一種改進型跑道池結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種改進型跑道池結構，其跑道池體配裝攪拌輪槳，靠近攪拌輪槳的深池曝氣區底部裝設曝氣陣列，曝氣陣列包括固定框架，固定框架由縱橫垂直交錯的條框拼裝而成，固定框架于條框的各交錯位置分別裝設曝氣頭，曝氣頭包括氣泡石以及篩絹，曝氣頭配裝輸氣管，輸氣管一端伸入于氣泡石內部，輸氣管另一端連接CO2儲罐。在微藻養殖過程中，CO2氣體經由曝氣頭而注入培養液中，回流至深池曝氣區的培養液溶解CO2氣體，攪拌輪槳攪拌驅動培養液循環流動；補充的CO2氣體能夠滿足微藻光合作用消耗，也可維持pH穩定。故而，本實用新型具有工程難度低、結構簡單、材料成本低、運行便利、CO2利用效率高、提高微藻產量并降低成本的優點。
【專利說明】一種改進型跑道池結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及微藻養殖【技術領域】，尤其涉及一種改進型跑道池結構。
【背景技術】
[0002]微藻養殖的方法以開放池(open pond)培養為主，最常見的形式是跑道池(raceway pond)和圓池(Circle pond);其中，跑道池是我國應用最普遍的養殖設施,我國目前已有約15000畝的跑道池面積，大部分用于螺旋藻養殖，小部分為小球藻養殖。跑道池形如兩端半圓的長方形，工作深度一般在15?35cm,以輪衆攪拌驅動池中的藻液以10?25cm/s的流速流動，縱軸設置隔離，使之形成循環，單個池的面積多為數百至上千平方米，多個池可串/并聯一起，總面積達到數千乃至上萬平方米。
[0003]微藻生長需要陽光、水、二氧化碳和肥料，其中，CO2是藻類進行光合作用的底物，目前跑道池方式養殖微藻多采用輪槳攪拌的方式從空氣中獲得CO2，在這種養殖條件下，微藻培養液多為貧碳環境；因此，添加CO2能顯著促進藻類的生長，將煤炭、天然氣、生物質等碳基燃料燃燒產生的CO2用于小球藻或其他藻類的養殖，能夠顯著提高藻類生長速度并提高單位產量，相應的能夠降低生產成本。生產實踐證明，在補充足額CO2的情況下，一個生長周期內，微藻的最終生物量要比不補充CO2高50%以上，甚至可以增加I倍以上。
[0004]氣態的二氧化碳必須溶解入水中，才能被微藻吸收和利用；C02在水中的溶解速度與氣泡大小，水/氣溫度，氣泡在水中的保留時間，水流速度，水的鹽度/pH等因素都有關系。當單個氣泡的大小確定的時候，瞬時的單位時間的吸收率(Kg)就可以被確定。當單個氣泡的穩定大小為直徑0.3?0.5cm左右時，CO2的瞬時吸收率大約是0.125每秒，即氣泡從未飽和的液體中通過時，氣泡中的殘留的CO2每秒有12.5%被溶解(秒衰率:12.5%)，在上述條件下，水流速為20 cm/s時，如純CO2氣體溶解率需要達到95%，池深要求達到1.5m。而目前通行的微藻跑道池養殖中，工作水深一般不超過35cm，流速為25cm/s左右，此條件下，二氧化碳溶解的效果極差，僅有不超過1/5的CO2被溶解。
[0005]另一種方法是縮小水中CO2氣泡的直徑，以增加比表面積并借此增加溶解的速度。目前通常使用的方法是增大充氣氣壓并使用細孔的氣泡石(如陶瓷氣泡石)，此方法需高壓氣體輸送設備，投資大、運行能耗高，而細孔氣泡石容易堵塞，需要頻繁更換。
[0006]目前利用跑道池生產微藻，已有多種補充CO2的方法，如采收回液集中補碳、在池中利用倒扣氣棚補碳等等，但效果均不盡如人意，或者補充量難以滿足微藻生長的需求，增產效果不明顯(多數為15%?30%)，或者CO2逃逸較多，僅有不足20%的CO2被微藻吸收利用。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的在于針對現有技術的不足而提供一種改進型跑道池結構，該改進型跑道池結構具有工程難度低、結構簡單、材料成本低、運行便利優點，其可達到提高CO2利用率、提高產量、降低成本的效果。[0008]為達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案來實現。
[0009]一種改進型跑道池結構，包括有跑道池體，跑道池體配裝有用于攪拌培養液的攪拌輪槳，跑道池體于靠近攪拌輪槳的位置設置有深池曝氣區；跑道池體于深池曝氣區的底部裝設有曝氣陣列，曝氣陣列包括有固定于深池曝氣區底部的固定框架，固定框架由縱橫垂直交錯的條框拼裝而成，固定框架于條框的各交錯位置分別裝設有曝氣頭，曝氣頭包括有呈顆粒狀的氣泡石以及用于包裹氣泡石的篩絹，曝氣頭配裝有輸氣管，輸氣管的一端部穿過篩絹并伸入于氣泡石內部，輸氣管的另一端部與CO2儲罐連接。
[0010]其中，所述篩絹的內側裝設有海綿層，海綿層包裹于所述發泡石的外圍，篩絹包裹于海綿層的外圍。
[0011]其中，所述海綿層的密度為20-25kg/m3，且海綿層的厚度為3_5mm。
[0012]其中，所述篩絹孔徑為200-500目。
[0013]其中，所述篩絹孔徑為500目
[0014]其中，所述條框為金屬條框、有機材料條框、竹條框或者木條框。
[0015]其中，所述氣泡石為高溫燒結氣泡石。
[0016]其中，所述曝氣頭于所述固定框架的分布密度為每平方米4-16個。
[0017]其中，所述深池曝氣區的占地面積為整個所述跑道池體面積的0.5% -1.5%。
[0018]其中，所述CO2儲罐的出氣口配裝有調節氣閥，所述輸氣管與調節氣閥的出氣口連接。
[0019]本實用新型的有益效果為:本實用新型所述的一種改進型跑道池結構，其跑道池體配裝攪拌輪槳，靠近攪拌輪槳的深池曝氣區底部裝設曝氣陣列，曝氣陣列包括固定框架，固定框架由縱橫垂直交錯的條框拼裝而成，固定框架于條框的各交錯位置分別裝設曝氣頭，曝氣頭包括呈顆粒狀的氣泡石以及用于包裹氣泡石的篩絹，曝氣頭配裝有輸氣管，輸氣管的一端部穿過篩絹并伸入于氣泡石內部，輸氣管的另一端部與CO2儲罐連接。工作時，CO2儲罐內部的CO2氣體經輸氣管而輸入至固定框架上的各曝氣頭，曝氣頭內部的氣泡石能夠將CO2氣體分割呈細小的氣泡，以提高培養液溶解CO2氣體的速度；在微藻養殖過程中，CO2氣體經由曝氣頭而注入培養液中，回流至深池曝氣區的培養液溶解CO2氣體，在攪拌輪槳的攪拌驅動作用下，培養液實現循環流動；補充的CO2氣體能夠滿足微藻光合作用的消耗，也可維持培養液pH值穩定。綜合上述情況可知，本實用新型具有工程難度低、結構簡單、材料成本低、運行便利、CO2利用高、提高微藻產量并降低成本的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面利用附圖來對本實用新型進行進一步的說明，但是附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制。
[0021]圖1為本實用新型應用于單個跑道池中的結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型應用于并聯跑道池中的結構示意圖。
[0023]圖3為本實用新型的縱向剖面結構示意圖。
[0024]圖4為本實用新型的曝氣頭的結構示意圖。
[0025]圖5為本實用新型的曝氣陣列的結構示意圖。
[0026]在圖1至圖5中包括有:[0027]I—攪拌輪槳2—深池曝氣區
[0028]3——曝氣陣列4——固定框架
[0029]41——條框5——曝氣頭
[0030]51——氣泡石52——篩絹
[0031]53——海綿層6——輸氣管。
【具體實施方式】
[0032]下面結合具體的實施方式來對本實用新型進行說明。
[0033]如圖1至圖5所示，一種改進型跑道池結構，包括有跑道池體，跑道池體配裝有用于攪拌培養液的攪拌輪槳1，跑道池體于靠近攪拌輪槳I的位置設置有深池曝氣區2 ;跑道池體于深池曝氣區2的底部裝設有曝氣陣列3，曝氣陣列3包括有固定于深池曝氣區2底部的固定框架4，固定框架4由縱橫垂直交錯的條框41拼裝而成，固定框架4于條框41的各交錯位置分別裝設有曝氣頭5，曝氣頭5包括有呈顆粒狀的氣泡石51以及用于包裹氣泡石51的篩絹52，曝氣頭5配裝有輸氣管6，輸氣管6的一端部穿過篩絹52并伸入于氣泡石51內部，輸氣管6的另一端部 與CO2儲罐(圖中未示出)連接。其中，圖1為單個跑道池體的結構示意圖，圖2為兩個串聯于一起的跑道池體的結構示意圖，即本實用新型可以應用于單個跑道池體，也可以應用于由兩個或者兩個以上跑道池體而串聯而成的跑道池體組。
[0034]需進一步指出，深池曝氣區2的位置可以位于跑道池體的任何一個位置，優選位置為攪拌輪槳I的附近，包含了攪拌輪槳I的前端(以培養液流動方向為前端)、后端和下方等區域位置，此處培養液流動速度相對較快；更優選的，考慮到工程便利性和多池并聯情況下的事實，位置選擇為攪拌輪槳I的后端。
[0035]進一步的，篩絹52的內側裝設有海綿層53，海綿層53包裹于發泡石的外圍，篩絹52包裹于海綿層53的外圍；其中，海綿層53的密度為20-25kg/m3，且海綿層53的厚度為3-5_。需進一步解釋，上述海綿層53的密度以及厚度參數并不構成對本實用新型進行限制。
[0036]其中，篩絹52孔徑為200-500目，可優選500目。
[0037]更進一步的，為便于對CO2氣體量進行準確調節控制，本實用新型的CO2儲罐的出氣口配裝有調節氣閥(圖中未示出)，輸氣管6與調節氣閥的出氣口連接。
[0038]需進一步解釋，本實用新型條框41可以采用金屬、有機材料、木材或者竹子制備而成，即條框41為金屬條框、有機材料條框、竹條框或者木條框。當然，上述條框41取材并不構成對本實用新型的限制，即本實用新型的條框41還可以采用其他材料制備而成。
[0039]另外，本實用新型的氣泡石51可以為高溫燒結氣泡石；當然，本實用新型的氣泡石51還可以為常規的水族充氣用氣泡石。
[0040]需進一步指出，曝氣頭5于固定框架4的分布密度為每平方米4-16個，可優選9個；深池曝氣區2的占地面積為整個跑道池體面積的0.5% -1.5%。
[0041]當然，上述曝氣頭5的分布密度和深池曝氣區2的面積數據并不構成對本實用新型的限制，即本實用新型的曝氣頭5可采用少于4個或者大于16個的分布密度，深池曝氣區2的占地面積比整個跑道池面積的0.5%小或比1.5%大。
[0042]在本實用新型工作過程中，CO2儲罐內部的CO2氣體經輸氣管6而輸入至固定框架4上的各曝氣頭5，其中，曝氣頭5內部的氣泡石51能夠將CO2氣體分割呈細小的氣泡，曝氣頭5的篩絹52用于固定包裹顆粒狀的氣泡石51 ;通過上述曝氣頭5結構設計，本實用新型能夠有效地提高培養液溶解CO2的速率。
[0043]在微藻養殖過程中，CO2氣體經由曝氣頭5而注入培養液中，回流至深池曝氣區2的培養液溶解CO2氣體，在攪拌輪槳I的攪拌驅動作用下，培養液實現循環流動。其中，補充的CO2氣體一方面能夠滿足微藻光合作用的消耗；另一方面，適量的CO2氣體補充可解決因微藻生長而產生的培養液PH升高的問題，保持培養液維持在適宜的pH，進而更加有利于微藻生長。
[0044]綜合上述情況可知，本實用新型具有以下優點，具體為:
[0045]1、工程難度小:現有的舊式跑道池亦可通過簡單改造而實現；
[0046]2、原材料簡單，成本低，容易購置和自行安裝，耐久度高；
[0047]3、補充CO2氣體效果好:工作人員可根據池內培養液和外界天氣情況，通過調節閥門控制氣體開關和氣量大小，以滿足微藻生長對CO2氣體的變化性需求；
[0048]4、CO2氣體利用效率高，節約了大量的CO2氣體量和CO2氣體輸送所需的能耗。
[0049]以上內容僅為本實用新型的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【權利要求】
1.一種改進型跑道池結構，其特征在于:包括有跑道池體，跑道池體配裝有用于攪拌培養液的攪拌輪槳(1)，跑道池體于靠近攪拌輪槳(I)的位置設置有深池曝氣區(2);跑道池體于深池曝氣區(2)的底部裝設有曝氣陣列(3)，曝氣陣列(3)包括有固定于深池曝氣區(2)底部的固定框架(4)，固定框架(4)由縱橫垂直交錯的條框(41)拼裝而成，固定框架(4)于條框(41)的各交錯位置分別裝設有曝氣頭(5)，曝氣頭(5)包括有呈顆粒狀的氣泡石(51)以及用于包裹氣泡石(51)的篩絹(52)，曝氣頭(5)配裝有輸氣管(6)，輸氣管(6)的一端部穿過篩絹(52)并伸入于氣泡石(51)內部，輸氣管(6)的另一端部與CO2儲罐連接。
2.根據權利要求1所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述篩絹(52)的內側裝設有海綿層(53)，海綿層(53)包裹于所述發泡石的外圍，篩絹(52)包裹于海綿層(53)的外圍。
3.根據權利要求2所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述海綿層(53)的密度為20-25kg/m3，且海綿層(53)的厚度為3_5mm。
4.根據權利要求1所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述篩絹(52)孔徑為200-500 目。
5.根據權利要求4所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述篩絹(52)孔徑為500 目。
6.根據權利要求1所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述條框(41)為金屬條框、有機材料條框、竹條框或者木條框。
7.根據權利要求1所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述氣泡石(51)為高溫燒結氣泡石。
8.根據權利要求1所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述曝氣頭(5)于所述固定框架(4)的分布密度為每平方米4-16個。
9.根據權利要求1所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述深池曝氣區(2)的占地面積為整個所述跑道池體面積的0.5% -1.5%。
10.根據權利要求1至9任意一項所述的一種改進型跑道池結構，其特征在于:所述CO2儲罐的出氣口配裝有調節氣閥，所述輸氣管(6)與調節氣閥的出氣口連接。
【文檔編號】C12M1/04GK203546007SQ201320705952
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】俞建中 申請人:東莞市綠安奇生物工程有限公司