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一种藻类培养装置
申请号	CN202321279739.1	申请日	2023-05-25	公开(公告)号	CN220413358U	公开(公告)日	2024-01-30
申请人	国能宁夏灵武发电有限公司; 华电电力科学研究院有限公司;			发明人	魏雅娟; 王海波; 陈胜波; 朱正江; 杨明;
摘要	本申请涉及藻类培养技术领域，公开了一种藻类培养装置，包括：箱体的侧壁设有污水进水口、二氧化碳气体进气口、出水口和排气口，污水进水口和排气口靠近箱体顶部设置，二氧化碳气体进气口和出水口靠近箱体底部设置，箱体内部铺设有基底材料，基底材料用于作为负载藻类生长的载体。通过在箱体内铺设作为负载藻类生长的载体的基底材料，有效避免藻类附着在箱体内壁生长，从而便于基底材料中的藻类吸收污水和二氧化碳，无需长期搅动箱体中污水，简化操作；同时气流和液流分离，充分保证了气流和液流都能够与藻类充分接触，保障藻类正常生长。其次，利用基底材料作为藻类生长的载体，藻类密度不会受限于箱体内的表面积。
权利要求	1.一种藻类培养装置，其特征在于，包括：箱体(1)，所述箱体(1)的侧壁设有污水进水口(2)、二氧化碳气体进气口(3)、出水口(4)和排气口(5)，所述污水进水口(2)和所述排气口(5)靠近所述箱体(1)顶部设置，所述二氧化碳气体进气口(3)和所述出水口(4)靠近所述箱体(1)底部设置，所述箱体(1)内部铺设有基底材料(6)，所述基底材料(6)用于作为负载藻类生长的载体。 2.根据权利要求1所述的藻类培养装置，其特征在于，所述箱体(1)的内部设有多层第一过滤网(7)，多层所述第一过滤网(7)沿所述箱体(1)的高度方向依次排布，每层所述第一过滤网(7)上均铺设有所述基底材料(6)。 3.根据权利要求1所述的藻类培养装置，其特征在于，还包括二次污水池(8)，所述二次污水池(8)通过第一管道分别与所述出水口(4)和所述污水进水口(2)连通。 4.根据权利要求3所述的藻类培养装置，其特征在于，所述出水口(4)设有第二过滤网。 5.根据权利要求3所述的藻类培养装置，其特征在于，所述污水进水口(2)还通过第二管道与污水池(9)连通，所述第一管道和所述第二管道均设有调节阀和流量计，所述调节阀用于控制污水进水流量。 6.根据权利要求1至5任一项所述的藻类培养装置，其特征在于，所述箱体(1)内部的侧壁还设有搅拌器(10)。 7.根据权利要求2所述的藻类培养装置，其特征在于，所述基底材料(6)包括粉煤灰微孔砾料、污泥和藻类孢子。 8.根据权利要求7所述的藻类培养装置，其特征在于，所述粉煤灰微孔砾料直径为5‑ 3 10mm，空隙率为12‑16％，堆积密度为0.987‑1.003g/cm。 9.根据权利要求8所述的藻类培养装置，其特征在于，每层所述第一过滤网(7)上铺设的基底材料(6)厚度为5‑10mm。 10.根据权利要求1所述的藻类培养装置，其特征在于，还包括二氧化碳罐(11)，所述二氧化碳罐(11)与所述二氧化碳气体进气口(3)连通。
说明书全文	一种藻类培养装置技术领域 [0001] 本申请涉及藻类培养技术领域，特别是涉及一种藻类培养装置。背景技术 [0002] 藻类是以CO2作为碳源、氨作为氮源，通过光合作用进行繁殖的单细胞或多细胞的低等植物。1967年，研究人员发现藻类可以去除污水的氮磷等营养物。此后，人们开始重视藻类在污水处理中的作用。研究表明，藻类具有吸收、富集和降解污水中的营养盐、重金属和氮磷等作用。因此，用污水来培育藻类，不仅可以起到污水净化的作用，还可以大量增殖藻类，降低成本，并用于饲料、肥料等多种领域。 [0003] 目前，传统的单细胞藻的大量培养有开放式与封闭式两类方法。前者是在敞开式的大型容器(玻璃钢水槽、水泥磁砖池或土池)中进行，培养时通入压缩空气或以人工搅拌补充空气，在室内或露天进行均可，设备也较简单，方便易行，但受自然条件变化的影响较大，易受污染。封闭式培养一般都有管道通入培养液和二氧化碳，由于藻类一般附着在培养器具的内壁上生长，为使藻类充分获得养分，保障藻类正常生长，每天需要多次揽动，因此封闭式培养法需长期搅动，操作繁琐；其次，藻类密度也会受到培养器具内壁表面积的限制。 [0004] 如何避免需要长期搅动，简化操作，保障藻类正常生长是本领域亟需要解决的问题。实用新型内容 [0005] 本申请的目的是提供一种藻类培养装置，用于避免需要长期搅动，简化操作，保障藻类正常生长。 [0006] 为解决上述技术问题，本申请提供一种藻类培养装置，包括： [0007] 箱体，所述箱体的侧壁设有污水进水口、二氧化碳气体进气口、出水口和排气口，所述污水进水口和所述排气口靠近所述箱体顶部设置，所述二氧化碳气体进气口和所述出水口靠近所述箱体底部设置，所述箱体内部铺设有基底材料，所述基底材料用于作为负载藻类生长的载体。 [0008] 可选的，所述箱体的内部设有多层第一过滤网，多层所述第一过滤网沿所述箱体的高度方向依次排布，每层所述第一过滤网上均铺设有所述基底材料。 [0009] 可选的，还包括二次污水池，所述二次污水池通过第一管道分别与所述出水口和所述污水进水口连通。 [0010] 可选的，所述出水口设有第二过滤网。 [0011] 可选的，所述污水进水口还通过第二管道与污水池连通，所述第一管道和所述第二管道均设有调节阀和流量计，所述调节阀用于控制污水进水流量。 [0012] 可选的，所述箱体内部的侧壁还设有搅拌器。 [0013] 可选的，所述基底材料包括粉煤灰微孔砾料、污泥和藻类孢子。 [0014] 可选的，所述粉煤灰微孔砾料直径为5‑10mm，空隙率为12‑16％，堆积密度为0.987‑1.003g/cm3。 [0015] 可选的，每层所述第一过滤网上铺设的基底材料厚度为5‑10mm。 [0016] 可选的，还包括二氧化碳罐，所述二氧化碳罐与所述二氧化碳气体进气口连通。 [0017] 本申请所提供的一种藻类培养装置，包括：箱体，箱体的侧壁设有污水进水口、二氧化碳气体进气口、出水口和排气口，污水进水口和排气口靠近箱体顶部设置，二氧化碳气体进气口和出水口靠近箱体底部设置，箱体内部铺设有基底材料，基底材料用于作为负载藻类生长的载体。通过在箱体内铺设作为负载藻类生长的载体的基底材料，有效避免藻类附着在箱体的内壁生长，从污水进水口输入的污水和从二氧化碳气体进气口输送的氧气能够被基底材料中的藻类充分吸收，无需长期搅动箱体中污水，简化操作，同时气流和液流分离，也充分保证了气流和液流都能够与藻类充分接触，保障藻类正常生长。其次，通过设置基底材料作为藻类的载体，藻类培养密度不会受限于箱体内部的表面积。附图说明 [0018] 为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0019] 图1为本申请实施例提供的一种藻类培养装置的结构图； [0020] 附图标记如下：1为箱体、2为污水进水口、3为二氧化碳气体进气口、4为出水口、5为排气口、6为基底材料、7为第一过滤网、8为二次污水池、9为污水池、10为搅拌器、11为二氧化碳罐。具体实施方式 [0021] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。 [0022] 本申请的核心是提供一种藻类培养装置。 [0023] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。 [0024] 图1为本申请实施例提供的一种藻类培养装置的结构图，如图1所示，一种藻类培养装置，包括：箱体1，箱体1的侧壁设有污水进水口2、二氧化碳气体进气口3、出水口4和排气口5，污水进水口2和排气口5靠近箱体顶部设置，二氧化碳气体进气口3和出水口4靠近箱体1底部设置，箱体1内部铺设有基底材料6，基底材料6用于作为负载藻类生长的载体。 [0025] 本申请实施例中的箱体的材质可以采用透明聚乙烯树脂，如图1所示，污水进水口2靠近箱体1顶部设置，污水进水口2用于向箱体1内部输入污水，污水经过基底材料6后从箱体1底部的出水口4排出；二氧化碳气体进气口3靠近箱体1底部设置，用于向箱体1内部输送二氧化碳，二氧化碳经过基底材料6后从靠近箱体1顶部设置的排气口5排出。污水进水口2可与污水池8连通，为箱体1提供污水以为藻类提供营养盐、重金属和氮磷等养分；二氧化碳气体进气口3可与二氧化碳罐11连通，用于注入新鲜二氧化碳，为藻类补充碳源。 [0026] 本申请实施例所提供的一种藻类培养装置，包括：箱体，箱体的侧壁设有污水进水口、二氧化碳气体进气口、出水口和排气口，污水进水口和排气口靠近箱体顶部设置，二氧化碳气体进气口和出水口靠近箱体底部设置，箱体内部铺设有基底材料，基底材料用于作为负载藻类生长的载体。通过在箱体内铺设作为负载藻类生长的载体的基底材料，有效避免藻类附着在箱体的内壁生长，从污水进水口输入的污水和从二氧化碳气体进气口输送的氧气能够被基底材料中的藻类吸收，无需长期搅动箱体中污水，简化操作，同时气流和液流分离，充分保证了气流和液流都能够与藻类充分接触，保障藻类正常生长。其次，通过设置基底材料作为藻类的载体，藻类培养密度不会受限于箱体内部的表面积。 [0027] 基于上述实施例，为了充分利用箱体1内部的空间，箱体1的内部设有多层第一过滤网7，多层第一过滤网7沿箱体的高度方向依次排布，每层第一过滤网7上均铺设有基底材料6。 [0028] 本申请实施例通过在箱体1内部铺设多层第一过滤网7，能够保证每层基底材料6都能吸收到污水和二氧化碳的同时还能够最大限度的利用箱体1的空间。具体地，第一过滤网7的孔径可以为2mm。 [0029] 基于上述实施例，本申请实施例还包括二次污水池8，二次污水池8通过第一管道分别与出水口4和污水进水口2连通。基于此，还可以在出水口4设置第二过滤网，第二过滤网用于过滤箱体1内的基底材料和藻类的残渣；其中，第二过滤网的孔径可以为1mm。 [0030] 本申请实施例将二次污水池8分别连通出水口4和污水进水口2，污水可以经过多次循环利用，使得污水中养分可以充分被藻类吸收利用，也能够充分净化污水。 [0031] 基于上述实施例，本申请实施例中的污水进水口2还通过第二管道与污水池9连通，第一管道和第二管道均设有调节阀和流量计，调节阀可以根据流量计检测到的流量数据调控污水进水流量。 [0032] 污水进水口2用于污水和二次污水的进入，通过调节阀分别控制污水和二次污水的进水流量，具体的，污水进水流量为10mL/min，控制pH＝8.0‑8.5，二次污水进水流量为30mL/min，两种污水进入栽培装置后，缓慢经过每层铺设的基底材料6后汇流从下方出水口 4流出，进入二次污水池8。 [0033] 基于上述实施例，本申请实施例箱体1内部的侧壁还设有搅拌器10。本申请实施例通过设置一个电动搅拌器形成人工紊流，其转动速度控制在350‑450r/min，人工紊流能够促进藻类细胞活性，提高产量。 [0034] 基于上述实施，本申请实施例中的基底材料6包括粉煤灰微孔砾料、污泥和藻类孢3 子。该粉煤灰微孔砾料直径为5‑10mm，空隙率为12‑16％，堆积密度为0.987‑1.003g/cm ，每层第一过滤网7上铺设的基底材料厚度为5‑10mm，该铺设方式能够保证藻类孢子的通气效果。藻类孢子选取葡萄藻、莱茵衣藻、小球藻、蓝藻或金藻。该基底材料6配置方法如下：1)将粉煤灰微孔砾料1kg浸泡于1L藻类培养液中6‑8h，并保持持续振荡，保证藻类能够充分附着和挂膜于粉煤灰微孔砾料表面；2)加入城市污泥150‑200g，继续振荡3‑4h，得到基底材料。 [0035] 藻类培养装置以粉煤灰微孔砾料作为负载藻类的载体，充分提高了每层的藻类生长密度，提高了产量，降低了培育成本。同时粉煤灰微孔砾料中含有丰富的矿物组分，可以缓慢释放养分供给藻类生长。 [0036] 利用该装置培养微藻，微藻中的胞外聚合物也会大量附着于粉煤灰微孔砾料表面。因此将微孔砾料取出后，铺设于荒漠植物根部，可以通过微藻胞外聚合物提供土壤团聚体稳定性。同时微孔砾料表面还会吸附淤泥中腐殖酸，而微孔砾料本身还有丰富的矿物元素，还具有丰富的孔隙可以保水保墒，能够有利于荒漠中植物生长，从而实现荒漠化治理。 [0037] 利用该装置培养蓝藻，蓝藻产生的胞外多糖会附着于粉煤灰微孔砾料表面。因此将微孔砾料取出后铺设于盐碱地中，微孔砾料表面的胞外多糖可提高盐碱土中的氮含量，缓解盐碱土中钠离子过高的问题，同时通过藻细胞中的蔗糖和海藻糖提高盐碱土中的有机碳含量，有助于盐碱地修复。同时微孔砾料表面还会吸附淤泥中酸性物质，有助于降低土壤pH，而微孔砾料本身具有丰富的孔隙可以保水保墒，能够有利于盐碱地中植物生长。 [0038] 藻类培养装置充分利用城市污泥、污水以及工业固废粉煤灰制成的微孔砾料，实现了废水和固废的资源化利用，同时也为藻类提供了氮源、盐分等养分，降低了培育成本。藻类培养装置实现了污水多级利用，通过污水的多次循环利用，充分净化污水并且利用其中的养分。 [0039] 以上对本申请所提供的藻类培养装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。 [0040] 还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。