[发明专利]一种固定化培养的微藻生物膜系统

说明书

本发明公开一种固定化培养的微藻生物膜系统，属于微藻培养技术领域，固定化培养的微藻生物膜系统，包括光生物反应器和脱膜设备，光生物反应器内置有载体和曝气管培育微藻生物膜，脱膜设备对载体脱膜，载体脱膜后返回光生物反应器培育微藻生物膜，本发明的系统看实现微藻高密度养殖和微藻生物膜连续生产，微藻光合作用效率高，收取的微藻生物膜含水率低。

技术领域

本发明属于微藻培养技术领域，具体涉及一种固定化培养的微藻生物膜系统。

背景技术

微藻具有生长迅速、光合效率高等特点，能有效利用太阳能通过光合作用将无机营养盐、CO2、H2O等物质转化为有机化合物，藻类细胞中所含有的蛋白质、碳水化合物、油脂等成分具有极大的开发利用价值，微藻也被认为是目前已知的唯一可能替代化石燃料的原料。传统微藻培养普遍采用悬浮培养的方式进行，然后再通过离心、絮凝等方式进行微藻细胞的收获，但这些微藻收获方法普遍存在费时费力且费用较高等问题，极大地制约了微藻生产的大规模发展。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的问题提供一种固定化培养的微藻生物膜系统，实现微藻高密度养殖和微藻生物膜连续生产，微藻光合作用效率高，收取的微藻生物膜含水率低。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种固定化培养的微藻生物膜系统，包括光生物反应器和脱膜设备，光生物反应器内置有载体和曝气管培育微藻生物膜，脱膜设备对载体脱膜，载体脱膜后返回光生物反应器培育微藻生物膜，上述设计可实现微藻细胞吸附在载体表面在培养液的作用下微藻细胞分裂增殖以形成微藻生物膜，并且微藻生物膜不断进行生长，在曝气管的作用下使生物反应器内形成循环水流，带动载体及载体表面的微藻细胞至水面附近进行光合作用，且载体分布均匀可实现高密度养殖微藻，定期将载体抽入脱膜设备，通过机械挤压方式收取微藻生物膜，简单方便且含水率低，载体脱膜后返回光生物反应器继续培养微藻生物膜，实现连续获取微藻生物膜，微藻培养产率达到了0.23~0.42g/（L·day），其产率高于常规的开放式跑道池或封闭式光反应器的产率，有利于大规模培养微藻及获取微藻生物膜。

作为优选，曝气管安置在光生物反应器底面外连空压机，曝气强度为1.0-1.5 m³/(m³·d)，载体材质为纤维，形状为几何体，利用曝气管进行曝气在光生物反应器内形成内循环水流，曝气强度为1.0-1.5 m³/(m³·d)时的循环水流适中可带动藻体和载体形成内循环相互的碰撞损伤小，藻体在水面停留时间充足，各藻体的光合作用时间均一，并且及时向水体中通入空气，并利用空气中的CO₂气体为培养补充碳，相比于通入大量CO₂而言通入空气的成本低廉且能耗低，配合微藻培养液提高藻体对CO₂的吸收利用率促进藻体光合作用的效果，提高培养藻体的产率，并且载体为不亲水的纤维材质，形状为几何形方便微藻细胞吸附，载体在2-3天内微藻的吸附率可达78%~85%，几何形状的载体表面粗糙，通过增大表面积大利于提高微藻细胞的吸附量，并且利用机械挤压方式对载体表面的微藻生物膜进行采收，微藻细胞容易与纤维表面分离，采收方便，载体可再次利用，制造成本低廉且耐用。