[发明专利]一种微波辅助微藻藻剂絮凝的采收系统

说明书

本发明公开了一种微波辅助微藻藻剂絮凝的采收系统，包括微藻藻剂储存池和沉降罐，微藻藻剂储存池通过多段主管道与沉降罐连通，所述的主管道上连接有微波辐照装置，微波辐照装置内腔中设置有盘管，在盘管的两端各连接一段主管道，在微藻藻剂进入微波辐照装置之前的主管道上还通过支管道连接有絮凝剂储存罐，主管道与支管道交汇处安装有混合器，将微藻液体藻剂与絮凝剂通过混合器按照一定比例进行混合，然后通过盘管进入微波辐照装置，在微波照射下微藻液体藻剂与絮凝剂发生絮凝反应，然后将混合液体通入沉降罐进行沉降采收。本发明提供的微波辅助絮凝采收方法，可以大幅提升微藻絮凝效率，可减少絮凝剂用量，有利于采收后藻剂的后续处理。

技术领域

本发明涉及微藻藻剂的采收领域，尤其是涉及一种微波辅助微藻藻剂絮凝的采收系统。

背景技术

微藻是一类光合效率高、富含蛋白质、维生素和多不饱和脂肪酸等营养成分的微型生物。它们可以生活在淡水、海水及土壤中。微藻生物质可以用于药品、饲料、肥料及作为生物柴油原料。此外，微藻在废水处理和温室气体减排方面也表现出了优异的能力。然而，微藻的商业化应用仍然不够经济。其关键限制因素之一是微藻的采收方法。从微藻液体藻剂中采收微藻是一个高能量消耗的过程。这是因为微藻细胞体积小，培养浓度低，细胞表面带负电荷，溶液稳定性强，细胞难以自然沉淀。微藻养殖系统的运营成本主要来自采收，特别是开放池培养系统。据报道，微藻采收成本占总生产成本的近20~30%。因此，寻找低成本的采收方法已经成为微藻产业关注的焦点。

在众多的采收技术中，絮凝法因其低能耗、高效率而被认为是最有前途的方法。可通过在微藻液体培养基中加入各种絮凝剂进行中和、桥接、清扫等方式而得以采收。但目前絮凝采收效率较低，难以达到理想的效果，同时需要大量絮凝剂的加入，这将导致生物质的污染和下游处理的困难。

因此，如何克服上述弊端，发现一种有效提高微藻藻剂的絮凝采收率、降低采收成本的方法，并据此构建一套絮凝采收系统，将成为解决微藻产业发展瓶颈的关键技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种微波辅助微藻藻剂絮凝的采收系统，该系统通过微波辐照技术，增强絮凝剂分子、水分子及微藻细胞在溶液中的运动水平，增加它们之间的碰撞几率，提高絮凝剂与藻细胞的桥接、清扫等作用，提高微藻絮凝采收效率，解决传统的微藻藻剂回收效率低下，尤其是传统的絮凝法采收效率较低，同时需要加入大量的絮凝剂，最终导致生物质的污染和下游处理的困难的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种微波辅助微藻藻剂絮凝的采收系统，包括微藻藻剂储存池和沉降罐，微藻藻剂储存池通过多段主管道与沉降罐的入口连通，所述的主管道的其中一段上连接有微波辐照装置，微波辐照装置内腔中设置有盘管，盘管呈S形环绕分布在微波辐照装置内腔中，在盘管的两端各连接一段主管道，在微藻藻剂进入微波辐照装置之前的主管道上还通过支管道连接有絮凝剂储存罐，主管道与支管道交汇处安装有混合器，将微藻液体藻剂与絮凝剂通过混合器按照一定比例进行混合，然后通过盘管进入微波辐照装置进行微波照射一定时间，在微波照射下微藻液体藻剂与絮凝剂发生絮凝反应，然后再通过一段主管道将发生絮凝反应的混合液体通入沉降罐进行沉降采收，沉降罐沉降采收后的浓缩藻剂由絮凝罐底部排出收集，上清液回收再利用。

所述的微波辐照装置包括密闭的箱体，箱体每个内壁上均安装有微波发生器以保证主管道内的混合液体均被微波辐照装置发出的微波光束充分照射，箱体外壁上设置有微波发生器控制器，通过微波发生器控制器控制微波发生器工作状态。

所述的箱体内盘管两端连接的主管道相互平行，两段主管道的中心线重合，进口处的主管道上安装有流量传感器，流量传感器与微波发生器控制器关联，流量传感器检测到的流量信号传递给微波发生器，当微波发生器接收到流量传感器检测的流速不为零时则控制微波发生器开始工作，即为流量传感器检测到主管道内液体流动时，微波发生器控制器控制微波发生器开始工作。