[发明专利]一种光生物反应器的清洗装置

说明书

本发明提供了一种用于光生物反应器的清洗装置，所述清洗装置包括超声波发生装置和抵接头，以及设置在抵接头的超声波输出端面与光生物反应器外壁表面之间的超声波传递介质层，还包括支架、升降装置和平行移动装置，还包括一个或多个位置控制模块、循环泵和水槽。采用本发明的装置，一方面能够高效清洗光生物反应器的管壁，防止藻附着在壁面引起透光性降低，提高光生物反应器内光合微生物对光的利用效率；另一方面还能够保证光生物反应器的有效使用时间，从而提高和保证光合微生物的培养效率。

技术领域

本发明涉及一种微藻养殖技术领域，具体涉及一种用于微藻养殖的光生物反应器的清洗装置。

背景技术

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，且营养丰富、光合利用度高的自养植物，其细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。然而，自然界中并不存在大量的现成的可供人类直接收集加工的微藻资源。因此开发供人类社会发展所需的微藻资源，首先要规模化工程培养生产微藻原料。

目前，规模化人工培养微藻主要有开放池和封闭光生物反应器两类方式：开放池为开放式反应器，如跑道池，其投资成本低，且位于室外，能直接利用太阳光。但是该方式培养条件不稳定，并存在严重的污染问题。而封闭式光生物反应器，虽然投资费用相对较大，但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的重要趋势。

管排式光生物反应器就是一种封闭式光生物反应器，分为立式管排和卧式管排，中国实用新型专利CN 204097493U公开了一种立式管排，其包括数个高度为6m左右的竖直放置的管排式光生物反应器，管排整体呈圆角矩形，管壁厚度3.2mm，n个筋板的厚度大约在2mm左右，将管分隔成n+1个平行的单列管道，这些隔板布置可以是均布也可以是不均匀布置，隔板的角度通常为垂直于管壁，也可具有一定角度，以实现对藻液流体的状态的改变，形成湍流，利于藻液充分收集光照，提高产量。

立式管排的工作原理是从底部供气管供给CO₂或CO₂与空气的混合气体，气体在单列管内扶摇上升的过程中，既可以使藻吸收CO₂又可以起到搅拌藻液的作用，避免微藻沉降并极大地提高微藻细胞受光照概率，并促使同二氧化碳混合均匀，促进微藻细胞的生长。卧式管排则是管排水平延伸，且外部连接有循环泵。实际养藻实验显示，管排式光生物反应器的藻生长量相对现有技术具有较大优势，这应该与其具有较大的受光面积，以及单列管较小的光径(横向宽度5CM)、单列管之间可传热保温的特性密切相关。

但是，实际养藻实验同时显示，由于管排式光生物反应器中微藻的生长十分茂盛，内壁藻的附着情况就非常严重，且由于管排式光生物反应器的结构导致的器件间隙较小，立式管排高度甚至达6M左右，非常不便于清洗，即使用高压水枪冲洗，贴壁微藻也很难清除，这直接影响了二次养藻(微藻细胞附着在反应器内壁后，影响管壁透光度，会大大减少光合作用效率；而且附着的微藻细胞也很容易腐败，滋生细菌，污染藻液)，且高压水枪冲洗方式也非常耗水。

目前对于预防微藻细胞贴壁，以及清理贴壁的微藻细胞，还有一种方法就是采用NaClO₃溶液浸泡，但是NaClO₃具有强氧化性和毒性，造成生产环境较差，且这种方法对于贴壁的微藻细胞的清理效果也有限，因此这种方法也不是理想的方法。

另外，上述高压水冲洗、NaClO₃溶液浸泡这两种方法还有一个很大的缺点，就是它们都只能在培养结束后进行，即一般只能在收获后专门留出时间来进行，因此既无法维护养藻过程中管壁的透光度，导致对自然光利用效率无法提升；又会使光生物反应器的有效使用时间占比降低，无法获得光生物反应器的最大培养效率。

为克服上述缺陷，目前急需一种用于封闭式微藻养殖的光生物反应器的清洗方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光生物反应器的清洗装置。