CN117264732A - 一种微藻养殖*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及微藻养殖技术领域，尤其涉及一种微藻养殖***；所述微藻养殖***包括养殖池、环境监测模块、光照***、水循环模块和收获模块；水循环模块为上大下小的双喇叭口形状，在中部管道中设置有旋转叶轮用于推动将喇叭管中的藻液进行运动；养殖池循环模块用于垂直安装在养殖池中，通过旋转叶轮带动养殖池中上下层面的藻液进行位置的循环交换；本申请以解决现有的微藻养殖***中，养殖池内的微藻藻液流动性较差，导致不同深度的微藻藻液存在益生菌群落分布不均匀、藻液的混合程度不均匀、氧气量不足和光照利用效率低的问题，旨在提供一种通过提高微藻藻液的水体流动性进而提高微藻养殖生长效率和培养质量的微藻养殖***。

Description

一种微藻养殖***

技术领域

本发明涉及微藻养殖技术领域，更具体地，涉及一种微藻养殖***。

背景技术

微藻是一类微小的单细胞藻类生物，主要包括绿藻、蓝藻、硅藻等。它们具有高生长速度、高光合效率和高生物量产量的特点，可以在各种环境条件下生长，并且能够利用二氧化碳和光能进行光合作用。

微藻在生物领域有着广泛的应用和意义，首先，微藻可以作为生物燃料的生产原料，通过利用微藻进行光合作用，可以将二氧化碳转化为生物质，进而提取出生物柴油、生物乙醇等可再生能源，从而减少对化石燃料的依赖，降低温室气体排放；其次，微藻还可以作为食品和饲料的来源，可以作为人类的膳食补充品或者动物的饲料，提供丰富的营养成分；此外，微藻还可以用于环境保护和水处理。微藻可以吸收和去除水体中的有害物质，如重金属和有机污染物，从而净化水质，改善水环境。

现有技术CN113214961A公开了一种基于LED光源的微藻养殖装置，包括地面板、底层养殖池、上层养殖池和LED光源组件，通过LED光源管向下光照底层养殖池的内部，提升底层养殖池内部微藻藻液的光照时间，另外LED光源管通过底层养殖池的上端套接的反光套和支撑柱进行反射光线，进一步增强底层养殖池的光照效果；同时LED光源管透过透光性玻璃板的底部连接板对上层养殖池进行光照，另外LED光源管通过支撑柱进行光线的反射，进一步提升了上层养殖池的光照效果，全面提高了微藻养殖的光照时间，提高养殖效率和产量。

但是现有技术存在的问题是：在商业化规模养殖和生产下，由于微藻养殖池的容量较大且具有较高的水深，导致微藻养殖池内的微藻藻液在养殖池内的水体流动性较差，致使出现不同深度的微藻藻液存在益生菌群落分布不均匀、藻液的混合程度不均匀、氧气量不足和光照利用效率低的问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种微藻养殖***，以解决现有的微藻养殖***中，养殖池内的微藻藻液流动性较差，导致不同深度的微藻藻液存在益生菌群落分布不均匀、藻液的混合程度不均匀、氧气量不足和光照利用效率低的问题，旨在提供一种通过提高微藻藻液的水体流动性进而提高微藻养殖生长效率和培养质量的微藻养殖***。

为实现上述技术目的，本申请提出一种微藻养殖***，所述微藻养殖***包括养殖池、环境监测模块、光照***、水循环模块和收获模块；

所述养殖池用于接收微藻藻液，所述微藻藻液包括经过无害处理后的鱼塘尾水；所述环境监测模块用于监测所述养殖池中的光照、水温、PH值、益生菌群落及营养液浓度；所述光照***用于在日照不足时对藻类进行光照；所述水循环模块用于将养殖池中的藻液进行流动使得不同位置的微藻能均衡的接受所述微藻养殖***的营养及光照；所述收获模块用于富藻溶液的排出及收集；

所述水循环模块包括进水口、出水口和管道，所述进水口和出水口为喇叭口结构，在所述管道的中部设置有旋转叶轮用于推动将喇叭管中的藻液进行运动，在所述管道靠近所述进水口的方向上设置有斜孔槽，所述斜孔槽用于外部藻液与所述管道中的藻液循环运动，所述养殖池循环模块用于垂直安装在所述养殖池中，通过所述旋转叶轮带动养殖池中上下层面的藻液进行位置的循环交换。

进一步地，所述水循环模块的喇叭口结构由透光的塑料制成；所述喇叭楼结构由大喇叭口和小喇叭口通过安装旋转叶轮后螺纹连接制成。

进一步地，所述水循环模块安装在养殖池时，在竖直方向上，所述大喇叭口在上方，所述小喇叭口在下方，通过所述旋转叶轮的运行，带动上部的藻液与下部的藻液进行层面的交换。

进一步地，所述水循环模块的小喇叭口下侧设置有支撑部，所述支撑部与所述小喇叭口的弧面之间设置有藻液流通的通道。

进一步地，所述水循环模块的小喇叭口的底部外凸面设置有连接部，所述连接部用于与气泵相连接，在所述气泵泵入气体时能够充分的与藻液接触，便于微藻吸收。

进一步地，所述环境监测模块设置有多个，多个所述环境监测模块设置在所述养殖池侧壁的不同深度处。

进一步地，所述光照***为悬浮光照***；所述光照***包括LED灯和与所述LED灯密封连接的导光件以及使得所述LED灯悬浮在微藻藻液中的浮力部件。

进一步地，所述光照***与所述水循环模块在所述养殖池中布置为1个或者多个；所述光照***与所述水循环模块紧邻布置，并通过柔性牵引部件连接；所述光照***与所述水循环模块均与外部电源进行电连接。

进一步地，所述收获模块设置在养殖池的侧部，所述收获模块包括梯形引导通道以及设置在引导通道上的拨送组件；所述收获模块与外部的藻液接受管道连接。

进一步地，所述进水口处还设置有弯折部，所述弯折部设置在靠近大喇叭口端部的方向。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1、本申请通过将水循环模块的进水口和出水口设置为喇叭口状，并且在竖直方向上，将进水口设计为在上方的大喇叭口状，出水口设计为在下方的小喇叭口状，配合管道中部设置的旋转叶轮旋转，使得上方的大喇叭口状进水口将附近范围内的藻液吸收进管道内，在管道内进行搅动后，沿下方小喇叭口状的出水口向四周流出，由于出水口的小喇叭口状结构为外壁曲度大于内壁曲度的设置，从出水口中流出的藻液向上循环流动，从所述出水口向上流动的藻液沿所述斜孔槽重新涌入管内，形成藻液循环流动区域，从而提高水循环模块范围内微藻养殖水的水体流动性，根据养殖池的养殖规模，对养殖池内进行区域性的布设，使得不同深度的益生菌群落的分布更加均匀，提高藻液的混合程度，促进微藻的生长和养分吸收。

2、本申请通过设置光照***，将LED灯发出的光线经导光面均匀地照射出，并引导至水循环模块周围，对水循环模块周围的微藻进行光照。设置浮力部件，将LED导光件悬浮在水中，LED灯照射提供光照能量，促进微藻的光合作用，增加养殖池中微藻的生长速率和产量，进一步地，LED灯能够根据需要提供不同波长和光强的光照，通过改变LED灯的光照颜色，从而调控微藻的生长和代谢过程，例如，将LED灯变换为蓝光能够促进微藻的生长和光合作用，变换为红光能够促进微藻的产油和产氢等特定代谢过程，即通过调节LED灯的光谱，能够优化微藻的生长环境，提高养殖效果和产量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种微藻养殖***的前视局部结构示意图；

图2为本发明一种微藻养殖***的水循环模块的截面示意图；；

图3为本发明一种微藻养殖***的光照***结构示意图；

图4为本发明一种微藻养殖***的收获模块局部结构示意图；

图5为本发明一种微藻养殖***的水循环模块的俯视结构示意图；

图6为本发明一种微藻养殖***的水循环模块内部藻液流动示意图；

图中：1、养殖池；2、环境监测模块；3、光照***；31、导光件；32、浮力部件；4、水循环模块；5、收获模块；6、旋转叶轮；7、大喇叭口；8、小喇叭口；9、支撑部；10、连接部；11、斜孔槽；12、弯折部。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地描述。

本申请的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备等，没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元等，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备等固有的其它步骤或单元。

在本申请中提及的“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本申请描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1-图6所示，本发明提供了一种微藻养殖***，所述微藻养殖***包括养殖池1、环境监测模块2、光照***3、水循环模块4和收获模块5；

所述养殖池1用于接收微藻藻液，所述微藻藻液包括经过无害处理后的鱼塘尾水；所述环境监测模块2用于监测所述养殖池1中的光照、水温、PH值、益生菌群落及营养液浓度；所述光照***3用于在日照不足时对藻类进行光照；所述水循环模块4用于将养殖池1中的藻液进行流动使得不同位置的微藻能均衡的接受所述微藻养殖***的营养及光照；所述收获模块5用于富藻溶液的排出及收集；

所述水循环模块4包括进水口、出水口和管道，所述进水口和出水口为喇叭口结构，在所述管道的中部设置有旋转叶轮6用于推动将喇叭管中的藻液进行运动，在所述管道靠近所述进水口的方向上设置有斜孔槽11，所述斜孔槽11用于外部藻液与所述管道中的藻液循环运动，所述养殖池1循环模块用于垂直安装在所述养殖池1中，通过所述旋转叶轮6带动养殖池1中上下层面的藻液进行位置的循环交换。

本申请通过将水循环模块4的进水口和出水口设置为喇叭口状，并且在竖直方向上，将进水口设计为在上方的大喇叭口7状，出水口设计为在下方的小喇叭口8状，配合管道中部设置的旋转叶轮6旋转，使得上方的大喇叭口7状进水口将附近范围内的藻液吸收进管道内，在管道内进行搅动后，沿下方小喇叭口8状的出水口向四周流出，由于出水口的喇叭状曲度较大且开口向上，从出水口中流出的藻液向上循环流动，从而提高水循环模块4范围内微藻养殖水的水体流动性，根据养殖池1的养殖规模，对养殖池1内进行区域性的布设，使得不同深度的益生菌群落的分布更加均匀，提高藻液的混合程度，促进微藻的生长和养分吸收；所述斜孔槽11设置在所述管道靠近进水口的方向上，所述斜孔槽11由倾斜设置的通孔组成，从所述出水口向上流动的藻液沿所述斜孔槽11的通孔重新涌入管内，形成藻液循环流动区域，同时，所述斜孔槽11能够用于藻液分流，使得液体在管道内的流动更加均匀，并且从所述进水口流入的大量藻液流速较快，所述斜孔槽11在分流时有效降低液体的流速，降低由于液体流动较快在所述管道内部流动所产生的噪音。

进一步地，所述水循环模块4的喇叭口结构由透光的塑料制成；所述喇叭楼结构由大喇叭口7和小喇叭口8通过安装旋转叶轮6后螺纹连接制成，具体地，所述小喇叭口为外壁曲度大于内壁曲度的设置，使得经出水口处的藻液循环具有一定规律的循环特性。在优选实施例中，所述大喇叭口7与所述斜孔槽11形成第一弧形面、第二弧形面和第三弧形面；所述第一弧形面弧度趋近于平角，用于增大进水口处藻液的吸收范围，所述第二弧形面为所述第一弧形面与所述斜孔槽的弧形连接处，所述第二弧面用于缓冲藻液进入所述管道内部的流速，所述第三弧形面由所述斜孔槽11内壁的弧度形成，所述第三弧形面用于外部藻液与所述管道中的藻液循环运动。

在优选实施例中，所述喇叭口状的进水口和出水口采用透光塑料制成，透光塑料材质能够提供良好的光透过性，使光线能够透过材料，进而促进微藻通过太阳光进行光合作用；透光塑料材质能够有效地过滤掉紫外线辐射，减少紫外线对微藻的伤害，由于紫外线辐射对微藻的生长和养殖效果有负面影响，因此透光塑料材质帮助保护微藻免受紫外线辐射的伤害；并且由于透光塑料材质具有良好的耐腐蚀性和耐久性，能够长时间低于藻液内化学物质和水的腐蚀。

在优选实施例中，所述喇叭楼结构由大喇叭口7和小喇叭口8通过安装旋转叶轮6后螺纹连接制成，易于所述水循环模块4的加工、拆卸和安装。

进一步地，所述水循环模块4安装在养殖池1时，在竖直方向上，所述大喇叭口7在上方，所述小喇叭口8在下方，通过所述旋转叶轮6的运行，带动上部的藻液与下部的藻液进行层面的交换。在优选实施例中，所述旋转叶轮6采用单向旋转，所述旋转叶轮6单向旋转以确保管内藻液的搅拌或混合过程中产生一致的流动和搅拌效果。

进一步地，所述水循环模块4的小喇叭口8下侧设置有支撑部9，所述支撑部9与所述小喇叭口8的弧面之间设置有藻液流通的通道。

所述出水口的小喇叭口8设置有可拆卸连接支撑部9，所述支撑部9与所述小喇叭口8的弧面之间设置有藻液流通的通道，在所述水循环模块4的管内，经所述旋转叶轮6搅拌混合后的藻液沿所述藻液流通通道向四周流出；通过设置支撑部9，使得所述出水口的小喇叭口8具有藻液流通的空间，并且，根据所述养殖池1的养殖规模和所述水循环模块4的进出水量的大小，通过改变支撑部9的高度，进而改变小喇叭口8的开口大小，从而进行适应性的调整。

进一步地，所述水循环模块4的小喇叭口8的底部外凸面设置有连接部10，所述连接部10用于与气泵相连接，在所述气泵泵入气体时能够充分的与藻液接触，便于微藻吸收。具体地，在优选实施中，所述连接口设置在所述出水口小喇叭口8的底部，且所述连接部10的进气口方向与藻液流通通道内藻液的流向相同，将气泵连接到水循环***中能够通过气泡的产生增加氧气的供应量，有助于调节养殖池1中的pH值，促进养殖池1中的气体交换，提高微藻的生长效率和产量，由于气泵产生水流和搅拌效果，防止水循环***内部出现微藻沉积的现象。

进一步地，所述环境监测模块2设置有多个，多个所述环境监测模块2设置在所述养殖池1侧壁的不同深度处。

由于微藻对生长环境较为敏感，例如对于温度、氧气量、PH值益生菌群落和营养液浓度等参数的要求，设置环境监测模块2能够实时监测这些参数，确保它们处于适宜的范围内，避免因环境波动而影响微藻的生长和养殖效果，通过收集环境参数数据，能够对微藻的生长和养殖条件进行分析和评估。根据这些数据，能够调整养殖池1中的光照强度、温度、所述水循环***中旋转叶轮6的旋转速度等参数，以优化微藻的生长环境，提高养殖效果和产量，在优选实施例中，在所述养殖池1的侧壁上设置环境检测模块，并在不同水深处设置多个环境检测模块，进而监测和记录各个水深的环境参数数据。

进一步地，所述光照***3为悬浮光照***3；所述光照***3包括LED灯和与所述LED灯密封连接的导光件31以及使得所述LED灯悬浮在微藻藻液中的浮力部件32。

进一步地，所述光照***3与所述水循环模块4在所述养殖池1中布置为1个或者多个；所述光照***3与所述水循环模块4紧邻布置，并通过柔性牵引部件连接；所述光照***3与所述水循环模块4均与外部电源进行电连接。

在优选实施例中，所述导光件31的两面均设置有导光面，通过所述导光件31，将所述LED灯发出的光线经导光面均匀地照射出，并引导至所述水循环模块4周围，对所述水循环模块4周围的微藻进行光照。设置浮力部件32，将所述LED导光件31悬浮在水中，LED灯照射提供光照能量，促进微藻的光合作用，增加养殖池1中微藻的生长速率和产量，进一步地，LED灯能够根据需要提供不同波长和光强的光照，通过改变所述LED灯的光照颜色，从而调控微藻的生长和代谢过程，例如，将所述LED灯变换为蓝光能够促进微藻的生长和光合作用，变换为红光能够促进微藻的产油和产氢等特定代谢过程，即通过调节LED灯的光谱，能够优化微藻的生长环境，提高养殖效果和产量。

进一步地，所述收获模块5设置在养殖池1的侧部，所述收获模块5包括梯形引导通道以及设置在引导通道上的拨送组件；所述收获模块5与外部的藻液接受管道连接。具体地，所述收获模块5的引导通道采用侧面为梯形的结构，梯形引导出水通道的设计能够使水流更加均匀，避免了水流的集中和冲击，进而减少了对排出水藻时对水藻的机械伤害；在引导通道上的拨送组件能够进一步保证水流的均匀，提高排水效率，所述拨送组件将水藻向引导通道方向推送，减少水藻的堆积，进一步防止堵塞。

进一步地，所述进水口处还设置有弯折部12，所述弯折部12设置在靠近大喇叭口端部的方向，通过设置弯折部12的弯折角度，适应性地增大或减小进水口附近藻液流动的循环区域，并且，当藻液通过所述弯折部12时，其流速会发生变化，进而减小流体对管道的冲击，有效保护管道。如图6所示，在优选实施例中，所述弯折部12能够作为支撑件，将所述水循环模块4倾斜放置在所述养殖池1的底部，通过将多个所述水循环模块4的进水口相对设置，从而在进水口处形成循环的藻液对流，进一步提高藻液的流动性。

该作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种微藻养殖***，所述微藻养殖***包括养殖池(1)、环境监测模块(2)、光照***(3)、水循环模块(4)和收获模块(5)；

所述养殖池(1)用于接收微藻藻液，所述微藻藻液包括经过无害处理后的鱼塘尾水；所述环境监测模块(2)用于监测所述养殖池(1)中的光照、水温、PH值、益生菌群落及营养液浓度；所述光照***(3)用于在日照不足时对藻类进行光照；所述水循环模块(4)用于将所述养殖池(1)中的藻液进行流动，使得不同位置的微藻能均衡的接受所述微藻养殖***的营养及光照；所述收获模块(5)用于富藻溶液的排出及收集；

其特征在于，所述水循环模块(4)包括进水口、出水口和管道，所述进水口和出水口为喇叭口结构，在所述管道的中部设置有旋转叶轮(6)用于推动将喇叭管中的藻液进行运动，在所述管道靠近所述进水口的方向上设置有斜孔槽(11)，所述斜孔槽(11)用于外部藻液与所述管道中的藻液循环运动，所述养殖池(1)循环模块用于垂直安装在所述养殖池(1)中，通过所述旋转叶轮(6)带动养殖池(1)中上下层面的藻液进行位置的循环交换。

2.根据权利要求1所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述水循环模块(4)的喇叭口结构由透光的塑料制成；所述喇叭楼结构由大喇叭口(7)和小喇叭口(8)通过安装旋转叶轮(6)后螺纹连接制成。

3.根据权利要求2所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述水循环模块(4)安装在养殖池(1)时，在竖直方向上，所述大喇叭口(7)在上方，所述小喇叭口(8)在下方，通过所述旋转叶轮(6)的运行，带动上部的藻液与下部的藻液进行层面的交换。

4.根据权利要求3所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述水循环模块(4)的小喇叭口(8)下侧设置有支撑部(9)，所述支撑部(9)与所述小喇叭口(8)的弧面之间设置有藻液流通的通道。

5.根据权利要求4所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述水循环模块(4)的小喇叭口(8)的底部外凸面设置有连接部(10)，所述连接部(10)用于与气泵相连接，在所述气泵泵入气体时能够充分的与藻液接触，便于微藻吸收。

6.根据权利要求1所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述环境监测模块(2)设置有多个，多个所述环境监测模块(2)设置在所述养殖池(1)侧壁的不同深度处。

7.根据权利要求1所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述光照***(3)为悬浮光照***；所述光照***(3)包括LED灯和与所述LED灯密封连接的导光件(31)以及使得所述LED灯悬浮在微藻藻液中的浮力部件(32)。

8.根据权利要求7所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述光照***(3)与所述水循环模块(4)在所述养殖池(1)中布置为1个或者多个；所述光照***(3)与所述水循环模块(4)紧邻布置，并通过柔性牵引部件连接；所述光照***(3)与所述水循环模块(4)均与外部电源进行电连接。

9.根据权利要求1所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述收获模块(5)设置在养殖池(1)的侧部，所述收获模块(5)包括梯形引导通道以及设置在引导通道上的拨送组件；所述收获模块(5)与外部的藻液接受管道连接。

10.根据权利要求1所述一种微藻养殖***，其特征在于，所述进水口处还设置有弯折部(12)，所述弯折部(12)设置在靠近大喇叭口端部的方向。