[实用新型]饵料微藻的封闭式管道培养装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及微藻生物技术和污水处理技术，具体地说是一种利用微藻对有机物污水进行无害化处理，生产饵料微藻的培养装置。

背景技术

微藻在地球上生态分布极广，据研究接近植物种类的50％，在种质、遗传信息、生化组成、代谢途径等方面具有出多样性、复杂性和特殊性，进一步决定了其潜在的营养和药学价值，人类可能从中开发出大量结构特异的高附加值生物活性成分。微藻富含蛋白质、多糖、不饱和脂肪酸等营养成分，如螺旋藻，可用于食品、医药方面；含有多种色素，如紫球藻，可用于化装品、生物工程和医学诊断；可以大量积累碳氢化合物，碳氢化合物含量可占干重的49％，如盐生杜氏藻，直接用于发电；某些微藻可以固氮，可用作天然肥料，如鱼腥藻，通过营养控制可以作为优质饵料；某些属的微藻还含有抗生素及毒素，极具药用价值。微藻已成为食品、保健品、医药和精细化工的原料，显示出巨大的市场潜力。同时，微藻可做为植物生长的基质，可做为小动物生长的饲料，经过人工筛选并进行人工培育后的生物饵料，是水产动物养殖，尤其是苗种生产的一类优质饵料，在生产中发挥着不可替代的作用。

自然界并没有可以大量直接收集的微藻，开发微藻资源需要通过工程培养生产原料，光照、盐度、温度、酸碱度等是影响藻类生长的主要环境因子。目前，微藻规模化人工培养目前主要有开放池和封闭光生物反应器2类方式。

目前生产中应用的水泥池开放式培养，这种方式设备比较简单，但藻液与空气接触面积大，容易受敌害生物污染，且受人为、季节、天气等因素影响大，使得生产能力低下、稳定性差，抗风险能力弱，生产处于低投入、高成本、生产效率低下的状态中。只有极少数能在极端环境中生长的微藻(如在高pH环境中快速生长的螺旋藻和在高盐度中成为优势种的盐藻)可以利用该方式培养成功。

封闭式光生物反应器投资费用相对较大，由于可以调控多项培养参数，更易于控制生物污染，培养微藻的产率更高，因此成为近年来本领域研发趋势。

首先，微藻属于光自养生物，很多代谢需要光能或由光启动，利用透光材料研制出的封闭式管道光生物反应器，在放大培养规模时，管道长度增加是重要的手段。然而随着管道长度增加，藻液中的二氧化碳很快被耗尽，抑制了细胞生长，同时由于藻细胞光合作用，大量氧气在藻液中积累，氧饱和度高达300％，过高的溶解氧反过来对藻细胞产生严重的氧化损伤。另外，气体在管道内形成气泡并逐渐增大形成气柱，阻碍了藻掖的正常流动。因此管道长度增加是有限度的，大大制约了封闭管道光生物反应器的放大应用。

制约微藻产业化发展的另一个因素是培养密度低，通常在19g/L的数量级，优化工艺后可达到10-15g/L的量级，比陆地微生物发酵低1-2个数量级，导致成本居高不下，其中光强和碳源的限制是主要原因。

针对封闭式光生物反应器培养中出现的上述问题，封闭式管道光生物反应器需要解决管道光生物反应器规模化放大中出现的气体交换问题，避免了积累过高的溶解氧，降低溶解氧对微藻的氧化损伤作用；同时，应当有效补尝消耗的二氧化碳，保障微藻正常光合代谢进行，突破了管道总长度增加的限制屏障；有效的补充光源，提高微藻光合代谢的效率。

发明内容

为了克服现有的微藻生物饵料培养方式稳定性差、培养密度低，抗风险能力弱等弊病，本实用新型提供一种利用微藻生物技术的饵料微藻的封闭式管道光生物反应培养装置，该装置采用封闭式管道光生物反应器结构，具有稳定性好，效率高，能实现饵料微藻的全天候高密度培养。

为了实现本实用新型的目的，提出一种饵料微藻的封闭式管道培养装置，该培养装置由多个生产单元构成；所示的每一个单元由一条地下管道14和多条直立并联的透明管道组成，每条透明管道与地下管道14连通；

其中，所述透明管道由筒体1、筒体上端盖21和筒体法兰11构成，所述筒体上端盖21开有进水口9和添料口8，在所述进水口9和添料口8之间，在端盖一条直径的位置上设置3个通孔，其中，一个通孔在端盖圆心，供插入灯管外壳4；另外两个通孔相对圆心对称排列，供清洗阀钢管3插入。同时，筒体上端盖21还设有电磁排气阀20和通入进气管18的通孔21。所述清洗阀钢管3与清洗阀启动管19相连接；进气管18和CO₂进气总管17连通。

所述地下管道14两端分别设置法兰15，所述地下管道14管体间隔设置法兰12，所述筒体1下端设置法兰11；通过所述法兰15将各个单元的地下管道14相连接，通过所述法兰12与筒体法兰11的连接，使所述地下管道14与筒体1连通。