[发明专利]用于注入CO2或烟道气以增加藻类生物质生产的方法和装置

说明书

背景技术

下文描述的方法和装置涉及藻类生产技术，所述技术构思和发展了超过约30年的时间并取得以下专利权：美国专利4,333,263，1982年6月8日发布；4,966,096，1990年10月30日发布；5,097,795，1992年3月24日公布；5,851,398，1998年12月22日公布和5,715,774，1998年2月10日公布；其公开内容通过参考并入本文。以Algal Turf的商标出售的现有的大规模藻类生产系统或者ATS系统包括地槽或“流道(floways)”。许多小规模的藻类生产系统经上文参考的现有专利的授权应用于研究和水族馆。

与在大多数光合系统中一样，藻类需要碳以完成生产有机物的光合作用的化学过程。碳从环境水中的二氧化碳(CO2)和碳酸氢盐(HCO3)中获取并且有效地是浓度将影响生产率或生物质构成的营养物质。

在关注气候变化和过量CO2释放到大气中的现代，存在处理或回收利用作为工业运行，尤其是由于燃烧煤和油发电厂发电而产生的CO2的需求。

简述

本文描述的这种方法和装置提供了藻类生产的系统。所述系统可以包括用于生产CO2的方法和装置以影响藻类生物质的生产。所述系统可以利用来自工业运行的二氧化碳(CO2)以降低进入大气的释放。

在一方面，所述系统包括用于从水源引水的流道，设置在流道内的藻类生长培养基，和设置在接近藻类生长培养基中的流体扩散器。将流体扩散器配置为将流体从流体源扩散到水中以促进藻类在藻类生长培养基上生长。所述流体源包括气源或流体源，诸如溶解于液体，如水中的气体。流体可以包括营养物质，其可以是CO2气体。

在另一方面，所述系统包括用于控制由流体源提供的流体和由水源提供的水的控制器。将检测器连接至控制器，所述控制器测量水的pH水平并将测量值发送到控制器。控制器使用所述pH水平测量值以确定经水源供给的水的量和经气源供给的流体的量。对于某些藻类和生长条件而言，pH通常应当保持在约7.5至约8.5之间。

在另一方面，所述系统的流体扩散器包括多个连接成席的管。所述流道具有多道沿着一个表面平行设置的垄，每道垄之间具有空间，和多根管中的至少一根管位于每个空间内。

在另一方面，所述系统的流体扩散器位于流道中的凹陷之内。所述凹陷平行于流道的长度延伸或者可以以某个角度延伸，诸如垂直于流道的长度。

在另一方面，所述系统的流道包括多个连接在一起的片段。所述凹陷可以位于一个片段到另一个的连接处。

在另一方面，生产藻类的方法包括以下步骤：提供具有设置在流道内的藻类生长培养基的流道，沿着流道引水，和通过使用设置在藻类生长培养基上表面上的流体扩散器将流体扩散到流道的水中，所述流体扩散器配置为将气体，诸如CO2从流体源扩散到水中以促进藻类在藻类生长培养基上的生长。

在另一方面，生产藻类的方法包括以下步骤：提供具有设置在流道内的藻类生长培养基的流道，沿着流道引水，和通过在沿着流道的一个或多个点添加碳酸化的流体将气体扩散到流道的水中以促进藻类在藻类生长培养基上的生长。碳酸化的水可以在所述系统外部通过将来自流体源的CO2或烟道气注入容器或管道系统中的水中来生产，然后经由管道系统引导至流道。

在另一方面，所述方法包括如下步骤：通过使用控制器控制水流入流道和流体流入水中。测量所述水的pH水平并提供给控制器。所述控制器使用所述pH水平测量以确定供给到流道的水的量或供给到水的流体的量。

附图简述

图1是根据优选实施方式的系统的示意图，所述系统包括用于将气体引入藻类生产系统的靠近藻类生长的水中的管席。

图2是图1的管席(tube mat)的底部端视图。

图3是图1的管席的多支管端视图。

图4是设置在流道中的图1的管席的横截面正视图。

图5是根据另一优选实施方式，设置在藻类生产系统的流道的凹陷内的气体管道的侧视图。

图6是根据另一优选实施方式，设置在的藻类生产系统的两个流道之间的汇合处之内的气体管道的平面图。

图7是沿着图6的剖面线VII-VII取得的视图。

优选实施方式的详述