[发明专利]一种螺旋藻节水固碳塔式培养装置及其培养方法

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋藻养殖，尤其是涉及一种螺旋藻节水固碳塔式培养装置及其培养方法。

背景技术

大量化石燃料的使用导致CO₂过量排放到大气中，温室气体效应对全球环境产生不可逆的破坏，实行节能减碳的新型经济发展模式是解决这一问题的根本出路所在。寻找和开发可再生能源成为当今新能源领域的重大课题。微藻具有易于人工繁殖，生长速度快，繁殖周期短，微藻利用二氧化碳效率高的特点。科技文献(AppliedEnergy148(2015)396–402)报道了用微藻对火力发电厂二氧化碳可以实现有效固定主要工艺，但无论传统的开放式螺旋藻养殖法和光反应器养殖方法，藻在水中养殖的生物量含量一般都小于1％，造成养殖要消耗大量的水，二氧化碳与微藻不能有效接触，固碳效果差。与此同时，微藻从水中分离能耗较大，从而限制了微藻的养殖工艺的发展。螺旋藻是一种在偏碱性条件下生长的微藻，光合作用能力强，易于利用二氧化碳，被大量养殖的经济性微藻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋藻节水固碳塔式培养装置及其培养方法。

所述螺旋藻节水固碳塔式培养装置设有加压泵、二氧化碳钢瓶、反应塔、蠕动泵、塔板、培养液导流板；所述加压泵的进口与反应塔的出口连接，加压泵的出口通过气体循环通路与反应塔的底部气体入口连接，二氧化碳钢瓶的出口通过反应塔的气体进口连接；蠕动泵的出口通过流体循环通路与反应塔连接，反应塔的顶部设有气体出口，反应塔的底部设有流体出口，所述塔板设在反应塔内，塔板的上表面从下至上设有培养液薄膜层和滤膜层，培养液导流板接塔板。

所述反应塔可采用板式反应塔，所用材料为透光性好的塑料材质或玻璃材质。

所述塔板可采用至少2层塔板，塔板的水平倾角可为15～70°。

所述培养液薄膜层可为易于被水润湿的多孔纤维层或发泡材料层，例如PVA发泡海绵层、有机水性滤膜层、纤维类滤纸层等。

所述螺旋藻节水固碳塔式培养方法，采用所述螺旋藻节水固碳塔式培养装置，所述培养方法包括以下步骤：

1)把螺旋藻液真空抽滤，在滤膜层上形成藻膜层；

2)通过蠕动泵和培养液导流板把培养液加到塔板上，在塔板上形成培养液薄膜层，供给螺旋藻生长，培养液经过液体循环通路被螺旋藻循环利用，反复多次后经液体出口排出；

3)含有二氧化碳的烟气由二氧化碳钢瓶经管道从反应塔的底部气体进口进入，与塔板上的培养液薄膜层上的培养液接触，烟气在气体循环通路通过加压泵循环流动，反复多次后经气体出口排出，从而使烟气中的二氧化碳溶解于培养液中并被螺旋藻利用，促进螺旋藻的生长，实现节水型固定烟气中二氧化碳促进微藻生长的目的。

在步骤2)中，所述塔板可采用至少2层塔板。

在步骤3)中，所述含有二氧化碳的烟气是指经除尘脱硫后的烟气，烟气中的二氧化碳含量为3％～15％(V/V)。

本发明在板式反应塔中利用经培养液持续润湿的薄膜层，微藻在塔板上贴附生长，二氧化碳与薄膜层中的培养液有效接触，使二氧化碳被微藻有效利用。本发明不但可以使微藻在相对脱离水环境下生长，而且提高了二氧化碳利用效率，与常规微藻养殖方法相比，节省了微藻与培养液分离工序，大大降低了微藻采收成本。本发明可广泛应用于缺水少水环境下的微藻养殖。

附图说明

图1为本发明所述螺旋藻节水固碳塔式培养装置实施例的结构组成示意图。

图2为本发明所述螺旋藻节水固碳塔式培养装置实施例的多层塔板结构组成示意图。

具体实施方式

参见图1和2，所述螺旋藻节水固碳塔式培养装置实施例设有加压泵1、二氧化碳钢瓶2、反应塔3、蠕动泵4、塔板13、培养液导流板14；所述加压泵1的进口与反应塔3的出口连接，加压泵1的出口通过气体循环通路7与反应塔3的底部气体入口连接，二氧化碳钢瓶2的出口通过反应塔3的气体进口连接；蠕动泵4的出口通过流体循环通路6与反应塔3连接，反应塔3的顶部设有气体出口5，反应塔3的底部设有流体出口9，所述塔板13设在反应塔3内，塔板13的上表面从下至上设有培养液薄膜层12和滤膜层11，培养液导流板14接塔板13。

所述反应塔3可采用板式反应塔，所用材料为透光性好的塑料材质或玻璃材质。

所述塔板13可采用至少2层塔板，塔板的水平倾角可为15～70°。

所述培养液薄膜层12可为易于被水润湿的多孔纤维层或发泡材料层，例如PVA发泡海绵层、有机水性滤膜层、纤维类滤纸层等。