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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明涉及CO2生物转化利用技术，旨在提供一种三层交错式变孔径剪切曝气器及其循环回水养殖微藻方法。该曝气器包括一端开口另一端封闭的圆管状主体；所述圆管状主体在径向方向上具有三层结构，由内向外依次为轴向矩形编织网剪切曝气层、径向矩形编织网剪切曝气层和金属粉末烧结圆孔剪切曝气层。本发明通过矩形边棱在不同方向对气泡施加剪切力，可以快速将气泡分割成更小体积；圆孔进一步减小气泡生成直径，使得气泡生成尺寸及空间分布更加均匀。相比于纯粹使用三层圆孔的曝气器，本发明显著提高了曝气速率并且减小了气泡生成直径，能够延长使用寿命、降低气泡生成时间，减少气泡与液体混合时间，提高气液传质效率。

主权项：1.一种利用微藻养殖系统实现循环回水养殖微藻的方法，其特征在于，该方法是基于下述三层交错式变孔径剪切曝气器构建而成的微藻养殖系统而实现的：该系统包括CO2供给系统、补碳系统、微藻养殖及收获系统、循环回水系统；所述补碳系统包括一个卧式槽罐，通过其顶部入口和底部出口与循环回水系统的循环回水管道相连；所述三层交错式变孔径剪切曝气器水平安装在卧式槽罐中，曝气器的开口端通过管路连接至CO2供给系统，构成补碳系统；所述三层交错式变孔径剪切曝气器，包括一端开口另一端封闭的圆管状主体；其特征在于，所述圆管状主体在径向方向上具有三层结构，由内向外依次为轴向矩形编织网剪切曝气层、径向矩形编织网剪切曝气层和金属粉末烧结圆孔剪切曝气层；或者，由内向外依次为径向矩形编织网剪切曝气层、轴向矩形编织网剪切曝气层和金属粉末烧结圆孔剪切曝气层；所述轴向矩形编织网剪切曝气层和径向矩形编织网剪切曝气层的矩形网孔长边相互垂直且交错布置；矩形网孔的长宽比为3～5∶1，面积等效为直径150μm的圆孔；在金属粉末烧结圆孔剪切曝气层上，圆孔直径等效为10~100μm；各相邻两层结构之间的间距为30~60μm；所述循环回水养殖微藻的方法具体包括：（1）向收获生物质后的微藻液体循环回水中添加或补充营养盐Na2CO3，由水泵送入卧式槽罐中；（2）利用三层交错式变孔径剪切曝气器的交错式变孔径结构，对来自CO2供给系统的CO2气体进行剪切，最终形成直径为0.7~2.5mm的微米级气泡；CO2微米级气泡与循环回水在卧式槽罐中进行混合，通过碳酸化反应形成NaHCO3；将碳酸化反应后的循环回水送入跑道池光合反应器用于养殖微藻；（3）根据跑道池光合反应器中的藻液的pH值，调整CO2气体流量或控制营养盐Na2CO3的添加量，以调节循环回水中生成的NaHCO3浓度，从而促进微藻光合作用生长固碳；其中，控制Na2CO3的添加量，使进入卧式槽罐之前的循环回水中Na2CO3浓度为8~14gL。

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