[发明专利]一种原位新能源驱动的浮游生物收集装置

说明书

本发明提供一种新能源驱动的原位浮游生物收集装置，包括太阳能光伏电池与风力发电系统、浮力支撑系统、电源与控制系统、浮游生物抽吸与收集系统、锚定系统。本装置重心靠下，以不倒翁性质竖直地漂浮于水体中，发电系统距离水面的高度大于1.2倍最高波高，锚定系统可以抗击10年一遇的风浪。浮游生物抽吸与收集系统由抽吸轴流泵与收集囊网组成，轴流泵出口端环形凹槽后面具有放射性弹性卡扣，便于安装和拆卸。袋状浮游生物收集囊网的网目孔径小于目标浮游生物平均体长的0.8倍，可以双面使用。本专利可以多个装置同时使用，阵列型布设于目标水域，用于浮游生物的收集利用，也可以用于水域环境的治理和修复，应用前景良好。

技术领域

本发明属于水生微生物培养收获的工程装备与技术领域，涉及一种新能源驱动的原位浮游生物收集装置。

背景技术

水生微小生物种类很多，大体上包括浮游植物、浮游动物两大类，它们提供了水生生态系统最为重要的初级生产力与次级生产力。打个比方而言，水生的浮游植物、浮游动物分别相当于陆地生态系统的草地与牛羊，为后续各种肉食性动物提供了食物的基础，例如各种鱼虾蟹贝等具有经济价值的水生动物都是依赖于浮游生物而生存的。那么，容易理解，如果不通过捕获鱼虾蟹贝的方式间接利用利用水生浮游生物，而直接收获利用水生的浮游生物，则显然资源利用效率会提高很多。根据生态学十分之一的林德曼效率，直接进行浮游植物、浮游动物的收获与利用，则水生生态系统生产力利用效率至少提高10至100倍。

事实上，人们早已开始进行各种浮游生物的开发与利用，最为常见的就是水生单细胞藻类的培养与利用。单细胞藻类也称单胞藻，也就是只有一个细胞的水生植物，通常称为微藻，其种类繁多，功能多样。一些微藻可以特异合成与累积某些具有重要药用价值、保健价值、经济价值的物质，例如产生类胡萝卜素、虾青素的微藻，以及富油微藻、富集蛋白质的微藻、螺旋藻等，从而具有很高的经济价值，也形成了一个很大的产业，关于微藻培养及收获的专利技术多不胜数，有数千项之多。

常见的微藻收集方式，或者说浮游植物的收集方式，包括过滤、离心、絮凝等方法，其中过滤法易堵塞，离心法能耗较大，单独应用不多。已有的微藻收集方法和先进技术，往往是各种不同絮凝技术与过滤或者离心法的联合应用，微藻絮凝方式很多，包括添加絮凝剂、沉降、气浮、电泳或电场作用、改变pH值等等。微藻絮凝的基本思路是，采取一定的方式迫使微藻聚集成团从而絮凝，然后加以收集利用。这些迫使微藻聚集成团的各种絮凝方式一般会对微藻造成一定程度的伤害，使其不再是自然的浮游生存方式而聚集成团，一般需要添加一定物质，或者消耗一定的能源，多少会对微藻质量产生一定的影响，且需要一定的经济成本，尚无十分完美的方式。室内集约化的高密度微藻培养生产方式中，微藻的收集过程与培养生产过程一般是分开的，无论是否连续生产，一般都在微藻培养生产工艺之外，将微藻培养液输送至收集装置中另行进行微藻的收获。前述各种技术及其联合应用的微藻收集专利种类繁多，具有各自不同的优缺点。

实际上，在天然的水生生态系统中，各种摄食浮游生物的鱼虾蟹贝等动物即可视作为一个个的天然水生微生物收集装置，他们不需要额外的措施及能源消耗，浮游生物食性的鱼虾蟹贝其摄食过程，即可视作为一种高效率的水生微生物收集工作。本专利即借鉴于天然水生生态系统中大型动物的摄食行为，采取原始的过滤方式，设计了一种创新性的浮游生物收集技术与装置。

发明内容

本发明旨在解决上述现有水生浮游生物收集技术中存在问题，提出了一种新能源驱动的原位浮游生物收集装置，适于合各种不同类型浮游生物的收集与利用。

本发明的技术方案是：