用于注入CO2或煙道氣以增加藻類生物質生產的方法和裝置制造方法及圖紙

采用CO2注入以促進藻類生長的藻類生產系統。所述系統包括在用于引水的流道之內的藻類生長培養基。流體擴散器同樣位于流道中鄰近藻類生長培養基。所述流體擴散器將CO2注入流道中的水中。所述系統進一步包括用于監測水的pH水平的檢測器和控制器，所述控制器基于測量的pH水平確定何時和多少CO2注入水中。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于注入C02或煙道氣以增加藻類生物質生產的方法和裝
技術介紹
下文描述的方法和裝置涉及藻類生產技術，所述技術構思和發展了超過約30年的時間并取得以下專利權美國專利4，333，263，1982年6月8日發布;4，966，096，1990年 10 月 30 日發布；5，097, 795，1992 年 3 月 24 日公布；5，851，398，1998 年 12 月 22 日公布和5，715，774，1998年2月10日公布；其公開內容通過參考并入本文。以AlgalTurf Scrubber 的商標出售的現有的大規模藻類生產系統或者ats系統包括地槽或“流道(floways) ”。許多小規模的藻類生產系統經上文參考的現有專利的授權應用于研究和水族館。與在大多數光合系統中一樣，藻類需要碳以完成生產有機物的光合作用的化學過程。碳從環境水中的二氧化碳(C02)和碳酸氫鹽(HC03)中獲取并且有效地是濃度將影響生產率或生物質構成的營養物質。 在關注氣候變化和過量C02釋放到大氣中的現代，存在處理或回收利用作為工業運行，尤其是由于燃燒煤和油發電廠發電而產生的C02的需求。簡述本文描述的這種方法和裝置提供了藻類生產的系統。所述系統可以包括用于生產C02的方法和裝置以影響藻類生物質的生產。所述系統可以利用來自工業運行的二氧化碳(C02)以降低進入大氣的釋放。在一方面，所述系統包括用于從水源引水的流道，設置在流道內的藻類生長培養基，和設置在接近藻類生長培養基中的流體擴散器。將流體擴散器配置為將流體從流體源擴散到水中以促進藻類在藻類生長培養基上生長。所述流體源包括氣源或流體源，諸如溶解于液體，如水中的氣體。流體可以包括營養物質，其可以是C02氣體。在另一方面，所述系統包括用于控制由流體源提供的流體和由水源提供的水的控制器。將檢測器連接至控制器，所述控制器測量水的pH水平并將測量值發送到控制器。控制器使用所述PH水平測量值以確定經水源供給的水的量和經氣源供給的流體的量。對于某些藻類和生長條件而言，PH通常應當保持在約7. 5至約8. 5之間。在另一方面，所述系統的流體擴散器包括多個連接成席的管。所述流道具有多道沿著一個表面平行設置的壟，每道壟之間具有空間，和多根管中的至少一根管位于每個空間內。在另一方面，所述系統的流體擴散器位于流道中的凹陷之內。所述凹陷平行于流道的長度延伸或者可以以某個角度延伸，諸如垂直于流道的長度。在另一方面，所述系統的流道包括多個連接在一起的片段。所述凹陷可以位于一個片段到另一個的連接處。在另一方面，生產藻類的方法包括以下步驟提供具有設置在流道內的藻類生長培養基的流道，沿著流道引水，和通過使用設置在藻類生長培養基上表面上的流體擴散器將流體擴散到流道的水中，所述流體擴散器配置為將氣體，諸如C02從流體源擴散到水中以促進藻類在藻類生長培養基上的生長。在另一方面，生產藻類的方法包括以下步驟提供具有設置在流道內的藻類生長培養基的流道，沿著流道引水，和通過在沿著流道的一個或多個點添加碳酸化的流體將氣體擴散到流道的水中以促進藻類在藻類生長培養基上的生長。碳酸化的水可以在所述系統外部通過將來自流體源的C02或煙道氣注入容器或管道系統中的水中來生產，然后經由管道系統引導至流道。在另一方面，所述方法包括如下步驟通過使用控制器控制水流入流道和流體流入水中。測量所述水的PH水平并提供給控制器。所述控制器使用所述pH水平測量以確定供給到流道的水的量或供給到水的流體的量。 附圖簡述圖I是根據優選實施方式的系統的示意圖，所述系統包括用于將氣體引入藻類生產系統的靠近藻類生長的水中的管席。圖2是圖I的管席(tube mat)的底部端視圖。圖3是圖I的管席的多支管端視圖。圖4是設置在流道中的圖I的管席的橫截面正視圖。圖5是根據另一優選實施方式，設置在藻類生產系統的流道的凹陷內的氣體管道的側視圖。圖6是根據另一優選實施方式，設置在的藻類生產系統的兩個流道之間的匯合處之內的氣體管道的平面圖。圖7是沿著圖6的剖面線VII-VII取得的視圖。優選實施方式的詳述現參考附圖，其中同樣的參考數字指定給同樣的元件，圖I中顯示了根據優選的實施方式的藻類生產系統110。系統110提供了通過位于鄰近于藻類生產系統(諸如AlgalTurf Scrubber 系統)的藻類生長篩網的膜系統將氣體(說明性實施方式中C02是首要感興趣的)引入鄰近藻絲細胞壁的水中的方法和裝置。引入其它物質也可以是合適的，例如也可以用膜實現諸如氣態或液態磷或氮離子的引入。這些膜現今在市場上由于科學和工業的用途可容易地獲得，并且存在與用途相關的多種構造。將C02和/或煙道氣注入水(將通過藻類修復進行處理)中滿足處置C02的需要，與此同時存在增加藻類生物質生產的機會。可以利用經由鼓泡器系統和氣石而進行簡單注入經過的水流，條件是限制損失到大氣中。氣泡壁不以有效的方式將氣體給予藻類細胞，當水流經時減少被細胞攝取。當氣泡尺寸增加時，相對于體積的表面積降低，提示在將C02擴散到溶液方面，較小的氣泡將更加有效。產生極細微的氣泡的鼓泡器可以用于將C02和其它氣體引入藻類生長培養基,條件是氣泡是足夠長度和足夠小尺寸的，以保持在緊鄰藻類細胞處而不使C02過度損失到大氣中。膜技術允許在原子或分子水平上引入所選定的原料，在氣體鼓泡的情況下避免穿過氣/水邊界的擴散過程。采用浸沒的膜的直接擴散將使得氣體到大氣的損失最小化，并且使得藻類細胞對其的可利用性最大化。膜在市場上以多種物理構造存在并具有針對用途(諸如反滲透和腎臟透析)而設計的化學組成，并且可以允許或阻止在從原子到大的配合物分子的尺寸范圍內的氣體或液體的通過。適合于選擇性擴散C02的膜可以以管狀構造、以適合于藻類生長培養基的尺寸范圍應用到藻類細胞。可以將薄片膜安裝在藻類生長培養基之下，通過穿過藻類生長單元底部的壓力連接來供料，但是將可能難于維持。測試顯示采用膜技術容易地將氣體，諸如C02和煙道氣引入水中。當以大孔尺寸將氣體擴散到水中時，可能由于氣泡的形成存在到大氣中的某些損失。優選的孔尺寸小于I微米。對于藻類對擴散到水中的C02氣體的理想攝取而言，孔尺寸要小于十分之一微米。對于液體，諸如碳酸化的水或營養液，諸如氮或磷溶液而言，孔尺寸要更大。因為C02和HC03是水性環境中碳酸鹽體系的一部分，可以將pH測量用于控制C02和/或水的流量 以控制將碳添加至藻類光合/生產過程的速率。附圖中示出了優選的構造，包括許多小的空心膜管120，其由C02的專屬膜材料制造并鋪設在圍網130中，從而使它們形成大約42英寸寬和10英尺長的片席112。氣體供應多支管140將所有的膜管120在一端匯合，并具有壓力軟管連接142，其在恰當的位置進入多支管140以適合于應用。將C02氣體供入多支管140并遍布空心膜管120的內部分布。管內的氣體分子通過壓力差遷移、驅動，穿過管壁至管外部以進入鄰近在藻類生長篩網19上的藻絲的水中。該膜管120的片112將被鋪置在流道12內的藻類生長培養基19之下或附近(圖4)，并且經由管道143從C02源144供給至連接處。源144以氣體形式提供C02。藻類生長培養基可以是可從網供應商獲得的塑料網。取決于所涉及的藻類，塑料網應當具有大約從約I毫米至本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W·H·阿迪，E·T·阿迪，
申請(專利權)人：海魯德門蒂亞股份有限公司，
類型：
國別省市：