一种培育雨生红球藻管道式光生物反应器缝隙的消毒方法与流程

本发明涉及经济微藻人工培养，尤其是涉及一种培育雨生红球藻管道式光生物反应器缝隙的消毒方法。

背景技术：

1、管道式光生物反应器是培育雨生红球藻的重要装置。管道式光生物反应器缝隙是由于该反应器的结构、安装及运行所造成的。其组成单元的单管长度通常为2米，那么，在100米长度的横向单排管道式光生物反应器，单管之间的连接就具有50个接口，考虑到通常由10排以上的相互连通的单排管道式光生物反应器，其接口达到500个。表面上，已经采用硅胶套相互之间已经联结单管，实际上，就存在500条缝隙。此外，管道式光生物反应器内外层的厚度达10毫米，位于外侧的单管之间比内侧具有更大的距离；按照高度1.5米布设10排的管道式光生物反应器计算，上下层的距离达到150毫米，作为连续的管道式光生物反应器，上下侧的差距也具有150毫米，分配到50个单管，平均的缝隙为0.3毫米。而污染生物的及其孢子的大小在1-50微米，以平均15微米计算，每一平面能够容纳10个污染生物或其孢子；按照单管厚度10毫米计算，以平均15微米计算，理论上，该平面具有能够容纳667个污染生物或其孢子的潜力。可见，存在缝隙的管道式光生物反应器，每条缝隙能够容纳污染生物或其孢子，这个数量是巨大的，只要其中的数个具有危害潜力，将影响到整组管道式光生物反应器的安全运行。

2、通常管道式光生物反应器采用带磁铁的海绵球的在单管内壁滑动进行清洗，同时注意到，管道式光生物反应器本身微观表面结构粗糙，特别是随着培育工作的进行，水体中矿物质的沉积，增加了局部表面粗糙的程度，影响到液体在表面张力影响下的分布，引起了缝隙多样性的结构及其差异化分隔空间的存在。即，部分液体以悬滴的形成与存在，表面为液态，下方为空腔，出现了多样性的空间格局，缝隙大小，干湿度不一，导致了不同种类不同生活史阶段的污染生物的孢子及活体的在不同的局部存在与延续的空间条件。

3、上述缝隙多在管道连接处产生，往往呈囊型，仅有一开口。有可能是已经残留液体，具有消毒成分的物质很难高浓度进入，或被快速稀释，达不到消毒的效果；另一种可能是已经存在气腔，缺乏一定压力的液体难以进入，而污染生物的孢子，不能接触消毒剂，就达不到所期望的消毒效果。当环境条件适宜时，特别是开始新一轮培育工作，更换了新鲜培养液，缝隙中的污染生物及其孢子就可能迅速繁衍，导致培育失败。只要有数个接口缝隙存在污染生物及其孢子，其后果将是十分严重并危害巨大。

4、组成管道式光生物反应器的单管，其规格一致，而不同的基座具有的沉降及高度差，导致了相邻单管之间就存在间隙。在安装时，柔性的硅胶套所联结的单管之间存在一个内外侧的夹角，靠底部及靠外侧的角度大，在单管之间间隙大；靠上部及靠内侧的角度小，在单管之间间隙小。即使在外壁用硅胶套包裹，硅胶套与单管之间用胶水封装，仅仅保证不再漏水漏气，而内壁没有方法进行封闭。在运行过程中，热胀冷缩及材料老化的影响，也使潜在的缝隙转变为明显的缝隙。因此，在单管之间就存在缝隙，该缝隙往往是口门处宽大且越来越狭窄。光滑的单管表面一直运行着气流、水流，污染生物及其孢子基本上不会附着，同时，接口之间存在的缝隙，随着培养时期的累积，死细胞的贴壁沉积，下坠到缝隙，成为颗粒物直接沉积到缝隙中，所以，单管之间往往肉眼能够发现存在深色的沉积物。此处污染生物及其孢子沉积与厌氧型微生物的繁育，不但影响光合作用的效率，而且随着污染生物繁殖，直接影响到管道式光生物反应器培养效率。

5、无污染的室外管道式光生物反应器培育雨生红球藻，是稳定、安全、连续与高效规模化培育的重要保证，培育雨生红球藻管道式光生物反应器缝隙的消毒方法，将促进室外培育雨生红球藻管道式光生物反应器培养模式的可持续发展。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术需求，本发明提供涉及一种培育雨生红球藻管道式光生物反应器缝隙的消毒方法，包括：

2、（1）清洗并排干管道式光生物反应器后，将至少一组所述管道式光生物反应器的单体通过硅胶套接口相互连通，并向其内通入臭氧与二氧化氯的复配消毒气体；

3、（2）所述复配消毒气体先沿从上向下的方向流经空置的管道式光生物反应器，再切换为从下向上的方向流经所述管道式光生物反应器，在两次气体流向切换过程中，利用管道低位设置的u型接管及排液口将囊形缝隙中被搅动带出的残留液体排出，并通过臭氧发生器出气管路及组间连接管路上的单向阀阻止液体回流；

4、（3）气体消毒结束后，向所述管道式光生物反应器内注入含有效氯的消毒液浸泡，随后中和余氯、曝气，完成消毒并备用于雨生红球藻接种。

5、优选的，所述复配消毒气体中，臭氧与二氧化氯的浓度配比为1:2～1:4；其中臭氧浓度为2～5 ppm，二氧化氯浓度为4～20 ppm。

6、优选的，多组管道式光生物反应器通过低位连接管相互串联，串联通路中设置单向阀，使复配消毒气体以单一方向依次流经各组反应器，实现多组反应器同时消毒。

7、优选的，从下向上的气体运行前，先打开连通高位管道式光生物反应器的单向阀、关闭低位单向阀及气液流回路，通入高压复配气体搅动囊形缝隙一侧底部角落残留液并自排液口排出；再关闭高位单向阀、打开低位单向阀，反向通气将囊形缝隙另一侧角落残留液吹出排干。

8、优选的，在清洗排水之后、复配气体消毒之前，还采用稀盐酸联合吐温类表面活性剂的混合液灌注所述管道式光生物反应器并静止滞留1～3小时，以松动缝隙内沉积物。

9、优选的，所述含有效氯的消毒液由漂白粉或漂白精溶于干净淡水配制而成，有效氯浓度为0.03～0.06 g/l，注入管道式光生物反应器后静置浸泡12小时。

10、优选的，浸泡结束后，向系统内添加硫代硫酸钠至浓度0.01～0.02 g/l以去除余氯，检测无余氯后曝气，随后接种雨生红球藻藻种。

11、优选的，对于老旧反应器或已发生严重污染的反应器，所述复配气体消毒与含有效氯消毒液浸泡步骤隔天重复操作一次。

12、优选的，所述复配消毒气体由臭氧发生器产生臭氧，并在输送管路的三通处同步引入高浓度二氧化氯气体复配而成；臭氧发生器出气管路设单向阀，防止水分进入臭氧发生器。

13、本发明的有益效果为：

14、1. 清洗后空置的管道式光生物反应器经过从下向上和从上向下的复配气体消毒与消毒液消毒，能够实现管道式光生物反应器缝隙的完全彻底消毒。

15、2. 通过臭氧发生器的出气管路具有单向阀，一组管道式光生物反应器与另一组管道式光生物反应器相连的低位管路布设单向阀，使消毒及其流向是明确单向，有利于保护臭氧发生器的使用寿命，有利于管道式光生物反应器缝隙的消毒操作管理。

16、3. 使用u型接管及排液口，实现了气液高效分离，增强了消毒效果。

17、4. 经济实用，适用性广：实现一次消毒剂的串联消毒多组管道式光生物反应器。使培育雨生红球藻管道式光生物反应器的消毒提高了50%，缩短了费生产性时间，提高了管道式光生物反应器的循环利用的成功率。

18、5.终末消毒采用低浓度含氯消毒液，配合硫代硫酸钠精准中和余氯，消毒后无有害残留，避免高浓度消毒剂对后续雨生红球藻接种的抑制作用；全程无需使用甲醛等高风险化学消毒剂，减少有毒有害废弃物排放，符合微藻培育的绿色生产要求。