在漂浮于较大水体中的开放式或封闭容器内所包含的水体中养殖水生藻类.pdf

一种养殖水生藻类的方法与设备，即将水生藻类装进漂浮于诸如如海洋或湖泊的水中的装置并促进其成长。

1.  一种使用在水体漂浮的设备来包含藻类，养殖水生藻类的方法。

2.  如权利要求1所述的方法，其中所述设备包括骨架，所述骨架由浮力材料制成以支撑不透水的膜。

3.  如权利要求2所述的方法，其中，所述水生藻类可以利用水位的差距在退潮时流入所述设备内并且在涨潮时流入基站内。

4.  如权利要求2所述的方法，其中向所述设备供应高二氧化碳含量的空气。

5.  如权利要求1和2所述的方法，其中所述设备具有控制所述水生藻类暴露在阳光下的装置。

6.  如权利要求5所述的方法，其中所处水体的水流或波浪的运动可以搅动所述设备的内含物。

7.  如权利要求6所的方法，其中所述设备是封闭的或拥有一个或多个开口。

8.  如权利要求3所述的方法，其中所述基站可以是沉淀池和/或培育池的形式。

9.  如权利要求1、2和7所述的方法，其中，所养殖的藻类品种受到保护，免于非属意的藻类品种的污染和入侵。

10.  如权利要求1、2和7所述的方法，其中，成长中的藻类的温度变化被最小化。

11.  如权利要求1、2和7所述的方法，其中对所述成长中的藻类的搅动量可以是变化的。

12.  一种根据权利要求1、2、7、9、10和11中所述的方法来养殖水生藻类的设备。

在漂浮于较大水体中的开放式或封闭容器内所包含的水体中养殖水生藻类
发明领域
本发明是一套养殖水生藻类的方法和设备：在漂浮于海或湖类水面的装置内养殖水生藻类，能降低经营成本和减少土地使用。
背景技术
藻类在众多领域中广泛被使用，譬如它可被食用，并可作为食品、美容品和油漆业中的胶凝剂、悬浮剂、稳定剂和乳化剂。农业方面，藻类可加入家禽饲料或充作物肥料。某些藻类含有特定药性和保健功能，是很好的omega-3摄取来源。藻类亦可以提练出油，可用为生物柴油和可供燃烧发电用的生物能源。
藻类天然生长在海洋或湖泊，作为主要食物和氧气的主要生产者，它们支撑水生生命食物链，因而成为水生物和渔业的根基。目前商业化的藻类养殖法都集中在陆地挖池塘或附容器土地上。
本发明目的是，在漂浮于海域或任何水体中的独立性装置内养殖藻类，而养殖用的水则装在此装置内，由塑料、橡胶或其他适当的不透水物质与外水隔离。此装置可以顶部开放，或者完全封闭，只留一个控制出口让过量二氧化碳排出。
同时，本发明能通过善用潮汐和海浪能源，降低养殖藻类的成本。另一目的则是利用海水低温差，让藻类可以最大限度地繁殖。本发明的又另一目的，是综合过程中一系列的方式，最大限度地提高效率和降低成本。
发明内容
本发明第一点，是利用潮汐来降低泵送成本。譬如，涨潮时，养殖藻类的水可以沿坡度向下流往处于退潮水位的地面；而类似地，在退潮时，处于来自培育池的新的藻类可以从涨潮水位的地面沿斜面向下流入海中的漂浮架构内。这消除了在陆地养殖藻类的巨额成本。
本发明的第二点是提供了一种架构，所述架构允许并利用海浪来持续地搅拌该飘浮架构中的水体以及其中生长的藻类，持续的搅拌进而使所有藻类都暴露在阳光下以促进藻类的自然成长。这也消除了另一项在陆地上养殖藻类的巨额成本，同时改善了搅拌过程。
本发明的第三点，是提供一个漂浮架构，在该漂浮架构内是藻类生长的区域，该区域与周边区域相互隔离。该架构可以是顶部开放的，或是完全封闭而只留一个阀门让过剩的空气或二氧化碳排出。
本发明的第四点，是利用燃烧藻类后的灰烬和用废热从海水浓缩所得的矿物质，作为新苗的养分。
本发明的第五点，是利用海洋温度的较小变化和该漂浮架构中的容器的用作热能交换表面的较大区域，来利用海洋以保持生长介质中的温度的较低变化。
更进一步，在与在陆地上种植庄稼相比之下，尤其在陆地匮乏和/昂贵的情况下，海洋有更充裕的空间供养殖藻类，来生产大量的生物柴油。本发明的另一项优点即是，在海中养殖藻类，就不会出现与种植食用庄稼争抢土地的情况。
附图说明
本发明的目的和优点将透过下列实施例的详细描述并结合附图，得到更清楚明确的显现：
附图1示出了在水体中的漂浮架构的一个实施例。在这个例子中，此漂浮架构的骨架是由竹竿或任何其它合适材料制作，而形成容器的材料是塑料、橡胶织物或其他适当材料。同时也描绘出连接岸上的供应管道，用于传输二氧化碳和含藻类的水体。导管的数量可依需要来增减。譬如，如果有需要把传输来自培育池的藻类的管道与收采管道分开，这是可办到的。
附图2是描绘位于岸上由海堤保护的基站，其有位于涨潮水位线或以上的培育池。在退潮时，从该培育池可以使含有欲养殖的藻类品种沿坡度向下流到离岸的架构中，藻类将在该架构中生长。也示出了二氧化碳管道，这把二氧化碳供应给在离岸的架构中生长的藻类。当藻类已成长到可以采集时，可使藻类乘涨潮时沿坡度向下流到处于或低于退潮水位线的沉淀池内。
附图3示出了一种通过增加迎浪面的竹竿数量来提升浮力的方法。
具体实施方式
基站将建筑在海岸防浪堤后面，使得基站具有从高于涨潮水位线的水平至类似于或低于退潮水位线的水平的坡度。这种地势水平实际上依从天然海岸线的地形，所以无需兴土木来改造。
海藻培育池将设在高于或等于涨潮水位线的水平处，这将允许含有藻类的水体可在退潮时依下倾斜度流入漂浮架构内。每个单独的漂浮架构将被依次从培育池补给。
成长田处在包含骨架的的漂浮架构上，骨架的材料可以是能够漂浮并保持塑料的、橡胶的、橡皮织物的或其他类似材料的薄膜的任何材料，如竹、木或空心塑料，使得能够形成一个与周围水体隔离的池。该池可以是盖住的或开放的。
这种架构的一个例子是，其中的骨架是长宽均为20米的正方形或其他尺寸的正方形，其中该骨架的内部或外部附接有膜，使得形成可盛水的容器。这些架构将被附锚并且在绝大多数情况下以多个当前已知的方式中的任何一个来一个接一个地链接，以避免漂走。
由于这些装置会经常会因海浪的冲击而互相碰撞，因此需要制得够坚固，而且其四周须能减震，譬如在各侧面安置旧轮胎。
采集时，水和藻类将可以在涨潮时，流向在防浪堤后面的低于或类似于退潮水位线的沉淀池。
采集到的藻类将提练出油，其残滓则作下列其中一方面用途：作为医药及保健用途、作为人类、鱼或其他动物的食品、进行发酵产生乙醇(酒精)作为燃料、通过厌氧消化生产甲烷或直接作为发电燃料。所提练的油类似鱼油，有多种功用，亦可以作为生物柴油。
其中一种情况下，其残滓可用来发酵生产乙醇，用作生物柴油之用或以石油替代品出售。其残滓亦可以燃烧发电，所烧成的灰烬可用作藻类新苗的肥料，而用燃烧的余热烘干海水，获取更多的矿物质和营养给正在成长的藻类。
所生产的电力可供基站营运之用，如采集、提油和生产生物柴油。用不完的电力亦可卖给电供网。
可以设计漂浮架构的尺寸、形状和结构使得能够改进搅拌的有效度。譬如，如果需要更多搅动，可以通过在架构的迎浪面添加竹竿部件或其它漂浮设备来增加该侧面的浮力，使得在每一波冲击下该侧面提升更多。另外一种改变搅动的方方法是调整漂浮架构沿波浪行进方向的长度。譬如，搅动程度将视该架构的长度是否与海浪的波长的整数倍相等或波长的整数倍加上一半的波长而改变。
无论是淡水藻或是海藻都可以在海上的漂浮架构中生长。事实上，淡水藻在海中生长得更加茁壮，因为不会出现淡水藻品种污染，更不可能有海藻品种污染。品种污染是藻类陆地养殖法最大问题。
陆地养殖法有时使用封闭系统，旨在避免容器内的藻类受到品种污染，被其他较强但非属意的品种取代。此封闭系统的主要问题之一是，其将如温室般将太阳的热度积存。这将会让容器内生长环境的温度居高不下，影响成藻类长率。如果拥有大面积的热能交换表面，与周围海水有良好接触，生长环境的温度适中，其内的藻类的成长率将更有效。