对上述问题，相关学者进行了大量研究，如：CN102304462A公开了一种实现微藻规模化培养的跑道池光生物反应器，包括主体跑道池、藻液喷淋单元、搅拌系统及藻液循环系统，其中：所述搅拌系统包括电机和搅拌桨，所述搅拌桨置于所述主体跑道池内，使藻液在所述主体跑道池内流动；所述藻液喷淋单元通过金属支撑架固定在所述主体跑道池内，所述藻液喷淋单元包括喷淋器和透明幕墙，所述喷淋器分散流下的藻液，所述透明幕墙防止藻液喷溅并阻止藻液与外界环境接触；所述藻液循环系统连通所述主体跑道池和所述藻液喷淋单元，并驱动藻液在所述主体跑道池和所述藻液喷淋单元之间循环。CN202246641U公开了一种跑道池光生物反应器，包括主体跑道池、设置于所述主体跑道池上方的藻液喷淋单元、置于所述主体跑道池内的搅拌系统及驱动藻液在所述主体跑道池和所述藻液喷淋单元之间循环的藻液循环系统，其中所述藻液喷淋单元包括：喷淋器，分散流下的藻液；透明幕墙，防止藻液喷溅并阻止藻液与外界环境接触。上述装置的缺点在于增加了跑道池结构的复杂性，不利于成本的控制以及操作的便利。
CN10948740A公开了一种用于大规模培养微藻的低落差开放池及其使用方法和用途。根据该发明的开放池包括搅拌器，其中，转动搅拌器，在搅拌器的藻液出口处的池底的高度最高，与藻液入口处的池底，高度差小于5cm，因此，其余的流道都为下坡段，逆液流方向，从搅拌器的出口处到搅拌器的入口处的池底以斜面或弧面连接，从搅拌器的藻液出口处，池底流道沿液流方向至搅拌器的藻液入口逐渐降低。该发明将“落差效应”引入到跑道池设计中，提供了实现微藻浅层均匀培养的低落差开放池，理论上可以提高藻细胞密度、降低水体驱动能耗、降低水体量、降低微藻细胞的采收成本，并在一定程度上取得了上述效果。但是，该发明中出口和入口的高度差仅为≤5cm，不仅在规模化设计中很难实现，而且在流道周长较大的跑道池中整体5cm或更小的高度差很难体现出落差效应；同时，该发明中的搅拌系统仍然采用常规的叶轮搅拌桨，其无法完成落差较大的液体抬升，也就无法实现期望获得的混合效果。
发明内容
本实用新型目的在于针对现有技术的缺点，提供一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，其采用5cm以上的高落差培养模式，根据跑道池的流道长短具体设计落差高度，可实现规模化的落差效应，是实现微藻高密度、低能耗、低成本规模化养殖的新型跑道池光生物反应器。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，包括跑道池和嵌套于跑道池内的搅拌桨，所述跑道池的池底以藻液入口池底的高度最低，以藻液出口池底的高度最高，藻液入口池底的高度与藻液出口池底的高度之间的差值＞5cm。
所述藻液入口池底是指搅拌桨的藻液入口处所对应的跑道池池底。
所述藻液出口池底是指搅拌桨的藻液出口处所对应的跑道池池底。
所述搅拌桨用于完成水体抬升，并助推藻液更好地流动，各种形状的能够起到上述作用的搅拌桨均可以在本发明中应用，优选齿轮形的搅拌桨，例如：每个齿轮均为锐角三角形的齿轮形搅拌桨、每个齿轮均为等边三角形的齿轮形搅拌桨、每个齿轮均为直角三角形的齿轮形搅拌桨；其中特别优选每个齿轮均为36°锐角三角形的齿轮形搅拌桨、每个齿轮均为45°锐角三角形的齿轮形搅拌桨或每个齿轮均为60°等边三角形的齿轮形搅拌桨；最其能够完成落差较大的液体抬升，且无倒流现象，利于藻液的均匀混合。
优选地，顺液流方向，从所述藻液入口池底到所述藻液出口池底以平滑连接的跑道由低向高过渡；进一步优选地，顺液流方向，从所述藻液入口池底到所述藻液出口池底以平滑的斜面跑道或弧面跑道由低向高过渡；最优选地，顺液流方向，从所述藻液入口池底到所述藻液出口池底以平滑的弧面跑道由低向高过渡。
优选地，顺液流方向，从所述藻液出口池底到所述藻液入口池底以平滑连接的跑道由高向低过渡；进一步优选地，顺液流方向，从所述藻液出口池底到所述藻液入口池底以平滑的斜面跑道由高向低过渡。
可选地，顺液流方向，从所述藻液出口池底到所述藻液入口池底以平滑的斜面跑道连接水平跑道的形式由高向低过渡。
可选地，顺液流方向，从所述藻液出口池底到所述藻液入口池底以平滑的斜面跑道与水平跑道交替的形式由高向低过渡。所述斜面跑道与水平跑道交替的形式，例如斜面跑道-水平跑道-斜面跑道、斜面跑道-水平跑道-斜面跑道-水平跑道、斜面跑道-水平跑道-斜面跑道-水平跑道-斜面跑道等等。
跑道池内的流道绝大部分均为下坡道，保证了各局部的藻液深度均比较浅，各处的微藻均能获得充足但不过度的光照，从而利于微藻生长，提高了微藻细胞密度；并且，下坡使得藻液的流动速度增快，同时不需搅拌即可实现微藻细胞的均匀混合，上述效果完全依靠重力作用而无需额外能耗，降低了系统的总能耗，进而降低了微藻细胞的采收成本。
优选地，所述藻液入口池底的高度与藻液出口池底的高度之间的差值≥10cm；进一步优选为≥20cm；最优选为≥30cm。
进一步优选地，所述藻液入口池底的高度与藻液出口池底的高度之间的差值与跑道池流道的长度之比为1:500-3000，例如可以是1:500、1:635、1:850、1:1000、1:1145、1:1280、1:1300、1:1448、1:1500、1:1670、1:1833、1:1900、1:1990、1:2000、1:2139、1:2250、1:2400、1:2500、1:2706、1:2900、1:3000；优选为1:1000-2000；最优选为1:1500。
工作时，由于所述藻液入口池底的高度与藻液出口池底的高度之间具有5cm以上的差值，落差明显，并且藻液在跑道池内环流时经历的基本都是下坡道，藻液在跑道池内靠重力作用始终保持较高的流速，因此在不增加能耗的前提下实现了藻液的快速均匀混合；在藻液流至藻液入口池底时，靠搅拌桨的运转直接抬升至藻液出口池底处，再开始新一轮的下坡循环。
进一步地，本实用新型可以将所述跑道池的池壁在跑道池转弯处设置为倾斜池壁，这样的结构设置可以减少跑道池边缘部位的混合死角，更利于微藻的均匀混合，并且可以增加光转换效率。
优选地，所述倾斜池壁为靠跑道池外侧池底的高度高于靠跑道池内侧的池底的高度。
优选地，所述跑道池的外侧池壁与水平面的夹角大于内侧池壁与水平面的夹角。
本实用新型采用5cm以上的高落差培养模式，并根据跑道池的流道长短具体设计落差高度，切实可行地将落差效应的原理应用到微藻的规模化养殖中，整体结构简单，所需培养基总体积少，培养基成本降低；利用重力作用实现水体驱动，水体量降低，驱动能耗降低；利用重力作用实现微藻细胞的均匀混合，采收成本降低；利用齿轮状的搅拌桨来完成落差较大的液体抬升，进一步保证了微藻细胞的混合效果；同时通过将跑道池转弯处池壁的倾斜设计，增加了光转换效率。利用本实用新型的跑道池光生物反应器培养出的微藻细胞密度显著提高，实现了土地资源、建设成本、能耗成本及养殖成本的最优化组合，可大面积规模化应用于微藻的高密度、低能耗、低成本养殖。
附图说明
图1是本实用新型实施例1-4的跑道池结构示意图。
图2是本实用新型的剖面结构示意图。
图3是本实用新型实施例5-6的跑道池结构示意图。
图4是本实用新型实施例6跑道池转弯处的剖面结构示意图。
图5是实施例1中本实用新型与对比例的微藻产量对比图。
图6是实施例2中本实用新型与对比例的微藻产量对比图。
图7是实施例3中本实用新型与对比例的微藻产量对比图。
图8是实施例4中本实用新型与对比例的微藻产量对比图。
图9是实施例5中本实用新型与对比例的微藻产量对比图。
图10是实施例6中本实用新型与对比例的光转换效率对比图。
图中：1-跑道池；2-搅拌桨；3-藻液入口池底；4-藻液出口池底；5-搅拌器；6-直形跑道终点；7-弧形跑道终点；8-弧形跑道起点。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案，但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1：
如图1-2所示，一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，包括跑道池1和嵌套于跑道池1内的搅拌桨2，所述跑道池1的池底以藻液入口池底3的高度最低，以藻液出口池底4的高度最高，藻液入口池底3的高度与藻液出口池底4的高度之间的差值为20cm，所述搅拌桨2采用齿轮形。跑道池1流道周长334m、宽10m，顺液流方向，从所述藻液入口池底3到所述藻液出口池底4以平滑的弧面跑道由低向高过渡，从所述藻液出口池底4到所述藻液入口池底3以平滑的斜面跑道由高向低过渡。
在上述跑道池光生物反应器内养殖编号为ENN1003A的微藻藻种（来自ENN藻种库），培养基为改良海水培养基，培养过程中通入CO2补充碳源，藻液平均深度为15cm。由于藻液出口池底4与藻液入口池底3的高度之间具有20cm的落差，微藻在跑道池1内在重力作用下不断地从藻液出口池底4向藻液入口池底3沿下坡进行环流，当流至藻液入口池底3时，靠搅拌桨2的运转直接抬升至藻液出口池底4处，再开始新一轮的下坡循环。培养方式采取半连续培养，搅拌桨2的转速为17r/min，夜间停止搅拌。
同时使用相同规格的常规跑道池进行ENN1003A的养殖作为对比例，除培养液的平均深度为25cm之外，其余的培养条件均相同。
每天检测并记录本实施例和对比例的微藻生长情况，及时补充蒸发水分。结果如图5所示，图中横坐标代表培养的时间，纵坐标代表微藻的产量，黑色柱形图代表本实施例，灰色柱形图代表对比例。从图中可以看出，培养1个月后，本实施例的微藻平均产量为13.01g/m2/d，而对比例在总养殖体积明显高于本实施例的情况下，微藻的平均产量仅为9.47g/m2/d，即本实施例的养殖成本和采收成本均可节省高达40%。
实施例2：
如图1-2所示，一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，包括跑道池1和嵌套于跑道池1内的搅拌桨2，所述跑道池1的池底以藻液入口池底3的高度最低，以藻液出口池底4的高度最高，藻液入口池底3的高度与藻液出口池底4的高度之间的差值为30cm，所述搅拌桨2采用齿轮形。跑道池1流道周长520m、宽10m，顺液流方向，从所述藻液入口池底3到所述藻液出口池底4以平滑的弧面跑道由低向高过渡，从所述藻液出口池底4到所述藻液入口池底3以平滑的斜面跑道由高向低过渡。
在上述跑道池光生物反应器内养殖编号为ENN1003A的微藻藻种（来自ENN藻种库），培养基为改良海水培养基，培养过程中通入CO2补充碳源，藻液平均深度为25cm。由于藻液出口池底4与藻液入口池底3的高度之间具有30cm的落差，微藻在跑道池1内在重力作用下不断地从藻液出口池底4向藻液入口池底3沿下坡进行环流，当流至藻液入口池底3时，靠搅拌桨2的运转直接抬升至藻液出口池底4处，再开始新一轮的下坡循环。培养方式采取半连续培养，搅拌桨2的转速为17r/min，夜间停止搅拌。
同时使用相同规格的常规跑道池进行ENN1003A的养殖作为对比例，培养液的平均深度亦为25cm，其余的培养条件亦相同。
检测并记录本实施例和对比例的微藻生长情况，及时补充蒸发水分。结果如图6所示，图中横坐标代表培养的时间，纵坐标代表微藻的产量，黑色柱形图代表本实施例，灰色柱形图代表对比例。从图中可以看出，本实施例的微藻平均产量为13.49g/m2/d，而对比例的微藻平均产量仅为10.83g/m2/d，即相同培养条件下，本实施例提高微藻产量约25%。
实施例3：
如图1-2所示，一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，包括跑道池1和嵌套于跑道池1内的搅拌桨2，所述跑道池1的池底以藻液入口池底3的高度最低，以藻液出口池底4的高度最高，藻液入口池底3的高度与藻液出口池底4的高度之间的差值为30cm，所述搅拌桨2采用齿轮形。跑道池1流道周长597m、宽20m，顺液流方向，从所述藻液入口池底3到所述藻液出口池底4以平滑的跑道由低向高过渡，从所述藻液出口池底4到所述藻液入口池底3以平滑的斜面跑道由高向低过渡。
在上述跑道池光生物反应器内养殖编号为ENN1003A的微藻藻种（来自ENN藻种库），培养基为改良海水培养基，培养过程中通入CO2补充碳源，藻液平均深度为10cm。由于藻液出口池底4与藻液入口池底3的高度之间具有30cm的落差，微藻在跑道池1内在重力作用下不断地从藻液出口池底4向藻液入口池底3沿下坡进行环流，当流至藻液入口池底3时，靠搅拌桨2的运转直接抬升至藻液出口池底4处，再开始新一轮的下坡循环。培养方式采取半连续培养，搅拌桨2的转速为17r/min，夜间停止搅拌。
同时使用相同规格的常规跑道池进行ENN1003A的养殖作为对比例，培养液的平均深度为25cm，其余的培养条件相同。
检测并记录本实施例和对比例的微藻生长情况，及时补充蒸发水分。结果如图7所示，图中横坐标代表培养的时间，纵坐标代表微藻的产量，黑色柱形图代表本实施例，灰色柱形图代表对比例。从图中可以看出，本实施例的微藻平均产量为13.79g/m2/d，而对比例的微藻平均产量仅为7.68g/m2/d，即相同培养条件下，本实施例提高微藻产量约75.6%。
实施例4：
如图1-2所示，一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，包括跑道池1和嵌套于跑道池1内的搅拌桨2，所述跑道池1的池底以藻液入口池底3的高度最低，以藻液出口池底4的高度最高，藻液入口池底3的高度与藻液出口池底4的高度之间的差值为20cm，所述搅拌桨2采用齿轮形。跑道池1流道周长200m、宽12m，顺液流方向，从所述藻液入口池底3到所述藻液出口池底4以平滑的弧面跑道由低向高过渡，从所述藻液出口池底4到所述藻液入口池底3以平滑的斜面跑道连接水平跑道的形式由高向低过渡。
在上述跑道池光生物反应器内养殖编号为ENN1003A的微藻藻种（来自ENN藻种库），培养基为改良海水培养基，培养过程中通入CO2补充碳源，藻液平均深度为15cm。由于藻液出口池底4与藻液入口池底3的高度之间具有20cm的落差，微藻在跑道池1内在重力作用下不断地从藻液出口池底4向藻液入口池底3沿下坡和平台进行环流，当流至藻液入口池底3时，靠搅拌桨2的运转直接抬升至藻液出口池底4处，再开始新一轮的循环。培养方式采取半连续培养，搅拌桨2的转速为17r/min，夜间停止搅拌。
同时使用相同规格的常规跑道池进行ENN1003A的养殖作为对比例，培养液的平均深度为25cm，其余的培养条件相同。
检测并记录本实施例和对比例的微藻生长情况，及时补充蒸发水分。结果如图8所示，图中横坐标代表培养的时间，纵坐标代表微藻的产量，黑色柱形图代表本实施例，灰色柱形图代表对比例。从图中可以看出，本实施例的微藻平均产量为12.52g/m2/d，而对比例的微藻平均产量仅为10.44g/m2/d，即相同培养条件下，本实施例提高微藻产量约20%。
实施例5：
如图2-3所示，一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，包括跑道池1和嵌套于跑道池1内的搅拌桨2和常规的搅拌器5；搅拌桨2采用齿轮形，设置在跑道池1内一处弧形跑道向直形跑道的过渡处。跑道池1的池底以藻液入口池底3的高度最低，以藻液出口池底4的高度最高，藻液入口池底3的高度与藻液出口池底4的高度之间的差值为30cm。跑道池1流道周长506m、宽10m。顺液流方向，从所述藻液入口池底3到所述藻液出口池底4以平滑的弧面跑道由低向高过渡；藻液出口池底4作为一侧直形跑道的起点，从藻液出口池底4到一侧直形跑道终点6以平滑的斜面跑道由高向低过渡，落差为15cm；直形跑道终点6作为一侧弧形跑道的起点，从直形跑道终点6到一侧弧形跑道终点7以水平跑道过渡；搅拌器5设置在弧形跑道终点7处，起到进一步混合藻液的作用；弧形跑道终点7作为另一侧直形跑道的起点，从弧形跑道终点7到另一侧弧形跑道起点8以平滑的斜面跑道由高向低过渡，落差为15cm；从另一侧弧形跑道起点8到藻液入口池底3的弧形跑道以水平跑道过渡；藻液流经藻液入口池底3时，经由搅拌桨2的抬升到达藻液出口池底4处，再开始新一轮的下坡循环。
在上述跑道池光生物反应器内养殖编号为ENN1003A的微藻藻种（来自ENN藻种库），培养基为改良海水培养基，培养过程中通入CO2补充碳源，藻液平均深度为25cm。由于藻液出口池底4与藻液入口池底3的高度之间具有30cm的落差，微藻在跑道池1内在重力作用下从藻液出口池底4向藻液入口池底3不断地从高点向低点进行环流，当流至藻液入口池底3时，靠搅拌桨2的运转直接抬升至藻液出口池底4处，再开始新一轮的循环。培养方式采取半连续培养，搅拌桨2的转速为17r/min，夜间停止搅拌。
同时使用相同规格的常规跑道池进行ENN1003A的养殖作为对比例，培养液的平均深度亦为25cm，其余的培养条件亦相同。
检测并记录本实施例和对比例的微藻生长情况，及时补充蒸发水分。结果如图9所示，图中横坐标代表培养的时间，纵坐标代表微藻的产量，灰色柱形图代表本实施例，黑色柱形图代表对比例。从图中可以看出，本实施例的微藻培养7d平均产量为14.45g/m2/d，而对比例的微藻平均产量仅为10.74g/m2/d。可见本发明在较长或地势施工较难地段的跑道池也能够实现较好的混合效果。
实施例6：
如图2-4所示，一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，包括跑道池1和嵌套于跑道池1内的搅拌桨2和常规的搅拌器5；搅拌桨2采用齿轮形，设置在跑道池1内一处弧形跑道向直形跑道的过渡处；跑道池转弯处将池壁设置一定倾斜度（图4），可减少跑道池边缘部位的混合死角，增加光转换效率。跑道池1的池底以藻液入口池底3的高度最低，以藻液出口池底4的高度最高，藻液入口池底3的高度与藻液出口池底4的高度之间的差值为20cm。跑道池1流道周长330m、宽10m。顺液流方向，从所述藻液入口池底3到所述藻液出口池底4以平滑的弧面跑道由低向高过渡；藻液出口池底4作为一侧直形跑道的起点，从藻液出口池底4到一侧直形跑道终点6以平滑的斜面跑道由高向低过渡，落差为10cm；直形跑道终点6作为一侧弧形跑道的起点，从直形跑道终点6到一侧弧形跑道终点7以水平跑道过渡；搅拌器5设置在弧形跑道终点7处，起到进一步混合藻液的作用；弧形跑道终点7作为另一侧直形跑道的起点，从弧形跑道终点7到另一侧弧形跑道起点8以平滑的斜面跑道由高向低过渡，落差为10cm；从另一侧弧形跑道起点8到藻液入口池底3的弧形跑道以水平跑道过渡；藻液流经藻液入口池底3时，经由搅拌桨2的抬升到达藻液出口池底4处，再开始新一轮的下坡循环。
在上述跑道池光生物反应器内养殖编号为ENN1003A的微藻藻种（来自ENN藻种库），培养基为改良海水培养基，培养过程中通入CO2补充碳源，藻液平均深度为25cm。由于藻液出口池底4与藻液入口池底3的高度之间具有20cm的落差，微藻在跑道池1内在重力作用下从藻液出口池底4向藻液入口池底3不断地从高点向低点进行环流，当流至藻液入口池底3时，靠搅拌桨2的运转直接抬升至藻液出口池底4处，再开始新一轮的循环。培养方式采取半连续培养，搅拌桨2的转速为17r/min，夜间停止搅拌。
同时使用相同规格的常规跑道池进行ENN1003A的养殖作为对比例，培养液的平均深度亦为25cm，其余的培养条件亦相同。
检测并记录本实施例和对比例的光转换效率，及时补充蒸发水分。结果如图10所示，图中横坐标代表培养的时间，纵坐标代表光转换效率，灰色柱形图代表本实施例，黑色柱形图代表对比例。从图中可以看出，本实施例的微藻光转换效率为1.22%，而对比例的光转换效率仅为0.93%。可见利用本发明的跑道池光生物反应器能够显著提高光转换效率。
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本实用新型的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本实用新型做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的结构组成，但本实用新型并不局限于上述结构，所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换及辅助部件的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种微藻规模化养殖跑道池光生物反应器，其特征在于，包括跑道池（1）和嵌套于跑道池（1）内的搅拌桨（2），所述跑道池（1）的池底以藻液入口池底（3）的高度最低，以藻液出口池底（4）的高度最高，藻液入口池底（3）的高度与藻液出口池底（4）的高度之间的差值＞5cm。
2.根据权利要求1所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，所述搅拌桨（2）采用齿轮形。
3.根据权利要求1或2所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，所述藻液入口池底（3）的高度与藻液出口池底（4）的高度之间的差值与跑道池（1）流道的长度之比为1:500-3000。
4.根据权利要求1或2所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，所述跑道池（1）的池壁在跑道池（1）转弯处设置为倾斜池壁。
5.根据权利要求1或2所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，顺液流方向，从所述藻液入口池底（3）到所述藻液出口池底（4）以平滑连接的跑道由低向高过渡，从所述藻液出口池底（4）到所述藻液入口池底（3）以平滑连接的跑道由高向低过渡。
6.根据权利要求5所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，顺液流方向，从所述藻液入口池底（3）到所述藻液出口池底（4）以平滑的斜面跑道由低向高过渡。
7.根据权利要求5所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，顺液流方向，从所述藻液入口池底（3）到所述藻液出口池底（4）以平滑的弧面跑道由低向高过渡。
8.根据权利要求5所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，顺液流方向，从所述藻液出口池底（4）到所述藻液入口池底（3）以平滑的斜面跑道由高向低过渡。
9.根据权利要求5所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，顺液流方向，从所述藻液出口池底（4）到所述藻液入口池底（3）以平滑的斜面跑道连接水平跑道的形式由高向低过渡。
10.根据权利要求5所述的跑道池光生物反应器，其特征在于，顺液流方向，从所述藻液出口池底（4）到所述藻液入口池底（3）以平滑的斜面跑道与水平跑道交替的形式由高向低过渡。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103436437A (zh) * 2013-09-16 2013-12-11 新奥科技发展有限公司 用于微藻培养的养殖池
ES2540156A1 (es) * 2013-12-04 2015-07-08 Universidad De Sevilla Tanque de flujo continuo
CN105950441A (zh) * 2016-03-28 2016-09-21 青岛农业大学 一种适用于提高固碳效率的微藻规模培养装置
CN116621343A (zh) * 2023-05-26 2023-08-22 武汉科技大学 采用湖球藻颗粒深度处理生活污水的光生物反应器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103436437A (zh) * 2013-09-16 2013-12-11 新奥科技发展有限公司 用于微藻培养的养殖池
CN103436437B (zh) * 2013-09-16 2015-04-15 新奥科技发展有限公司 用于微藻培养的养殖池
ES2540156A1 (es) * 2013-12-04 2015-07-08 Universidad De Sevilla Tanque de flujo continuo
WO2015082733A3 (es) * 2013-12-04 2015-07-30 Universidad De Sevilla Tanque de flujo continuo
CN105950441A (zh) * 2016-03-28 2016-09-21 青岛农业大学 一种适用于提高固碳效率的微藻规模培养装置
CN116621343A (zh) * 2023-05-26 2023-08-22 武汉科技大学 采用湖球藻颗粒深度处理生活污水的光生物反应器

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