[发明专利]一种新型的多功能气升式列管光生物反应器

权利要求书

1.一种反应装置，其特征在于，所述反应装置含有2根以上并排 放置的透明的垂直管道，和分别与所述垂直管道的顶部和底部连通的连 接管或连接槽。

2.一种光生物反应器，其特征在于，所述光生物反应器包含：

(1)权利要求1所述的反应装置；

(2)通气系统；和

(3)任选的参数检测与控制系统。

3.如权利要求2所述的光生物反应器，其特征在于，所述通气系 统包括鼓风装置、通气管道和气体分布器，所述垂直管道中布置有气体 分布器，气体分布器经由通气管道与鼓风装置连通。

4.如权利要求1所述的反应装置或如权利要求2－3中任一项所述 的光生物反应器，其特征在于，所述垂直管道的直径为1～100cm；管道 之间的间隔为1～100cm。

5.如前述任一项权利要求所述的反应装置或光生物反应器，其特 征在于，所述反应装置或光生物反应器还包括以下一个或多个特征：

(1)管道的材料选自玻璃、有机玻璃(如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚 碳酸脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；

(2)连接管或连接槽的材料选自透明的玻璃、有机玻璃(如聚甲 基丙烯酸甲酯)、聚碳酸脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物，以及不透明的聚氯乙烯、聚丙烯和硬聚氯乙烯；

(3)所述垂直管道的形状选自圆形、椭圆形、菱形、正方形和长 方形；

(4)所述连接管或连接槽的横截面的形状选自圆形、椭圆形、半 圆形、正方形、长方形、梯形和三角形；

(5)所述反应装置具有外部支撑和内置的软体透明薄膜袋，其中， 支撑材料选自塑料、铁丝、钢丝及木条，透明薄膜袋的材质为聚氯乙烯、 聚乙烯、或双向拉伸聚丙烯；

(6)所述通气系统包括鼓风装置、通气管道和气体分布器，以及 任选的空气过滤器和流量计，所述空气经过滤器可以是内装有酸液、碱 液及次氯酸溶液等的瓶子或罐子；

(7)所述垂直管道中布置有不同类型的气体分布器；

(8)所述气体分布器选自气石、微孔曝气管和曝气盘；

(9)所述光生物反应器包括用于调节反应器内的通气量的自动控 制系统，根据在线测得的外部光强、藻细胞密度等直接参数和流体在 光照方向速度等间接参数，对反应器内的通气量进行自动调节；

(10)所述光生物反应器还包括pH自动控制系统，通过调节进气 量及进气中CO₂浓度，对藻液的pH进行自动反馈控制；

(11)所述垂直管道在高度方向上安装有多个排列的进气口，用以 通入高速气流，强化流体的在光照方向上的混合程度；

(12)在所述垂直管道内部设置静态混合器，用以增强流体的光照 方向速率；

(13)在所述垂直管道内部设置内导流筒，以在每个垂直管道中形 成内循环式的液体流动；

(14)在所述垂直管道内部设置内导流筒，所述内导流筒具有空腔 的圆壳，内装人工光源；

(15)所述光生物反应器的顶部还连接有真空抽吸装置，通过调整 垂直管道中气体分布器的类型及通气量等参数以实现合适气浮采收的 条件，通过真空抽吸系统将液面上层高浓度的藻液抽出以实现微藻的采 收；和

(16)所述光生物反应器包括控温系统，包括采用制冷或加热装置 和换热管进行控温，或者采用喷淋系统，将合适温度的水喷洒在光生物 反应器表面进行控温。

6.一种微藻培养方法，其特征在于，所述方法包括采用权利要求1 －5中任一项所述的反应装置或光生物反应器进行微藻的光自养培养、 光诱导培养和混合营养培养。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述垂直管道中采 用间隔通气的方式，使得流体有规律地循环流动，形成流体的上升通道 及下降通道。