[发明专利]一种立体螺旋式光生物反应器

说明书

本发明公开了一种立体螺旋式光生物反应器，属于微藻培养技术领域。包括集液槽，其内壁设有反光层，用于盛装微藻培育的培养液；主轴，垂直安装在集液槽中间，并与集液槽可转动连接；主轴上设置有按照高度递增而形状由大变小的立体螺旋培养单元，立体螺旋培养单元由立体螺旋状的导光板构成；主轴在位于立体螺旋培养单元上方设有梯形溢流堰，溢流堰通过设置在主轴内的进水管连接位于主轴底端集液槽内的潜水泵；光源装置，光源装置沿主轴侧壁上的螺旋状灯槽依次设置；垂直轴风力驱动装置，设有垂直轴风轮、齿轮变速器、电机和蓄电池。本发明净化空气、污水的同时，收获高附加值的藻类生物质，并可利用风能培养微藻，降低了培养和净化成本。

技术领域

本发明涉及微藻培养技术领域，特别是一种立体螺旋式光生物反应器。

背景技术

微藻是光能自养型生物，广泛分布在地球上的淡水、海洋和各种土壤里，具有生长迅速、光合效率高、适应性强、无性繁殖等特点。微藻可利用光能、CO2、废水中的有机碳、氨氮、有机磷等物质为碳源、氮源和磷源，并吸附重金属净化废水；也可吸收大气中的CO2等气体作为自身代谢碳源，产生O2来固定CO2净化空气；同时微藻中含多种高附加值生物活性物质，如多不饱和脂肪酸、藻类多糖、藻蓝素、虾青素、胡萝卜素等，具有抗生素、抗心血管疾病、增强免疫力、抗肿瘤、抗辐射、抗突变和抗艾滋病等药用价值和保健功能，对人类的疾病有预防、治疗和保健功能。微藻作为饲料、医疗、生物工程、食品、轻化工、生物燃料等行业的重要原料，其产业化生产与利用愈发为人们所重视。

微藻规模化培养是制约微藻产业化发展的重要因素。微藻可与污水和工业废气的处理相结合，在处理污水和工业废气的同时合成高附值物质，降低培养成本。目前培养微藻的光生物反应器如柱状、管状、平板式、复合型、仿生塔型、薄膜袋式、光导纤维式等，能够利用养殖废水、城市生活污水和工业废水进行微藻培养和收获的反应器还比较少，本发明将污水处理厂的生物池出水和污染的池塘静水作为微藻的培养液，以空气中的CO2作为碳源，生物固碳并产生O2，收获藻类的生物质。

授权公告号为CN102250756B的发明专利公开了发散式冷光源立体微藻培养光反应器，所述反应器为透明光材料的椭球形容器，底部为圆弧形，发散式冷光源为带动力驱动的蓄电式光源，可向四周均匀发光放入反应器后，在运动过程中由于不断与反应器壁碰撞而进行无规则运动，反射材料铺设在光反应器底部，通过反射形成新的光源，提高光的利用效率。

目前，研究方向主要为探究微藻的培养方法主要是一味的增强光照强度和各种配比的废水对微藻培养进行耦合，对于实际情况中在室外存在的光抑制、光强的自动调节、美观及生物固碳方面研究的还相对较少，而且，大部分光生物反应器占地面积较大，不能折叠收缩，对光照的利用率较小，且不能利用风能、光能等清洁能源作为生物反应器的供能与运作，且用作污水处理和净化大气方面研究也很少涉及，因此，有必要提出一种立体螺旋式光生物反应器来实现光强的自动调节和增强生物固碳效率，从而净化空气、污水的同时，收获高附加值的藻类生物质，并可利用风能培养微藻，降低了培养和净化成本。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种立体螺旋式光生物反应器，通过感光液压系统实现立体螺旋培养单元倾角的同步调节，进而调节立体螺旋培养单元的光照强度，提高对光的利用率；同时，将微藻培养与污水处理、生物固碳、微藻回收和风力发电等相结合，实现了微藻培养的一体化与自动化。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种立体螺旋式光生物反应器，包括

集液槽，其内壁设有反光层，用于盛装微藻培育的培养液；

主轴，垂直安装在集液槽中间，并与集液槽可转动连接；所述主轴上设置有按照高度递增而形状由大变小的立体螺旋培养单元，所述立体螺旋培养单元由立体螺旋状的导光板构成；所述主轴在位于立体螺旋培养单元上方设有梯形溢流堰，溢流堰通过设置在主轴内的进水管连接位于主轴底端集液槽内的潜水泵；