[发明专利]一种梯度光照的光生物反应器及其应用

权利要求书

1.一种梯度光照的光生物反应器，由箱体、隔板、光源腔室、光源、气体分布器、溢流堰、溢流管、溢流口、气体出口和排液口组成，其特征在于：

1）隔板将反应器箱体分隔成光照强度不同的3种隔室——隔室I、隔室II和隔室III，每个箱体内包括两个对称的隔室I、两个对称的隔室II和一个隔室III，一对隔室II位于反应器箱体内靠近外壁的两侧，隔室III位于反应器箱体中心，一对隔室I位于隔室II和隔室III之间；

2）隔室I内中心设置光源腔室，使隔室I内为环形结构，光源腔室中安装光源；隔室I顶部和底部分别设有气体出口和排液口；

3）3种隔室底部均安装气体分布器，隔室I中气体分布器安装在靠近隔室II的一侧，其他隔室中分布器均安装在底部中轴线上；

4）隔室I顶部设有溢流堰、溢流管，开有溢流口；隔室III中液体通过溢流管流至隔室II下部；隔室II内液体可由溢流口流入隔室I，溢流堰将隔室III与隔室II分隔；

5）箱体、隔板、光源腔室均由透明材料制成；隔室II外侧接受太阳光照射。

2.如权利要求1所述的一种梯度光照的光生物反应器，其特征在于：

1）隔室I的单侧宽度w为10～16cm，隔室II的宽度为0.8～1.2w，隔室III的宽度为1.5～2w，隔室I高度为5～8w；光源腔室宽度为0.5～1w，腔室顶端距隔室I顶部10～20cm，腔室最低点距隔室I底部3～8cm，反应器箱体高度比隔室I的高度高10～30cm，隔室I顶部溢流堰高度为5～20cm，溢流管在隔室II中一端的开口距隔室II底部为2～4w；

2）反应器的总长度根据培养所需的体积确定，但每隔1～2m设一个溢流管、溢流口、气体出口及排料口，隔室I和隔室III中每1m长度内设气体分布器3～5个，隔室II中每1m长度内设气体分布器2～3个，气体分布器均等间隔排列。

3.如权利要求1所述的一种梯度光照的光生物反应器，其特征在于：光源腔室和隔室I界面处的光量子通量，是隔室II外侧表面接受太阳光的光量子通量的1.2～2倍。

4.一种权利要求1所述的梯度光照的光生物反应器的应用，其特征在于：其用于批式培养微藻，操作方法为：刚接种的稀藻液在隔室III中培养，当藻细胞浓度增加0.5～3倍后转入隔室II中继续培养，而隔室III中重新接种稀藻液，开始下一批培养；转入隔室II的藻液在培养达较高藻细胞浓度后，转入隔室I中继续培养；同时将下一批已在隔室III中培养的藻液转入继续培养；隔室I中培养达到需要浓度后排出藻液，得到藻液产品，同时继续从隔室II中转入下一批培养的藻液，如此循环操作。

5.如权利要求4所述的梯度光照的光生物反应器的应用，其特征在于：批式培养微藻的方法，藻液在隔室III和隔室II中培养时间相当，而在隔室I中培养时间为在隔室II中培养时间的2～4倍；隔室II中通气量为0.02～0.1vvm，隔室III中通气量为隔室II中通气量的0.5～1倍；隔室I中通气量为隔室II的1.2～1.5倍。

6.如权利要求4所述的梯度光照的光生物反应器的应用，其特征在于：其用于连续稳态培养微藻时，操作方法为：按照权利要求4所述的培养方法在各个隔室中建立不同藻细胞浓度的藻液后，在隔室III中流加培养液，同时从隔室I底部的排液口中收集产品浓藻液。

7.如权利要求4所述的梯度光照的光生物反应器的应用，其特征在于：藻液在隔室III和隔室II中水力停留时间相当，而在隔室I中水力停留时间为在隔室II中的1.5～3倍；隔室II中通气量为0.02～0.1vvm，隔室III中通气量为隔室II中通气量的0.5～1倍；而隔室I中通气量为隔室II的1.2～1.5倍。