CN105176804A - 一种立式微藻高密度培养装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种立式微藻高密度培养装置，包括水平的排成一列的培养管、与所有培养管连通的连通管、进水管和出藻管，连通管内设有堵头，培养管内设有挡板，培养管的顶部设有透光口，培养管内均设有透水管和透气管，所有透水管连接至设有抽水泵的出水管，所有透气管连接至设有气泵的进气管。该装置占地面积小，培养效率高，能培养出高密度的微藻液。

Description

一种立式微藻高密度培养装置
技术领域
本发明涉及一种藻类培养装置，具体涉及一种立式微藻高密度培养装置。
背景技术
微藻是一类体积微小、结构简单、生长繁殖迅速的单细胞藻类，由于具有生长周期短、环境适应能力强、生物产量高、部分种类含油量高的优点，使得其成为一种极具潜力的能源生产原料。由于微藻在生长过程中需要营养物质，而污水中含有丰富的营养物质，所以微藻也逐渐应用于污水的深度处理中，但是污水中营养物质浓度非常高，要得到好的处理效果，必须提高微藻的生长速率，目前，现有的培养装置主要是开放式培养装置，对光能和二氧化碳利用率低，不仅培养密度低，而且占地面积大。
发明内容
本发明的目的是提供一种立式微藻高密度培养装置，该装置占地面积小，培养效率高，能培养出高密度的微藻液。
本发明所采用的技术方案是：
一种立式微藻高密度培养装置，包括水平的排成一列的培养管以及竖直的设在该列培养管两端并与所有培养管连通的连通管，最高培养管的一端和最低培养管的一端通过连通管分别与进水管和出藻管连通，连通管内位于每个培养管的进水端以下均设有防止液体直接竖向流走的堵头，连通管内位于最低培养管的出水端以下也设有堵头，每个培养管内出水端附近均设有用于控制水位的挡板，每个培养管的顶部均设有若干透光口，每个培养管内均设有透水管和透气管，所有的透水管均穿过连通管连接至设有抽水泵的出水管，所有的透气管均穿过连通管连接至设有气泵的进气管。
作为本发明的进一步改进，所述出藻管与进水管之间设有将彼此连通的回流管，所述回流管上还设有回流泵，出藻管的出口端设有排放控制阀。
作为本发明的进一步改进，所述出水管上还设有水量控制阀和真空表，真空表位于抽水泵上游，水量控制阀位于抽水泵下游。
作为本发明的进一步改进，所述进气管上还设有压力表和气体流量调节阀，气体流量调节阀和压力表依次位于气泵的的下游。
作为本发明的进一步改进，所述透水管由透水膜组成，所述透水膜为外压式纤维膜；所述透气管由透气膜组成，所述透气膜为内压式透气膜。
作为本发明的进一步改进，所述连通管的底部连接有支架，所述支架上设有高度调节机构。
作为本发明的进一步改进，所述培养管和连通管由透明或半透明材质制成，可以观察微藻在其内部的培养状况。
作为本发明的进一步改进，所述培养管和连通管的截面为圆形或矩形。
作为本发明的进一步改进，所述透水管和透气管与水流方向平行。
本发明的有益效果是：
1.培养装置采用多层培养管的立式结构，节约占地面积，在堵头的作用下，藻液在多层培养管和两个连通管之间的运动线路呈“之”字形，加大了培养空间的长度，节约空间；挡片用于调节每个培养管中的水位高度，起到了“蓄水”的作用，保证了充分的培养时间；进水管向培养管添加营养液（污水）或培养基，透光口向培养管内提供光能，气泵通过透气管向培养管内提供，保证了微藻的生长和繁殖，培养后的藻液通过出藻管排出；在培养过程中，透水管在抽水泵的作用下产生负压向培养管“吸水”，对藻液进行浓缩，实现了水力停留时间和藻停留时间的分离，实现了微藻的高密度培养。
2.回流管起到了两个作用—1.排放控制阀打开、回流泵打开时，培养后的藻液一部分从出藻管排出、另一部分通过回流管回流至培养管，此时回流管为培养管提供微藻含量较大的补充液，提高了初始藻液的微藻浓度，加快了培养时间；2.排放控制阀关闭、回流泵打开时，藻液在整个装置中循环培养，从而快速提高藻液浓度。
3.高度调节机构提高调整培养管的高度从而调整透光口光照的入射角度，保证了微藻良好的生长和繁殖环境。
4.透水管和透气管水平放置，可减轻膜的堵塞，延长膜的寿命。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例中堵头的俯视图。
图3是本发明实施例中挡板的侧视图。
图中：1-培养管；2-透水管；3-透气管；4-进水管；5-堵头；6-连通管；7-回流管；8-挡板；9-回流泵；10-出藻管；11-排放控制阀；12-高度调节机构；13-支架；14-气泵；15-水量控制阀；16-气体流量调节阀；17-抽水泵；18-压力表；19-真空表；20-出水管；21-进气管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种立式微藻高密度培养装置，包括水平的排成一列的培养管1以及竖直的设在该列培养管1两端并与所有培养管1连通的连通管6，最高培养管1的一端和最低培养管1的一端通过连通管6分别与进水管4和出藻管10连通，连通管6内位于每个培养管1的进水端以下均设有防止液体直接竖向流走的堵头5，连通管6内位于最低培养管1的出水端以下也设有堵头5，每个培养管1内出水端附近均设有用于控制水位的挡板8，每个培养管1的顶部均设有若干透光口，每个培养管1内均设有透水管2和透气管3，所有的透水管2均穿过连通管6连接至设有抽水泵17的出水管20，所有的透气管3均穿过连通管6连接至设有气泵14的进气管21。
培养装置采用多层培养管1的立式结构，节约占地面积，在堵头5的作用下，藻液在多层培养管1和两个连通管6之间的运动线路呈“之”字形，加大了培养空间的长度，节约空间；挡片用于调节每个培养管1中的水位高度，起到了“蓄水”的作用，保证了充分的培养时间；进水管4向培养管1添加营养液（污水）或培养基，透光口向培养管1内提供光能，气泵14通过透气管3向培养管1内提供，保证了微藻的生长和繁殖，培养后的藻液通过出藻管10排出；在培养过程中，透水管2在抽水泵17的作用下产生负压向培养管1“吸水”，对藻液进行浓缩，实现了水力停留时间和藻停留时间的分离，实现了微藻的高密度培养。
如图1所示，在本实施例中，所述出藻管10与进水管4之间设有将彼此连通的回流管7，所述回流管7上还设有回流泵9，出藻管10的出口端设有排放控制阀11。回流管7起到了两个作用—1.排放控制阀11打开、回流泵9打开时，培养后的藻液一部分从出藻管10排出、另一部分通过回流管7回流至培养管1，此时回流管7为培养管1提供微藻含量较大的补充液，提高了初始藻液的微藻浓度，加快了培养时间；2.排放控制阀11关闭、回流泵9打开时，藻液在整个装置中循环培养，从而快速提高藻液浓度。
如图1所示，在本实施例中，所述出水管20上还设有水量控制阀15（控制排水量）和真空表19（测试出水管20上的真空度），真空表19位于抽水泵17上游，水量控制阀15位于抽水泵17下游；所述进气管21上还设有压力表18和气体流量调节阀16（调节CO2流量），气体流量调节阀16和压力表18依次位于气泵14的的下游。
在本实施例中，所述透水管2由透水膜组成，所述透水膜为外压式纤维膜（抽水泵17向外抽水在透水管2内形成负压，水从外向内进入）；所述透气管3由透气膜组成，所述透气膜为内压式透气膜（气泵14向透气管3内充气形成正压，从内向外排出）。
如图1所示，在本实施例中，所述连通管6的底部连接有支架13（或者固定为一个整体），所述支架13上设有高度调节机构12。高度调节机构12提高调整培养管1的高度从而调整透光口光照的入射角度，保证了微藻良好的生长和繁殖环境。
在本实施例中，所述培养管1和连通管6由透明或半透明材质（如，有机玻璃）制成，可以观察微藻在其内部的培养状况。在本实施例中，所述培养管1和连通管6的截面为圆形（在实际制作中，也可以是矩形或其他形状），堵头5的形状与连通管6的截面形状相适应（如图2所示，圆形，半径等于连通管6内径），挡板8的形状与培养管1的截面形状相适应（如图3所示，圆形，半径等于培养管1内径，顶部被水平削去一部分）。在本实施例中，所述透水管2和透气管3与水流方向平行，透水管2和透气管3水平放置，可减轻膜的堵塞，延长膜的寿命。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：包括水平的排成一列的培养管以及竖直的设在该列培养管两端并与所有培养管连通的连通管，最高培养管的一端和最低培养管的一端通过连通管分别与进水管和出藻管连通，连通管内位于每个培养管的进水端以下均设有防止液体直接竖向流走的堵头，连通管内位于最低培养管的出水端以下也设有堵头，每个培养管内出水端附近均设有用于控制水位的挡板，每个培养管的顶部均设有若干透光口，每个培养管内均设有透水管和透气管，所有的透水管均穿过连通管连接至设有抽水泵的出水管，所有的透气管均穿过连通管连接至设有气泵的进气管。
2.如权利要求1所述的一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：所述出藻管与进水管之间设有将彼此连通的回流管，所述回流管上还设有回流泵，出藻管的出口端设有排放控制阀。
3.如权利要求1所述的一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：所述出水管上还设有水量控制阀和真空表，真空表位于抽水泵上游，水量控制阀位于抽水泵下游。
4.权利要求1所述的一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：所述进气管上还设有压力表和气体流量调节阀，气体流量调节阀和压力表依次位于气泵的的下游。
5.如权利要求1所述的一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：所述透水管由透水膜组成，所述透水膜为外压式纤维膜；所述透气管由透气膜组成，所述透气膜为内压式透气膜。
6.如权利要求1所述的一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：所述连通管的底部连接有支架，所述支架上设有高度调节机构。
7.如权利要求1所述的一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：所述培养管和连通管由透明或半透明材质制成，可以观察微藻在其内部的培养状况。
8.如权利要求1所述的一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：所述培养管和连通管的截面为圆形或矩形。
9.如权利要求1所述的一种立式微藻高密度培养装置，其特征在于：所述透水管和透气管与水流方向平行。
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