[发明专利]一种水生光合生物立体培养装置及其构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及水生光合生物培养装置的设计和构建方法，尤其是微藻。

背景技术

大规模培养光合生物，如：微藻用于生物质能源制造，高蛋白粮食制造，以及制药，废气、废水处理，已经受到的广泛关注。实现户外光合生物如微藻的高产率是降低培养成本和建立可赢利商业生产的关键。近10年来，多种培养光合生物如微藻的生物反应器模式和开放培养模式被测试过。一定范围内微藻产率与培养深度成负相关。在单位容积条件下，培养深度浅时，微藻产率较高，其中培养深度在10厘米时微藻产率最高。微藻培养有效光照深度浅，按占地面积所产生的产率很低。户外开放培养条件下，污染问题难于解决。同时，户外强光照条件下，微藻产率下降。另外，微藻培养可以用于工业废气二氧化碳捕获，但普通微藻培养深度浅，难于充分吸收二氧化碳。目前，仍有待新的微藻培养器设计以实现单位占地面积下的高产率低成本和有效吸收二氧化碳的微藻培养。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种水生光合生物的培养装置的设计和构建方法。

本发明的目的，还在于提供一种促进水生光合生物尤其是微藻暴露于光源和二氧化碳、以提高单位占地面积的产出率的设备和方法。

本发明的目的，还在于提供一种微藻工业化培养装置的设计和构建方法，以用于饵料生产，营养添加剂生产，生物质能源制造，废气二氧化碳捕获，大面积高氮磷重金属废气处理，化工，制药，造纸和粮食制造等领域中。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种水生光合生物立体培养装置，它包括至少一个培养容器，该培养容器内至少设有一个“光通路结构-培养区域-光通路结构-培养区域”的重复交替结构；培养区域之间相互连通，每个光通路结构的内部与培养区域不连通；

一种水生光合生物立体培养装置的构建方法，其特征在于：光通路结构的构建方法，可以从以下两种方法中进行选择：其一是每个光通路结构本身相对于培养区域形成闭合结构，每个光通路结构外侧之间形成间距以及光通路结构外侧与培养容器内壁之间形成间距，间距相互连通作为培养区域；其二是培养区域本身相对于每个光通路结构的内部形成闭合结构，培养区域构成的闭合结构通过弯曲形成重复间距作为光通路结构；注：所述闭合结构是指每个光通路结构的内部与培养区域不连通，并非指完全封闭；

所述的构建方法还包括用于促进培养物运动的装置，该装置至少包括一个气体分布器；所述的气体分布器至少包括一部分管道位于培养容器的底部。

光通路结构的排列方式，是一系列光通路结构有规则地重复地平行排列，邻近光通路结构的外侧壁之间形成间距，构成培养区域的一部分，光通路结构与培养容器壁之间形成间距，构成培养区域的一部分；邻近的每个光通路结构外侧壁之间的间距以及光通路结构外侧壁与培养器内壁之间的间距形成至少一个相互连通，构成培养区域的一部分。

所述的光通路结构本身形成闭合结构的构建方式：包括但不限于由透光高分子材料板密封连接构成的透光水气囊结构；该透光水气囊，是由透光板作为水气囊壁和拉筋，用拉筋固定连接对侧的水气囊壁；每个光通路结构的内部，由透光板作拉筋来固定光通路壁；所述光通路结构的透光水气囊分为长侧、端侧、顶侧和底侧，相邻透光水气囊长侧的外侧壁之间的间距构成培养区域的主体部分；所述的拉筋分为主拉筋和辅拉筋；所述的主拉筋与光通路结构的长侧垂直，所述的辅拉筋与光通路结构的侧边垂直；所述的主拉筋分别与相对的光通路结构长侧壁内部连接、固定光通路结构的内部长侧壁，主拉筋与光通路结构端侧平行；所述的主拉筋呈平行重复排列，间距10-30厘米；所述的辅拉筋连接固定临近光通路结构内部端侧的主拉筋与光通路结构的端侧之间；所述的拉筋上可以打孔，以便空气和水在光通路结构内部流通；所述的拉筋可以与顶部连接或不连接；所述的拉筋可以与底部连接或不连接；