TWI449568B - 強化性藻體固碳反應器 - Google Patents

Description

強化性藻體固碳反應器

本發明是有關於一種培養藻體生長之光合反應器，特別是指一種利用藻類達到強化減碳與增加副產物收益之強化性藻體固碳反應器。

由於工業的日益蓬勃發展，促使人類的生活水平快速提高，但工廠所排放之大量廢棄物已嚴重影響人類之生活品質，特別是在台灣這種地窄人多的環境下，空氣的品質極為不好，除了工廠排放的廢氣含有大量的二氧化碳之外，汽機車所排放的廢氣也是溫室氣體的主要來源，而二氧化碳的濃度增加已帶來溫室效益的問題，造成全球氣候變遷，因此如何降低全球暖化的問題，亦為現代熱門課題之一。

為保護地球盡一份心且維護我們生活環境下，政府對於有廢氣或廢水污染之工廠均會加以要求，亦即工廠若有廢水或廢氣產生問題，即必須導入廢水及廢氣的處理設備，以降低廢氣或廢水對環境的污染，而查現行大部分的工廠仍使用傳統的過濾系統，必需耗費許多能源，才能達到符合環保的效益，但能源耗竭與溫室效應一直都是備受關注的問題，所以該工廠所使用的生物處理系統，並不能真正有效解決能源耗竭與溫室效應的問題，反而影響環境的生態平衡，實有待改善。

因此，本發明之目的，是在提供一種強化性藻體固碳反應器，利用工業廢氣做為藻類生長所需之無機碳及生活污水提供藻類生長所需之營養鹽，有效降低工廠煙氣二氧化碳的排放量，以改善溫室效應之問題，同時該藻類生長後兼具有增加副產物收益等功效。

於是，本發明強化性藻體固碳反應器，其包含有一承載有混合液之混合槽，一與該混合槽連接且內設置有藻類之光合反應器，一將該混合槽內之混合液抽取至該光合反應器之抽取器，一連接該光合反應區且供給氣體之進氣裝置，以及一伸入於該混合槽內且將藻類輸出之輸出裝置，其中，該進氣裝置具有一供應源，以及一分別與該光合反應器、供應源連接之進氣管，而前述該供應源可提供工業廢氣經該進氣管而進入該光合反應器內；另，該混合槽內加添有一可釋出鐵離子之添加物，以使該混合液補充該藻類生長養份；是以，利用設置有該藻類的光合反應器做二氧化碳排放之過濾設備，以達到強化減碳效果，同時再配合該混合液內添加有可釋出鐵離子之添加物設計，以提供該藻類生長所需養分，故該藻類成長後可加工利用，以增加副產物收益。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。

參閱圖1，本發明之一較佳實施例，該強化性藻體固碳反應器1包含有一承載有混合液之混合槽11，一與該混合槽11連接且內設置有藻類之光合反應器12，一將該混合槽11內之混合液抽取至該光合反應器12之抽取器13，一連接該光合反應器12且供給氣體之進氣裝置14，以及一伸入於該混合槽11內且將藻類輸出之輸出裝置15；其中，該混合槽11外接有一採樣閥111，而內部則形成有一容置空間112，以供該混合液承載，而前述該混合液可為工業廢水，或者是內含有氮、磷、鉀等元素之生活廢水等，同時更可於該混合液中適時添加清水，而本實施例中係以運用於工廠處理模式加例，故所產生之該混合液就以工業生產過程中所得之工業廢水加以說明，特別是，本實施例中該混合液另外添加一含有鐵離子之添加物2，而該添加物2可為轉爐石、高爐石、電爐石等，其內含有大量之鐵離子可做為藻類生成養份。

仍續前述，該進氣裝置14具有一供應源141，以及一分別與該光合反應器12、供應源141連接之進氣管142，而前述該供應源141可提供工業廢氣經該進氣管142而進入該光合反應器12中；特別是，參閱圖2，該光合反應器12可呈複數設置，即將該光合反應器12區分有一初始反應段121及一輸出反應段123，同時該初始反應段121及輸出反應段123可排列呈平行設置，亦或圖3所示，該初始反應段121及輸出反應段123依高度遞減而呈階梯式排列設置，再者，如圖4所示，在該初始反應段121及輸出反應段123間至少設有一中段反應段122，以使該初始反應段121、中段反應段122及輸出反應段123等位置呈依序遞減外，並且在該等反應段121、122、123間設有該進氣管142而形成相互連接，而本實施例中係以圖4為例加以說明。

參閱圖4，在啟動該反應器1前，先將工廠內的廢水與清水導入該混合槽11中形成一混合液，並於該採樣閥111上採取適量該混合液樣本，以利適時於該混合液中添加該添加物2，以使該添加物2得以適當釋出鐵離子，且於該光合反應器12內設置複數藻類，如此一來即可便使該反應器1正式產生運作，利用該抽取器13將該混合槽內之混合液輸出至該等反應段121、122、123內，藉由該等反應段121、122、123呈階梯式之設置，俾使該混合液於該初始反應段121內呈滿水位時，即會順流至下一該中段反應段122內，且流經該中段反應段122至該輸出反應段123內之混合液亦是如此，同時利用該供應源141將工業廢氣經該進氣管142輸入至該等反應段121、122、123中，以使輸入該等反應段121、122、123內之混合液與廢氣，藉此輸入的混合液、廢氣不但可經該藻類過濾外，且具有鐵離子之該混合液可供應該藻類生長所需的養分，而該廢氣亦是為供應該藻類生長的無機碳，而後於該初使反應段121與中段反應段122內所成長之藻類，皆會輸入至該輸出反應段123中，再由該輸出反應段123輸入至該混合槽11中，最後利用該輸出裝置15將該混合槽11內，懸浮於該混合液上的藻類予以輸出並集收加工利用，以增加副產物收益功效。

綜前所述，目前的二氧化碳雖然可經由一般化學化學反應亦或電化學反應加以固定外，其實利用生物固定二氧化碳則是現今的研究重點，故，本發明利用強化性藻體固碳反應器1，藉以利用培養藻類的該光合反應器12做二氧化碳排放與廢水之過濾設備，不但可有效降低該工業廢氣的排放量，更有助於改善環境污染問題外，另再配合混合液添加有可釋出鐵離子之添加物2設計，以提供該藻類生長所需養分，同時該藻類生長後亦可加工利用，以增加副產物收益功效。

歸納前述，本發明強化性藻體固碳反應器，藉由培養有藻類之光合反應器設置，以成為最佳環保的生物減碳系統，利用工業廢氣與廢水做為藻類生長的養分，有效降低二氧化碳的排放量，以達到強化減碳效果，更有助於改善環境污染問題外，以改善溫室效應之問題，同時適時於廢水中添加有可釋出鐵離子之添加物設計，以提供該藻類生長所需養分，使該藻類生長後兼具有副產物收益等功效，故確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1．．．強化性藻體固碳反應器

11．．．混合槽

12．．．光合反應器

13．．．抽取器

14．．．進氣裝置

15．．．輸出裝置

111．．．採樣閥

112．．．容置空間

121．．．初始反應段

122．．．中段反應段

123．．．輸出反應段

141．．．供應源

142．．．進氣管

2．．．添加物

圖1是本發明之一較佳實施例之示意圖；

圖2是本發明之第二較佳實施例之示意圖；

圖3是本發明之第三較佳實施例之示意圖；及

圖4是本發明之第四較佳實施例之示意圖。

1．．．強化性藻體固碳反應器

11．．．混合槽

12．．．光合反應器

13．．．抽取器

14．．．進氣裝置

15．．．輸出裝置

111．．．採樣閥

121．．．初始反應段

122．．．中段反應段

123．．．輸出反應段

141．．．供應源

142．．．進氣管

2．．．添加物

Claims (7)

1. 一種強化性藻體固碳反應器，其包含有一承載有混合液之混合槽，一與該混合槽連接且內設置有藻類之光合反應器，一將該混合槽內之混合液抽取至該光合反應器之抽取器，一連接該光合反應區且供給氣體之進氣裝置，以及一伸入於該混合槽內且將藻類輸出之輸出裝置；其中，該進氣裝置具有一供應源，以及一分別與該光合反應器、供應源連接之進氣管，而前述該供應源可提供工業廢氣經該進氣管而進入該光合反應器內；另，該混合槽內加添有一可釋出鐵離子之添加物，以使該混合液補充該藻類生長養份。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之強化性藻體固碳反應器，其中，該混合液係可為生活廢水，且該生活廢水內含有氮、磷、鉀等元素。
3. 根據申請專利範圍第1或2項所述之強化性藻體固碳反應器，其中，該添加物可為轉爐石、高爐石、電爐石。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之強化性藻體固碳反應器，其中，該混合槽上增設有一採樣閥。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之強化性藻體固碳反應器，其中，該光合反應器可呈複數設置。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之強化性藻體固碳反應器，其中，該等光合反應器區分有一初始反應段及一輸出反應段，且該初始反應器及輸出反應器依高度遞減而呈階梯式排列設置。
7. 根據申請專利範圍第5項所述之強化性藻體固碳反應器，其中，該初始反應段及輸出反應段間至少設有一中段反應段，以使該初始反應段、中段反應段及輸出反應段等位置呈依序遞減外，並且該初始反應段、中段反應段及輸出反應段間設有進氣管而形成相互連接。