相关申请
本申请是2010年5月20日提交的美国专利申请No.12/784,215 的部分继续申请，也是2010年5月20日提交的美国专利申请No. 12/784,181的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利 申请No.12/784,172的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的 美国专利申请No.12/784,141的部分继续申请，还是2010年5月20 日提交的美国专利申请No.12/784,126的部分继续申请，还是2010 年5月20日提交的美国专利申请No.12/784,106的部分继续申请， 并且还是2011年2月7日提交的美国专利申请No.13/022,396的部 分继续申请，以及还是国际申请PCT/CA2011/000574的部分继续申 请。
技术领域
本发明涉及生物质生长方法。
背景技术
为了生产燃料来源，已广泛栽培光养生物。工业生产中排放的 废气也已被用来促进光养生物的生长，这是通过为光养生物供应在光 合作用中需要消耗的二氧化碳来实现的。通过提供用于此类用途的废 气，可降低对环境的冲击并且可产生潜在的有用的燃料来源。然而， 对于将此方法引入现有设备中而言，要使此方法更具经济吸引力，则 还存在极大的挑战。
发明概述
在一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质 （phototrophic biomass）的方法。所述反应区包含能用来在暴露于光 合有效光辐射（photosynthetically active light radiation）下进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质。在将所述反应混合物暴露于光合有效光辐射下并导 致所述光养生物质在反应区内生长、并且在从所述反应区排放光养生 物质的时候，当光养生物质生长指标（growth indicator）不同于所述 光养生物质生长指标目标值时，调节从所述反应区排放光养生物质的 质量排放速率，其中所导致的生长包括通过光合作用而导致的生长， 并且其中所述光养生物质生长指标目标值是以被置于反应区内并被 暴露于光合有效光辐射下的反应混合物内的光养生物质的预定生长 速率为基础。
在另一个方面中，提供另一种在反应区内生长光养生物质的方 法。所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用 的生产用途反应混合物，其中所述生产用途反应混合物包括能用于在 反应区内生长的生产用途光养生物质。在将所述反应混合物暴露于光 合有效光辐射下并导致所述生产用途光养生物质在反应区内生长、并 且在从所述反应区排放生产用途光养生物质的时候，在光养生物质生 长指标不同于所述光养生物质生长指标的预定目标值时，调节从所述 反应区排放生产用途光养生物质的质量排放速率，其中所导致的生长 包括通过光合作用而导致的生长，并且其中所述光养生物质生长指标 目标值是以被置于反应区内并被暴露于光合有效光辐射下的反应混 合物内的生产用途光养生物质的预定生长速率为基础。所述目标值的 预定包括供应代表所述生产用途反应混合物、并且在暴露于光合有效 光辐射下能用来进行光合作用的评估用途反应混合物，使得所述评估 用途反应混合物中的光养生物质成为代表所述生产用途光养生物质 的评估用途光养生物质。在置于反应区内的所述评估用途反应混合物 被暴露于光合有效光辐射下并导致在评估用途反应混合物内的所述 评估用途光养生物质进行生长的同时，至少定期地检测光养生物质生 长指标，以提供已被检测一段时间的所述光养生物质生长指标的多个 检测值，以及根据所述光养生物质生长指标的多个检测值计算所述评 估用途光养生物质的生长速率，由此确定所述评估用途光养生物质在 所述一段时间内的多个生长速率。基于计算的生长速率以及用于计算 所述生长速率的所述光养生物质生长指标的检测值，建立所述评估用 途光养生物质的生长速率与所述光养生物质生长指标之间的关系，使 得所述评估用途光养生物质的生长速率和所述光养生物质生长指标 之间所建立的关系代表反应区内所述生产用途光养生物质的生长速 率与所述光养生物质生长指标之间的关系，由此确立反应区内所述生 产用途光养生物质的生长速率与所述光养生物质生长指标之间的关 系。选择所述生产用途光养生物质的预定生长速率。所述光养生物质 生长指标目标值被定义为：根据反应区内所述生产用途光养生物质的 生长速率与所述光养生物质生长指标之间所确立的关系，导致所述预 定生长速率时的光养生物质生长指标，由此使得在所述光养生物质生 长指标目标值与所述预定生长速率之间也产生关联。
在另一个方面中，提供另一种在反应区内生长光养生物质的方 法。所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用 的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长 的光养生物质。在将置于所述反应区内的所述反应混合物暴露于光合 有效光辐射下并导致所述反应混合物内的所述光养生物质生长的同 时，以所述光养生物质在反应区内进行生长的质量生长速率的10% 以内的速率从所述反应区排放一定质量的所述光养生物质。所述光养 生物质在反应区内进行的生长是以被置于反应区内并且被暴露于光 合有效光辐射下的反应混合物内的光养生物质的质量生长速率最大 值的至少90%的速率进行的。
在另一个方面中，提供另一种在反应区内生长光养生物质的方 法。所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用 的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长 的光养生物质。在将所述反应混合物暴露于光合有效光辐射下并导致 置于反应区中的反应混合物内的所述光养生物质生长的同时，从反应 区排放光养生物质使得光养生物质的质量排放速率在所述光养生物 质进行生长的质量生长速率的10%以内，其中所导致的所述光养生 物质的生长包括通过光合作用而导致的生长。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放气态排放物、 其中被供应至所述反应区的任何所述气态排放物限定反应区用气态 排放物供料的同时，基于对至少一种二氧化碳处理量指标的检测来调 节所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放气态排放物、 并且至少一部分所述气态排放物被供应至所述反应区、其中被供应至 反应区的所述至少一部分气态排放物限定反应区用气态排放物供料 的时候，在降低被供应至反应区的所述反应区用气态排放物供料的供 应摩尔速率、或终止所述反应区用气态排放物供料的供应时，此方法 进一步包括启动含补充气体的原料向所述反应区的供应，或者增大向 所述反应区供应的含补充气体的原料的供应摩尔速率。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：将反应区用气态排放物供料供应至反应区， 其中气态排放物产生过程所产生的气态排放物的至少一部分限定所 述反应区用气态排放物供料，其中所述反应区用气态排放物供料包含 二氧化碳；以及从容器向所述反应区供应补充水性物质供料，其中所 述补充水性物质供料包含已从反应区用气态排放物供料被冷凝及收 集于容器内的水性物料，其中所述水性物料的冷凝是在反应区用气态 排放物供料被供应至反应区之前进行冷却的时候实现的。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放二氧化碳、并 且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区、其中被供应至反应 区的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二氧化碳 供料的时候，至少根据供应至反应区的所述反应区用排放二氧化碳供 料的摩尔速率调节输入至所述反应区的至少一种输入物。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放二氧化碳、并 且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区、其中被供应至反应 区的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二氧化碳 供料的时候，至少根据供应至反应区的反应区用排放二氧化碳供料的 摩尔速率指标来调节输入至所述反应区的至少一种输入物。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放二氧化碳、并 且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区、其中被供应至反应 区的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二氧化碳 供料的时候，当检测到被供应至反应区的所述反应区用排放二氧化碳 供料的摩尔速率有变化的指示时，调节输入所述反应区的至少一种输 入物。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放二氧化碳、并 且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区、其中被供应至反应 区的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二氧化碳 供料的时候，当检测到供应至反应区的所述反应区用排放二氧化碳供 料的摩尔速率降低时，或者当检测到供应至反应区的所述反应区用排 放二氧化碳供料的摩尔速率有降低的指示时，增加供应至反应区的补 充二氧化碳供料的摩尔速率，或开始将所述补充二氧化碳供料供应至 反应区。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在将反应区二氧化碳供料以足以使所述反 应区二氧化碳供料流经至少70英寸反应区深度的压力供应至反应区 之前，通过使所述反应区二氧化碳供料流经喷射器（eductor）或射流 泵（jet pump）来提升所述反应区二氧化碳供料的压力。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在将反应区二氧化碳供料以足以使所述反 应区二氧化碳供料流经至少70英寸反应区深度的压力供应至反应区 之前，利用文丘里（venturi）效应从一驱动液体流向所述反应区二氧 化碳供料转移压能。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：当反应区进给物料被供应至所述反应区时， 供应所述反应区进给物料与补充气态稀释剂，其中所述补充气态稀释 剂的二氧化碳摩尔浓度低于被供应至反应区进给物料的反应区用气 态排放物供料的二氧化碳摩尔浓度。
在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法， 其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作 用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生 长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导 致的生长，所述方法包括：在供应浓缩二氧化碳供料时，将所述浓缩 二氧化碳供料与补充气态稀释剂掺混以产生稀释的二氧化碳供料，其 中所述稀释的二氧化碳供料的二氧化碳摩尔浓度低于所述浓缩二氧 化碳供料的二氧化碳摩尔浓度；以及将至少一部分所述稀释的反应区 用二氧化碳供料供应至反应区。
附图说明
以下将结合下面的附图来描述本发明优选实施方案的方法。
图1是本发明方法的一个实施方案的流程图。
图2是本发明方法的另一实施方案的流程图。
图3是本发明方法的一个实施方案中的流体通道的局部示意图。
图4A是安装至罐（vessel）的质量浓度传感器的侧剖视图 （sectional side elevation view）。
图4B是图4A的传感器沿着线4B-4B所取的视图。
图5A是被构造为用于安装至罐的另一实施方案的质量浓度传 感器的部分侧视图。
图5B是图5A的传感器沿着线5A-5A所取的视图。
图6是另一实施方案的质量浓度传感器的示意图。
图7是总体上示出典型的藻生长速率和浓度与时间的函数关系 的图。
图8是总体上示出典型的在与最大生长速率相关联的浓度下收 获藻时的产率与分批（batch）情况中藻的生长速率的对比图。
图9A和9B总体上示出光养生物质的质量浓度的增长与光养生 物质的质量浓度的函数关系、以及光养生物质的质量浓度生长速率与 光养生物质的质量浓度的对比、以及如何确定光养生物质的质量浓度 生长速率最大值。
具体实施方式
在本说明书的全文中，当提及“一些实施方案”时其含义是： 结合一些实施方案所描述的特定特征、构造或特性并非必然就是指这 些实施方案。此外，可依任何适当的方式相互组合所述特定特征、构 造或特性。
参见图1所示，其提供了一种于反应区10内生长光养生物质的 方法。所述反应区10包括在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光 合作用的反应混合物。所述反应混合物包含光养生物质原料、二氧化 碳和水。在一些实施方案中，所述反应区包含置于水性介质内的光养 生物质和二氧化碳。在反应区内，所述光养生物质被设置成与二氧化 碳和水都能进行质量传递交换。在一些实施方案中，例如，所述反应 混合物包含置于水性介质内的光养生物质，以及在光养生物质接收二 氧化碳后提供富含二氧化碳的光养生物质。
“光养生物”是在水性介质内接收光能时能通过光合营养生长 的生物，例如植物细胞和微生物。所述光养生物可为单细胞或多细胞。 在一些实施方案中，例如，所述光养生物是经人工改良或基因改造的 生物。在一些实施方案中，例如，所述光养生物是藻类。在一些实施 方案中，例如，所述藻类是微藻类（microalgae）。
“光养生物质”是至少一种光养生物。在一些实施方案中，例 如，所述光养生物质包括多于一种的光养生物品种。
“反应区10”限定所述光养生物质生长的空间。在一些实施方 案中，于光生物反应器12内提供所述反应区10。在一些实施方案中， 例如，所述反应区内的压力为大气压力。
“光生物反应器12”可为任何构造、配置、平整土地或可提供 用于生长光养生物质的适当环境的区域。可通过为光养生物质提供利 用光能生长时所需的空间从而作为光生物反应器12的特定构造的实 例包括，但不局限于贮罐、池塘、槽、渠、池、管、管道、渠道和水 道。此类光生物反应器可为开放式、封闭式、半封闭式、覆盖式或部 分覆盖式。在一些实施方案中，例如，所述光生物反应器12是一开 放式池塘，此时所述池塘可从周围环境无限制地接收原料和光能。在 其他实施方案中，例如，所述光生物反应器12是一覆盖或部分覆盖 的池塘，此时至少部分阻碍从周围接收原料。所述光生物反应器12 包括含有反应混合物的反应区10。在一些实施方案中，所述光生物 反应器12被配置成可接收光养试剂（以及在某些实施方案中，可任 选的补充养分）的供应，以及也被配置成可排放出反应区10内生长 的光养生物质的构造。就此而言，在一些实施方案中，所述光生物反 应器12包括用于接收光养试剂和补充养分供应的一个或多个入口， 以及也包括回收或收获反应区10内生长的生物质的一个或多个出 口。在一些实施方案中，例如，一个或多个入口被配置成可按照周期 性的或断续的时间间隔暂时封闭。在一些实施方案中，例如，一个或 多个出口被配置成可按照周期性的或断续的时间间隔暂时封闭或实 质上封闭。所述光生物反应器12被配置成含有在暴露于光合有效光 辐射下能用来进行光合作用的反应混合物。所述光生物反应器12也 被配置成具有位于所述光生物反应器12内用于照射所述光养生物质 的光合有效光辐射（例如可由太阳或其他光源发射出的波长介于约 400～700nm的光）。所述反应混合物经光合有效光辐射的照射可使 所述光养生物质产生光合作用及生长。在一些实施方案中，例如，通 过置于光生物反应器12内的人造光源14提供所配的光辐射。例如， 适当的人造光源包括沉入式光纤、光导、发光二极管（LED）、LED 带和荧光。本领域已知的任何LED带均可适用于所述光生物反应器 12内。在使用沉入式LED的一些实施方案中，例如，为所述LED 供应电力的能源包括替代能源例如风、光伏电池、燃料电池等。光生 物反应器12的外部或内部可使用荧光作为备用系统。在一些实施方 案中，例如，所配的光线来自于自然光源16，所述光线是从光生物 反应器12的外部发射的并且穿过传输构件。在一些实施方案中，例 如，所述传输构件是光生物反应器12外壳结构的一部分，其至少能 部分地透过光合有效光辐射，并且被配置为能将所述光传输至反应区 10以被光养生物质接收。在一些实施方案中，例如，自然光被太阳 能集热器接收、经选择性波长滤光器过滤、然后经光纤材料或光导传 输至所述反应区10。在一些实施方案中，例如，通过自然光源和人 造光源这二者来提供所述光生物反应器12内的光合有效光辐射。
“水性介质”是一种包括水的环境。在一些实施方案中，例如， 所述水性介质也包括有助于光养生物质存活和生长的充足养分。在一 些实施方案中，例如，补充养分可包括例如NOx和SOx中其一或二 者。适当的水性介质已详述于以下文献中：Rogers,L.J.和Gallon J.R. 的“Biochemistry of the Algae and Cyanobacteria”（藻类和蓝藻细菌的 生物化学），牛津Clarendon出版社1988；Burlew,John S.的“Algal Culture:From Laboratory to Pilot Plant”（藻类培养：从实验室到试 验工厂），Carnegie学院华盛顿出版社600，华盛顿特区1961（下 文称为“Burles1961”）；和Round,F.E.，The Biology of the Algae （藻类生物学），纽约圣玛丁出版社1965；上述文献分别以引用方 式并入本文。一种被称为“Bold基础培养基”的适当的补充营养成 分已详述于Bold,H.C.1949，The morphology of Chlamydomonas chlamydogama sp.nov.Bull.Torrey Bot.Club.76:101-8（衣藻属 chlamydogama种的形态学）（也可参见Bischoff,H.W.和Bold,H.C. 1963，Phycological Studies IV.Some soil algae from Enchanted Rock and related algal species(藻类研究IV.来自着魔岩和相关藻类的一些土 壤藻)，德州大学出版社，6318：1～95；以及Stein,J.(编辑)，Handbook of Phycological Methods,Culture methods and growth measurements(藻 类法、培养法和生长测定手册)，剑桥大学出版社第7～24页）。
就工艺变量（例如输入或输出）而言的“调节”是指开始、终 止、增加、降低或者以其他方式改变工艺参数（例如输入或输出的工 艺参数）这些操作中的任何一种。
在一些实施方案中，所述方法包括将二氧化碳供应给反应区10。 在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，供应至反应区10的所 述二氧化碳是来自含有二氧化碳的气态排放物18。就此而言，在一 些实施方案中，气态排放物产生过程20供应所述二氧化碳，因此， 所述供应由来自气态排放物产生过程20所排放的气态排放物18来实 现。在一些实施方案中，例如，所述气态排放物产生过程20所排放 的二氧化碳的至少一部分被供应至反应区10，其中所述被供应至反 应区10的至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二氧化碳 供料。在一些实施方案中，例如，所述气态排放物产生过程20所排 放的气态排放物18的至少一部分被供应至反应区10，其中所述被供 应至反应区10的至少一部分气态排放物18限定反应区用气态排放物 供料24，使得所述反应区用排放二氧化碳供料作为反应区用气态排 放物供料24的一部分（连同其他来自气态排放物18的非二氧化碳原 料）被供应至反应区10。在这些实施方案中的一些实施方案中，例 如，当反应区用气态排放物供料24被供应至反应区10时，使置于反 应区10内的所述光养生物质暴露于光合有效光辐射。
在一些实施方案中，例如，基于气态排放物18的总体积计算， 所述气态排放物18包含的二氧化碳的浓度为至少2体积%。就此而 言，在一些实施方案中，例如，基于反应区用气态排放物供料24的 总体积计算，所述反应区用气态排放物供料24包含的二氧化碳的浓 度为至少2体积%。一些实施方案中，例如，基于气态排放物18的 总体积计算，所述气态排放物18包含的二氧化碳的浓度为至少4体 积%。就此而言，在一些实施方案中，例如，基于反应区用气态排放 物供料24的总体积计算，所述反应区用气态排放物供料24包含的二 氧化碳的浓度为至少4体积%。在一些实施方案中，例如，所述反应 区用气态排放物供料24也含有NOx和SOx中其一或二者。
在一些实施方案中，例如，供应至反应区10的至少一部分气态 排放物18于供应至所述反应区10之前已被处理，从而可有效地移除 气态排放物18中的不合需要的成分，而使得被供应至反应区10的至 少一部分气态排放物18的物料组成不同于从气态排放物产生过程20 中排放出的气态排放物18的物料组成。
所述气态排放物产生过程20包括有效地产生和排放气态排放物 18的任何过程。在一些实施方案中，例如，气态排放物产生过程20 所排放的至少一部分气态排放物18被供应至所述反应区10。气态排 放物产生过程20所排放的、并被供应至反应区10的所述至少一部分 气态排放物18含有来自气态排放物产生过程20的二氧化碳。在一些 实施方案中，例如，所述气态排放物产生过程20是一种燃烧过程。 在一些实施方案中，例如，在一燃烧设备内进行所述燃烧过程。在这 些实施方案中的一些实施方案中，例如，使用化石燃料例如煤炭、石 油或天然气进行所述燃烧过程。例如，所述燃烧设备是化石燃料电厂、 工业焚烧设备、工业炉、工业用加热器或内燃机中的任何一种。在一 些实施方案中，例如，所述燃烧设备是水泥窑。
反应区进给物料22被供应至所述反应区10，从而使反应区10 内接收到所述反应区进给物料22中的二氧化碳。反应区进给物料22 中的至少一部分二氧化碳是来自所述气态排放物18。在所述方法的 至少一些操作期间，至少一部分的反应区进给物料22是由气态排放 物产生过程20排放的气态排放物18供应的。如上所述，供应至反应 区10的任何气态排放物18被供应作为反应区用气态排放物供料24。 在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，当所述反应区用气态排 放物供料24被供应至反应区10时，使置于反应区10内的光养生物 质暴露于光合有效光辐射。应当理解，在某些实施方案中，并非全部 气态排放物18都必需作为反应区用气态排放物供料24而被供应至所 述反应区10，因而所述反应区进给物料22包括反应区用气态排放物 供料24。还应当理解，在一些实施方案中，气态排放物18或其至少 一部分并非必需在所述方法运行的整个时间段内都作为反应区用气 态排放物供料24而被供应至所述反应区10。所述反应区用气态排放 物供料24含有二氧化碳。在这些实施方案中的一些实施方案中，例 如，所述反应区用气态排放物供料24是气态排放物产生过程20排放 的气态排放物18的至少一部分。在一些实例中，气态排放物产生过 程20排放的全部气态排放物18被供应为反应区用气态排放物供料 24。
就反应区进给物料22而言，所述反应区进给物料22是流体。 在一些实施方案中，例如，所述反应区进给物料22是气态物质。在 一些实施方案中，例如，所述反应区进给物料22含有置于液态物料 内的气态物质。在一些实施方案中，例如，所述液态物料是水性材料。 在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，至少一部分的气体被溶 解于所述液态物料内。在这些实施方案中的一些实施方案中，例如， 至少一部分的气体被设置成分散于所述液态物料内的气体分散体。在 这些实施方案中的一些实施方案中，例如，在所述方法的至少一些操 作期间，所述反应区进给物料22中的气体含有由反应区用气态排放 物供料24供应的二氧化碳。在这些实施方案中的一些实施方案中， 例如，所述反应区进给物料22以物料流的方式被供应至反应区10。 在一些实施方案中，例如，反应区进给物料流22包括气态排放物反 应区进给物料供应流24。在一些实施方案中，例如，反应区进给物 料流22是气态排放物反应区进给物料供应流24。
在一些实施方案中，例如，所述反应区进给物料22以一股或多 股反应区进给物料流的方式被供应至反应区10。例如，所述一股或 多股反应区进给物料流分别流经各自的反应区进给物料流体通道。在 这些实施方案中的一些实施方案中，当存在多于一股反应区进给物料 流时，所述反应区进给物料流之间具有不同的物料组成。
在一些实施方案中，例如，在供应至反应区10之前冷却所述反 应区进给物料22，使得所述反应区进给物料22的温度趋近光养生物 质能生长的适当温度。在一些实施方案中，例如，供应至反应区进给 物料22的所述反应区用气态排放物供料24的温度被设定于110至 150℃之间。在一些实施方案中，例如，所述反应区用气态排放物供 料24的温度为约132℃。在一些实施方案中，反应区用气态排放物 供料24的温度被设置成远高于所述温度，并且在一些实施方案中， 例如来自炼钢厂的反应区用气态排放物供料24的温度超过500℃。 在一些实施方案中，例如，含有反应区用气态排放物供料24的所述 反应区进给物料22被冷却至介于20℃和50℃之间（例如约30℃）。 在一些实施方案中，所述反应区进给物料22由反应区用气态排放物 供料24限定。供应较高温度的反应区进给物料22可能会阻碍反应区 10内的光养生物质的生长，或者甚至杀死反应区10内的光养生物质。 在这些实施方案中的一些实施方案中，在冷凝反应区进给物料22时， 在换热器26（例如冷凝器）内冷凝反应区用气态排放物供料24中的 任何水蒸汽的至少一部分、并使其与反应区进给物料22分开而成为 水性物料70。在一些实施方案中，形成的水性物料70被供应至容器 28（如下述），在所述容器28中，水性物料70提供了用于供应至反 应区10的补充水性物质供料44。在一些实施方案中，所述冷凝作用 产生从反应区进给物料22至传热介质30的热传递，因此传热介质 30的温度上升而产生了受热的传热介质30，然后所述受热的传热介 质30被供应至（例如流向）干燥机32（如下述），以及进行从所述 受热的传热介质30至中间浓缩反应区产物34的热传递，以干燥所述 中间浓缩反应区产物34，由此产生最终的反应区产物36。在一些实 施方案中，例如，从干燥机32排放之后，所述传热介质30被再循环 至换热器26。适当的传热介质30的实例包括导热油和乙二醇溶液。
在一些实施方案中，例如，反应区进给物料22向反应区10的 供应可导致反应区10内至少一部分的光养生物质被搅动。就此而言， 在一些实施方案中，例如，所述反应区进给物料22被引入反应区10 中较低的部分。在一些实施方案中，例如，所述反应区进给物料22 自反应区10的下方引入，因而可导致反应区10的内容物被混合。在 这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所导致的混合（或搅动） 可使反应区10内任何两点的光养生物质质量浓度的任何差异均低于 20%。在一些实施方案中，例如，反应区10内任何两点的光养生物 质质量浓度的任何差异低于10%。在这些实施方案中的一些实施方 案中，例如，所导致的混合可使得反应区10内产生均质的悬浮液。 在这些使用光生物反应器12的实施方案中，对于这些实施方案中的 一些实施方案而言，例如，所述反应区进给物料22的供应被配置为 可与光生物反应器12协同操作，使得置于反应区10内的至少一部分 光养生物质产生所需的搅动。
进一步针对反应区进给物料22向所述反应区10的供应导致置 于反应区10内的至少一部分光养生物质被搅动的那些实施方案而 言，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述反应区进给物 料22在被引入所述反应区10之前，流经一注气机构如喷头（sparger） 40。在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述喷头40使供 应至反应区10的反应区进给物料22形成含有被夹带于液相内的微气 泡的气-液混合物，以使光养生物质与反应区进给物料22中的二氧化 碳（以及在一些实施方案中，例如SOx和NOx其一或两者）之间形 成最大的界面接触面积。这有助于所述光养生物质有效地吸收用于光 合作用所需的二氧化碳（以及在一些实施方案中的其他气体成分）， 因而可促使所述光养生物质的生长速率达到最佳化。另外，在一些实 施方案中，例如，所述喷头40使反应区进给物料22形成较大的气泡， 其搅动反应区10内的光养生物质，从而促进反应区10内各成分的混 合。适当的喷头40的实例为密苏里州哥伦比亚市Enviornmental Dynamics公司的EDI FlexAirTMT-系列91X1003型号的喷管。在一些 实施方案中，例如，此喷头40被置于光生物反应器12内，所述光生 物反应器12具有6000升容积的反应区10，并且水藻浓度介于0.8 克/升至1.5克/升之间，而且反应区进给物料22是以介于10立方英 尺/分钟至20立方英尺/分钟之间的流速以及约68英寸水柱的压力供 应的气态流体流。
关于喷头40，在一些实施方案中，例如，考虑反应区10的压头 （fluid head）来设计所述喷头40，使得以这样的方式向反应区10供 应反应区进给物料22，所述方式能促进光养生物质对二氧化碳的吸 收达到最佳化。就此而言，调节气泡的尺寸，使得气泡小到足以促进 光养生物质对反应区进给物料中的二氧化碳的吸收达到最佳。同时， 气泡的尺寸要大到足以使得至少一部分气泡上升通过反应区10的全 部高度，同时减少反应区进给物料22“鼓泡穿过”反应区10而未被 光养生物质吸收就被释放的情况。在一些实施方案中，为了促进达到 最佳的气泡尺寸，在所述喷头40的上游利用一压力调节器控制反应 区进给物料22的压力。
就反应区10置于光生物反应器12内的实施方案而言，在这些 实施方案中的一些实施方案中，例如，所述喷头40被置于光生物反 应器12的外部。在其他实施方案中，例如，所述喷头40被置于光生 物反应器12内。在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述 喷头40从光生物反应器12的底部延伸（并且在光生物反应器12内）。
在一个方面中，二氧化碳被供应至反应区10，并且所述被供应 的二氧化碳限定反应区二氧化碳供料2402。所述反应区二氧化碳供 料2402以使反应区二氧化碳供料流经至少70英寸反应区深度的压力 被供应至反应区10。在一些实施方案中，例如，所述深度为至少10 英尺。在一些实施方案中，例如，所述深度为至少20英尺。在一些 实施方案中，例如，所述深度为至少30英尺。在一些实施方案中， 例如，在被供应至反应区10之前增加所述反应区二氧化碳供料2402 的压力。在一些实施方案中，当气态排放物产生过程20产生气态排 放物18时，增加所述反应区二氧化碳供料2402的压力。在一些实施 方案中，例如，当反应区二氧化碳供料被供应至反应区10时，增加 所述反应区二氧化碳供料2402的压力。在一些实施方案中，例如， 当反应区二氧化碳供料2402被供应至反应区10时，将置于反应区 10内的所述光养生物质暴露于光合有效光辐射下。
在一些实施方案中，例如，至少部分利用原动机（prime mover） 38增加所述压力。就这些实施方案而言，所述压力的增加至少部分 归因于所述原动机38。就反应区二氧化碳供料2402是反应区进给物 料22的一部分、并且所述反应区进给物料22包括液态物料的实施方 案而言，适当的原动机38的实例为泵。就通过气流增加所述压力的 实施方案而言，适当的原动机38的实例包括鼓风机、压缩机和空气 泵。在其他实施方案中，例如，通过射流泵或喷射器增加所述压力。
当通过射流泵或喷射器增加所述压力时，在这些实施方案中的 一些实施方案中，例如，所述反应区二氧化碳供料2402被供应至射 流泵或喷射器，并且利用文丘里效应从另一流动流体（即“动力流体 流”(motive fluid flow)）向所述反应区二氧化碳供料传递压力能，从 而增加反应区二氧化碳供料内的压力。就此而言，在一些实施方案中， 例如，参见图3，提供动力流体流700，其中所述动力流体流700的 原料具有动力流压力PM1。就此而言，还提供具有压力PE的低压态 反应区二氧化碳供料2402A，其中所述低压态的二氧化碳供料2402A 包括反应区二氧化碳供料2402。在一些实施方案中，所述低压态反 应区二氧化碳供料2402A由反应区二氧化碳供料2402限定。动力流 体流的PM1高于低压态二氧化碳供料2402A的PE。通过使动力流体 流700从上游流道部分702流至中间的下游流道部分704，而使动力 流体流700的压力从PM1降低至PM2，由此使得PM2低于PE。中间的 下游流道部分704的特征为：相对于上游流道部分702具有较小的横 截面积。通过使动力流体流700从上游流道部分702流至中间的下游 流道部分704，使静压能被转变成动能。当动力流体流700的压力降 低至PM2时，动力流体流700与低压态二氧化碳供料2402A之间产 生流体连通，由此，响应于低压态二氧化碳供料2402A与动力流体 流700之间的压差，使得低压态二氧化碳供料2402A在中间的下游 流道部分704内与所述动力流体流700混合，从而产生包含反应区二 氧化碳供料的混合物2404，其包括所述反应区二氧化碳供料2402。 至少一部分的所述包含反应区二氧化碳供料的混合物2404被供应至 反应区10。所述包含反应区二氧化碳供料的混合物2404（其包括反 应区二氧化碳供料2402）的压力被升高至PM3，使得所述反应区二氧 化碳供料2402的压力也被升高至PM3。PM3高于PE并且也足够将反 应区二氧化碳供料2402供应至反应区10，并且，当将反应区二氧化 碳供料2402供应至反应区10时，可使所述反应区二氧化碳供料2402 流经至少70英寸的反应区10深度。在一些实施方案中，例如，PM3高于PE并且也足以将所述反应区二氧化碳供料2402供应至反应区 10，并且，当将反应区二氧化碳供料2402供应至反应区10时，可使 所述反应区二氧化碳供料2402流经至少10英尺的反应区10深度。 在一些实施方案中，例如，PM3高于PE并且也足以将所述反应区二 氧化碳供料2402供应至反应区10，并且，当将反应区二氧化碳供料 2402供应至反应区10时，可使所述反应区二氧化碳供料2402流经 至少20英尺的反应区10深度。在一些实施方案中，例如，PM3高于 PE并且也足以将所述反应区二氧化碳供料2402供应至反应区10，并 且，当将反应区二氧化碳供料2402供应至反应区10时，可使所述反 应区二氧化碳供料2402流经至少30英尺的反应区10深度。在任何 这些实施方案中，所述压力的升高被设计为可克服反应区10内的压 头。通过使包含反应区二氧化碳供料的混合物2404从中间的下游流 道部分704流至“动能向静压能转换”的下游流道部分706，可升高 压力。“动能向静压能转换”的下游流道部分706的横截面积大于所 述中间的下游流道部分704的横截面积，从而使得当所述包含反应区 二氧化碳供料的混合物2404已位于“动能向静压能转换”的下游流 道部分706中时（归因于所述包含反应区二氧化碳供料的混合物2404 已流向具有较大横截面积的流道部分这一事实），所述位于中间的下 游流道部分704内的包含反应区二氧化碳供料的混合物2404的动能 被转变成静压能。在一些实施方案中，例如，流道的收缩喷嘴部分限 定所述上游流道部分702，而流道的扩张喷嘴部分限定所述“动能向 静压能转换”的下游流道部分706，所述中间的下游流道部分704则 置于所述收缩喷嘴部分和扩张喷嘴部分的中间。在一些实施方案中， 例如，所述上游流道部分702和所述“动能向静压能转换”的下游流 道部分706的组合由文氏喷嘴（venture nozzle）所限定。在一些实施 方案中，例如，所述上游流道部分702和所述“动能向静压能转换” 的下游流道部分706的组合被置于喷射器或射流泵内。在这些实施方 案中的一些实施方案中，例如，所述动力流体流700包含液体水性物 料，并且，就此而言，所述含有反应区二氧化碳供料的混合物2404 包含液体和气体原料的组合。就此而言，在一些实施方案中，例如， 所述含有反应区二氧化碳供料的混合物2404包含气态物料在液态物 料内的分散体，其中所述气态物料的分散体包括反应区二氧化碳供 料。或者，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述动力流 体流700是另一种气体流，例如空气流，则所述含有反应区二氧化碳 供料的混合物是气态的。至少一部分所述含有反应区二氧化碳供料的 混合物2404被供应至反应区进给物料22，从而可将所述至少一部分 含有反应区二氧化碳供料的混合物供应至反应区10。就此而言，所 述反应区进给物料22中的二氧化碳包含反应区二氧化碳供料2402 的至少一部分。在一些实施方案中，例如，所述反应区进给物料22 中的二氧化碳由反应区二氧化碳供料2402的至少一部分所限定。
在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述反应区二氧 化碳供料2402是由所述气态排放物产生过程20所排放的气态排放物 18中的至少一部分来供应的，并且在所述气态排放物产生过程20排 放气态排放物18而且所述反应区二氧化碳供料2402被供应至反应区 10时，实现了由所述气态排放物产生过程20所排放的气态排放物18 中的所述至少一部分来供应所述反应区二氧化碳供料2402。就此而 言，在一些实施方案中，例如，所述反应区二氧化碳供料2402是通 过所述气态排放物产生过程20所排放的二氧化碳中的至少一部分来 供应的，并且在所述气态排放物产生过程20排放二氧化碳而且所述 反应区二氧化碳供料2402被供应至反应区10时，实现了由所述气态 排放物产生过程20所排放的二氧化碳中的所述至少一部分来供应所 述反应区二氧化碳供料2402。在一些实施方案中，例如，所述反应 区二氧化碳供料2402由反应区用排放二氧化碳供料所限定。
在一些实施方案中，例如，所述光生物反应器12或多个光光物 反应器12被配置成使得光养生物质的二氧化碳吸收度达到最佳化、 并降低能量需求。就此而言，所述光生物反应器被配置成可延长二氧 化碳于反应区10内的驻留时间。另外，使所述二氧化碳在水平距离 上的移动达到最少，从而降低能量消耗。为此目的，所述一个或多个 光生物反应器12相对较高并且提供较少的覆盖面积（footprint）， 从而延长二氧化碳的驻留时间同时节省能量。
在一些实施方案中，例如，向所述反应区10供应补充营养物供 料42。在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，在所述补充营 养物供料42被供应至反应区10的同时，将所述置于反应区10内的 光养生物质暴露于光合有效光辐射下。在一些实施方案中，例如，通 过诸如计量泵之类的泵来供应所述补充营养物供料42。在其他实施 方案中，例如，所述补充营养物供料42被手动供应至反应区10。反 应区10内的营养物被光养生物质所处理或消耗，以及在一些情况下 可取的是，再补充所述已被处理或已消耗的营养物。一种适当的营养 组合物为“Bold氏基础培养基”，其已描述于Bold,H.C.1941，The morphology of Chlamydomonas chlamydogama sp.（衣藻属 chlamydogama种的形态学），Nov.Bull.Torr.Bot.Club.76：101～8 （也可参见Bischoff,H.W.和Bold,H.C.1963，Phycological Studies IV. Some soil algae from Enchanted Rock and related algal species(藻类研 究IV.来自着魔岩和相关藻类的一些土壤藻)，德州大学出版社， 6318：1～95；以及Stein,J.(编辑)Handbook of Phycological Methods, Culture methods and growth measurements(藻类法、培养法和生长测定 手册)，剑桥大学出版社第7～24页）。所述补充营养物供料42用于 补充反应区内的营养物，如“Bold氏基础培养基”，或者其一种或 多种溶解的成分。就此而言，在一些实施方案中，例如，所述补充营 养物供料42包括“Bold氏基础培养基”。在一些实施方案中，例如， 所述补充营养物供料42包括“Bold氏基础培养基”的一种或多种溶 解的成分，例如NaNO3、CaCl2、MgSO4、KH2PO4、NaCl，或其溶解 的组成成分中的其他物质。
在这些实施方案中的一些实施方案中，配合反应区10内光养生 物质的所需生长速率来控制向所述反应区10供应所述补充营养物供 料42的供应速率。在一些实施方案中，例如，通过测量反应区10 内的pH、NO3浓度和传导率的任意组合来监控对营养物添加所做的 调节。
在一些实施方案中，例如，所述补充水性物质供料44被供应至 反应区10，从而补充光生物反应器12的反应区10内的水分。在一 些实施方案中，例如，并且如下文中进一步所述，所述补充水性物质 供料44的供应使得产物从所述光生物反应器12中排出。例如，所述 补充水性物质供料44使得产物以溢流方式从光生物反应器12中排 出。
在一些实施方案中，例如，所述补充水性物料是水。
在另一个方面中，所述补充水性物质供料44包含下列中的至少 一种：(a)在反应区进给物料22被供应至反应区10之前经受冷却时， 从所述反应区进给物料22中冷凝出的水性物料70；以及(b)从排放 的含有光养生物质的产物500中分离出的水性物料。在一些实施方案 中，例如，所述补充水性物质供料44来自一独立的来源（即，所述 工艺以外的来源），例如城市供水。
在一些实施方案中，例如，通过泵281供应所述补充水性物质 供料44。在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述补充水 性物质供料44被持续供应至反应区10。
在一些实施方案中，例如，至少一部分所述补充水性物质供料 44是由容器28供应的，这将于下文作进一步说明。回收由所述工艺 排出的水性物料中的至少一部分，并将其供应至所述容器28以提供 所述容器28盛放的补充水性物料。
参照图2，在一些实施方案中，所述补充营养物供料42及所述 补充水性物质供料44在被供应至反应区10之前，通过喷头40被供 应至反应区进给物料22。在反应区10被置于所述光生物反应器12 内的实施方案中，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述 喷头40被置于所述光生物反应器12的外部。在一些实施方案中，较 佳的是，在所述喷头40内混合所述反应区进给物料22、补充营养物 供料42和补充水性物质供料44，因为这样会使得这些成分能比分开 供应所述反应区进给物料22、补充营养物供料42和补充水性物质供 料44时获得更好的混合效果。另一方面，借助于掺混的混合物内所 述反应区进给物料22中的气态物料的饱和极限来限制所述反应区进 给物料22向反应区10的供应速率。由于此折衷方法，当向反应区 10提供经调节的二氧化碳供应所需的响应时间相对不那么紧迫时 （这取决于所使用的光养生物的生物需求），此类实施方案更为合适。
在另一个方面中，将至少一部分补充营养物供料42与所述容器 28内的补充水性物料混合，以提供富含营养物的补充水性物质供料 44，所述富含营养物的补充水性物质供料44被直接供应至反应区10 或与喷头40内的反应区进给物料22相混合。在一些实施方案中，例 如，通过泵直接或间接供应所述富含营养物的补充水性物质供料。
在另一方面，例如，在所述气态排放物产生过程20排放二氧化 碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中被 供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用 排放二氧化碳供料的时候，至少根据被供应至反应区10的所述反应 区用排放二氧化碳供料的速率（摩尔速率和/或体积速率）来调节至 少一种向反应区10输入的输入物。在这些实施方案中的一些实施方 案中，在对所述至少一种输入物进行调节的同时，将置于反应区10 内的所述光养生物质暴露于光合有效光辐射下。
如上文所提出的那样，对输入物所作的调节是开始、终止、增 加、减少或者以其他方式改变所述输入物中的任何一种。输入反应区 10的所述输入物是这样的输入物：其供应至反应区10中对于反应区 10内的光养生物质的生长速率而言是必需的。输入反应区10的示例 性输入物包括：将特征强度的光合有效光辐射供应至所述反应区，以 及将补充营养物供料42供应至所述反应区10。
就此而言，对供应至反应区10的光合有效光辐射的强度所作的 调节是下列中的任何一种：启动光合有效光辐射向所述反应区的供 应、终止光合有效光辐射向所述反应区的供应、增加供应至所述反应 区的光合有效光辐射的强度、以及降低供应至所述反应区10的光合 有效光辐射的强度。在一些实施方案中，例如，调节供应至所述反应 区的光合有效光辐射的强度包括：调节至少一部分富含二氧化碳的光 养生物质所经受的光合有效光辐射的强度。
对供应至反应区的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速 率和/或体积供应速率）所作的调节是下列中的任何一种：启动补充 营养物供料42向反应区的供应、终止供应至反应区的补充营养物供 料42的供应、增加供应至所述反应区的补充营养物供料42的供应速 率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）、或者降低供应至所述反应 区的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速 率）。
在一些实施方案中，例如，所述调节至少基于被供应至反应区 10的反应区用排放二氧化碳供料的速率（摩尔速率和/或体积速率） 指标。就此而言，在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程 20排放二氧化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应 区10、其中被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳 限定反应区用排放二氧化碳供料的时候，至少根据被供应至反应区 10的所述反应区用排放二氧化碳供料的速率（摩尔速率和/或体积速 率）指标来调节至少一种输入反应区10的输入物。在这些实施方案 中的一些实施方案中，在对至少一种输入物进行调节的同时，将置于 反应区10内的光养生物质暴露于光合有效光辐射下。
在一些实施方案中，例如，供应至反应区10的反应区用排放二 氧化碳供料的速率指标是由所述气态排放物产生过程20排放的气态 排放物18的速率（摩尔速率和/或体积速率），因而所述调节至少基 于由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的速率（摩尔 速率和/或体积速率），其中所述气态排放物包括所述反应区用排放 二氧化碳供料。就此而言，在一些实施方案中，例如，提供流量传感 器78，以用于检测由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物 18的流率，以及将代表所述气态排放物产生过程20所排放的气态排 放物18的实测流率的信号传输到控制器。其中，用与流量传感器78 一体化操作的气体分析器来检测摩尔流率。当所述控制器接收到来自 流量传感器78的代表所述气态排放物18的实测流率的信号时，所述 控制器根据气态排放物产生过程20所排放的气态排放物18的实测流 率来调节输入反应区10的至少一种输入物。在一些实施方案中，例 如，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)启动光合 有效光辐射向所述反应区10的供应；或(ii)增加被供应至反应区10 的光合有效光辐射的强度。在一些实施方案中，例如，对至少一种输 入物所作的调节包括：(i)启动补充营养物供料42向所述反应区的供 应；或(ii)增加供应至所述反应区10的补充营养物供料42的供应速 率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）。在一些实施方案中，对至 少一种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)终止供应至所述反 应区10的光合有效光辐射的供应；或(ii)降低被供应至反应区10的 光合有效光辐射的强度。在一些实施方案中，例如，对至少一种输入 物所作的调节包括下列至少之一：(i)终止供应至所述反应区的补充 营养物供料42的供应；或(ii)降低供应至所述反应区10的补充营养 物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）。
在一些实施方案中，例如，供应至反应区10的反应区用排放二 氧化碳供料的速率指标是由所述气态排放物产生过程20排放的气态 排放物18的二氧化碳浓度，因而所述调节至少基于由所述气态排放 物产生过程20排放的气态排放物18的二氧化碳浓度，其中所述气态 排放物18包括所述反应区用排放二氧化碳供料。就此而言，在一些 实施方案中，例如，提供二氧化碳传感器781，以用于检测由所述气 态排放物产生过程20排放的气态排放物18中的二氧化碳浓度，以及 将代表所述气态排放物产生过程20所排放的气态排放物18的二氧化 碳浓度的信号传输到控制器。在一些实施方案中，二氧化碳传感器是 气体分析器，这样，实测浓度就是摩尔浓度。当所述控制器接收到来 自二氧化碳传感器781的代表所述气态排放物18中二氧化碳的实测 浓度的信号时，所述控制器根据所述气态排放物18中二氧化碳的实 测浓度来调节输入反应区10的至少一种输入物。在一些实施方案中， 例如，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)启动光 合有效光辐射向所述反应区10的供应；或(ii)增加被供应至反应区 10的光合有效光辐射的强度。在一些实施方案中，例如，对至少一 种输入物所作的调节包括：(i)启动补充营养物供料42向所述反应区 的供应；或(ii)增加供应至所述反应区10的补充营养物供料42的供 应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）。在一些实施方案中， 对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)终止供应至所 述反应区10的光合有效光辐射的供应；或(ii)降低被供应至反应区 10的光合有效光辐射的强度。在一些实施方案中，例如，对至少一 种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)终止供应至所述反应区 的补充营养物供料42的供应；或(ii)降低供应至所述反应区10的补 充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）。
在一些实施方案中，例如，供应至反应区10的反应区用排放二 氧化碳供料的摩尔速率指标是由所述气态排放物产生过程20排放的 二氧化碳的速率（摩尔速率和/或体积速率），因而所述调节至少基 于由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率（摩尔速率 和/或体积速率），其中所述气态排放物18包括所述反应区用排放二 氧化碳供料。在一些实施方案中，例如，基于由所述气态排放物产生 过程20排放的气态排放物18的实测流率（摩尔流率和/或体积流率） 以及由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳 的实测浓度的组合，来计算由所述气态排放物产生过程20排放的二 氧化碳的速率。所述的(i)由所述气态排放物产生过程20排放的气态 排放物18的实测流率、以及(ii)由所述气态排放物产生过程20排放 的气态排放物18中二氧化碳的实测摩尔浓度的组合，提供了计算所 述气态排放物产生过程20所排放的二氧化碳的速率（摩尔速率和/ 或体积速率）的基础。就此而言，提供流量传感器78，以用于检测 由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的流率，以及将 代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的实测流率 的信号传输到控制器。就此而言，还提供二氧化碳传感器781，以用 于检测由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的二氧化 碳浓度，以及将代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放 物18中二氧化碳的实测浓度的信号传输到控制器。在一些实施方案 中，所述二氧化碳传感器是气体分析器，这样，实测浓度就是摩尔浓 度。在所述控制器从流量传感器78接收到代表由所述气态排放物产 生过程20排放的气态排放物18的实测流率的流量感测信号、还从二 氧化碳传感器781接收到代表由所述气态排放物产生过程20排放的 气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的二氧化碳感测信号、并且根 据接收到的流量感测信号和接收到的二氧化碳感测信号计算由气态 排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率（摩尔速率和/或体积速 率）后，所述控制器根据气态排放物产生过程20所排放的二氧化碳 的速率计算值来调节输入反应区10的至少一种输入物，其中气态排 放物18中二氧化碳的实测浓度与所述过程20所排放的气态排放物 18的流率（所述流量感测信号以其为基础）是同时或实质上同时被 检测的。在一些实施方案中，例如，对至少一种输入物所作的调节包 括下列至少之一：(i)启动光合有效光辐射向所述反应区10的供应； 或(ii)增加被供应至反应区10的光合有效光辐射的强度。在一些实 施方案中，例如，对至少一种输入物所作的调节包括：(i)启动补充 营养物供料42向所述反应区的供应；或(ii)增加供应至所述反应区 10的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应 速率）。在一些实施方案中，对至少一种输入物所作的调节包括下列 至少之一：(i)终止供应至所述反应区10的光合有效光辐射的供应； 或(ii)降低被供应至反应区10的光合有效光辐射的强度。在一些实 施方案中，例如，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一： (i)终止供应至所述反应区的补充营养物供料42的供应；或(ii)降低 供应至所述反应区10的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速 率和/或体积供应速率）。
在另一个方面中，在气态排放物产生过程20排放二氧化碳、并 且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中被供应至 反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二 氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的所述反应区用排 放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）发 生变化时，调节输入反应区10的至少一种输入物。就此而言，所述 对输入反应区10的至少一种输入物进行调节是响应于检测到被供应 至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速 率和/或体积供应速率）发生变化而实施的。在这些实施方案中的一 些实施方案中，例如，在对至少一种输入物进行调节的同时，将置于 反应区10内的所述光养生物质暴露于光合有效光辐射下。
在另一个方面中，在气态排放物产生过程20排放二氧化碳、并 且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中被供应至 反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二 氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区用排放二 氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有变化 的指示时，调节输入反应区10的至少一种输入物。就此而言，所述 对输入反应区10的至少一种输入物进行调节是响应于检测到被供应 至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速 率和/或体积供应速率）有变化的指示而实施的。在这些实施方案中 的一些实施方案中，例如，在对至少一种输入物进行调节的同时，将 置于反应区10内的所述光养生物质暴露于光合有效光辐射下。
如上所述，对输入物所作的调节是开始、终止、增加或减少所 述输入物中的任何一种。输入反应区10的示例性输入物包括将特征 强度的光合有效光辐射供应至所述反应区10，以及将补充营养物供 料42供应至所述反应区10。
同样如上所述，对供应至反应区10的光合有效光辐射的强度所 作的调节是下列中的任何一种：启动光合有效光辐射向所述反应区的 供应、终止光合有效光辐射向所述反应区的供应、增加供应至所述反 应区的光合有效光辐射的强度、以及降低供应至所述反应区10的光 合有效光辐射的强度。在一些实施方案中，例如，调节供应至所述反 应区的光合有效光辐射的强度包括：调节至少一部分富含二氧化碳的 光养生物质所经受的光合有效光辐射的强度。
此外，如上所述，对供应至反应区的补充营养物供料42的供应 速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）所作的调节是下列中的任 何一种：启动补充营养物供料42向反应区的供应、终止供应至反应 区的补充营养物供料42的供应、增加供应至所述反应区的补充营养 物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）、或者降 低供应至所述反应区的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速 率和/或体积供应速率）。
在一些实施方案中，例如，并且也如上文所述，通过控制器调 节所述光合有效光辐射的强度。在一些实施方案中，例如，控制器改 变从电源输出至光源的功率以增强或减弱所述光源的光强度，这可以 通过控制电压或电流中的任意一者来实现。另外，在一些实施方案中， 例如，也通过控制器来调节所述补充营养物供料42的供应速率。为 了调节所述补充营养物供料42的供应速率，所述控制器可控制计量 泵421以提供预定流率的补充营养物供料42。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放二氧 化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中 被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区 用排放二氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 增加时，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)启动 光合有效光辐射向所述反应区10的供应；或(ii)增加被供应至反应 区10的光合有效光辐射的强度。就此而言，所述调节是响应于检测 到被供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩 尔供应速率和/或体积供应速率）的增加而实施的。在一些实施方案 中，例如，被供应至反应区10的所述光合有效光辐射的强度的增加 与被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧化碳供料的供应摩尔 速率的增加成比例。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放二氧 化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中 被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区 用排放二氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 有增加的指示时，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一： (i)启动光合有效光辐射向所述反应区10的供应；或(ii)增加被供应 至反应区10的光合有效光辐射的强度。就此而言，所述调节是响应 于检测到被供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速 率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有增加的指示而实施的。在 一些实施方案中，例如，被供应至反应区10的所述光合有效光辐射 的强度的增加与被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧化碳供 料速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）的增加成比例。
在一些实施方案中，例如，当启动被供应至所述反应区的光合 有效光辐射的供应时、或增加供应至所述反应区的光合有效光辐射的 强度时，提高置于反应区10内并向反应区供应所述光合有效光辐射 的光源的冷却速率。在所述光源向反应区供应光合有效光辐射的同 时，进行冷却以减轻由所述光源产生的任何热能对反应区的加热作 用。对所述反应区10的加热作用会提高所述反应区的温度。在一些 实施方案中，反应区10内温度过高时将损害所述光养生物质。在一 些实施方案中，例如，所述光源被置于液体光导内，并将导热液置于 所述液体光导内，通过增加液体光导内所述导热液的热交换速率来提 高冷却速率。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放二氧 化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中 被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区 用排放二氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 增加时，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)启动 补充营养物供料42向反应区10的供应；或(ii)增加被供应至反应区 10的所述补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积 供应速率）。就此而言，所述调节是响应于检测到被供应至反应区 10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体 积供应速率）的增加而实施的。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放二氧 化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中 被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区 用排放二氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 有增加的指示时，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一： (i)启动补充营养物供料42向反应区10的供应；或(ii)增加被供应 至反应区10的所述补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和 /或体积供应速率）。就此而言，所述调节是响应于检测到被供应至 反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率 和/或体积供应速率）有增加的指示而实施的。
在一些实施方案中，例如，检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 有增加的指示是：由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物 18的速率（摩尔速率和/或体积速率）增加，其中所述气态排放物18 包括所述反应区用排放二氧化碳供料。就此而言，在一些实施方案中， 例如，提供流量传感器78，以用于检测由所述气态排放物产生过程 20排放的气态排放物18的流率（在摩尔流率的情况下，并入气体分 析器），以及将代表所述气态排放物18的实测摩尔流率的信号传输 到控制器。在所述控制器将来自流量传感器78的代表所述气态排放 物产生过程20所排放的气态排放物18的实测流率的接收信号、与先 前接收到的代表先前检测的由所述气态排放物产生过程20所排放的 气态排放物18的流率的信号进行比较、并确认所述气态排放物产生 过程20所排放的气态排放物18的流率增加之后，所述控制器执行下 列至少之一：(a)启动光合有效光辐射向所述反应区10的供应，或 增加被供应至反应区10的光合有效光辐射的强度；以及(b)启动补 充营养物供料42向所述反应区10的供应，或增加供应至所述反应区 10的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应 速率）。
在一些实施方案中，例如，检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应摩尔速率有增加的指示是：由所述气态排 放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的浓度增加，其中 所述气态排放物18包括所述反应区用排放二氧化碳供料。就此而言， 在一些实施方案中，例如，提供二氧化碳传感器781，以用于检测由 所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的浓 度，以及将代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18 中二氧化碳的实测浓度的信号传输到控制器。在一些实施方案中，所 述二氧化碳传感器是气体分析器，这样，实测浓度就是摩尔浓度。在 所述控制器将来自二氧化碳传感器781的代表由所述气态排放物产 生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的接收信号、 与先前接收到的代表先前检测的由所述气态排放物产生过程20所排 放的气态排放物18中二氧化碳浓度的信号进行比较、并确认所述气 态排放物18中的二氧化碳浓度增加之后，所述控制器执行下列至少 之一：(a)启动光合有效光辐射向所述反应区10的供应，或增加被 供应至反应区10的光合有效光辐射的强度；以及(b)启动补充营养 物供料42向所述反应区10的供应，或增加供应至所述反应区10的 补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）。
在一些实施方案中，例如，所述供应至反应区10的反应区用排 放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有 增加的指示是：由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速 率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）增加。就此而言，在一些实 施方案中，例如，由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的 速率增加是基于以下(i)与(ii)的对比：(i)由所述气态排放物产生过程 20排放的二氧化碳的速率计算值，其中所述计算基于所述气态排放 物产生过程20所排放的气态排放物18的实测流率、与所述气态排放 物产生过程20所排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的组 合；以及(ii)先前由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的 速率计算值，其中所述计算基于先前由所述气态排放物产生过程20 排放的气态排放物18的先前实测流率、与先前由所述气态排放物产 生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的先前实测浓度的组合。 就此而言，提供流量传感器78，以用于检测由所述气态排放物产生 过程20排放的气态排放物18的流率，以及将代表由所述气态排放物 产生过程20排放的气态排放物18的实测流率的信号传输到控制器。 就此而言，还提供二氧化碳传感器781，以用于检测由所述气态排放 物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的浓度，以及将代表 由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实 测浓度的信号传输到控制器。在一些实施方案中，所述二氧化碳传感 器是气体分析器，这样，实测浓度就是摩尔浓度。在所述控制器从流 量传感器78接收到代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排 放物18的实测流率的流量感测信号、还从二氧化碳传感器781接收 到代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化 碳的实测浓度的二氧化碳感测信号（其中气态排放物18中二氧化碳 的实测浓度与所述过程20所排放的气态排放物18的实测流率(所述 流量感测信号以其为基础)是同时或实质上同时被检测的）、并且根 据接收到的流量感测信号和接收到的二氧化碳感测信号计算由气态 排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率（摩尔速率和/或体积速 率）、以及将由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率 计算值与先前由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率 计算值进行比较、并且确认由所述气态排放物产生过程20排放的二 氧化碳的速率增加之后，所述控制器执行下列至少之一：(a)启动光 合有效光辐射向所述反应区10的供应，或增加被供应至反应区10 的光合有效光辐射的强度；以及(b)启动补充营养物供料42向所述 反应区10的供应，或增加供应至所述反应区10的补充营养物供料 42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率），其中，先前由 气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率计算值基于先前接收 的代表先前由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的先 前实测流率的流量感测信号、以及先前接收的代表先前由所述气态排 放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的先前实测浓度的 二氧化碳感测信号的组合，其中所述的二氧化碳的先前实测浓度与所 述的先前排放的气态排放物18的先前实测流率（所述的先前接收的 流量感测信号以其为基础）是同时或实质上同时被检测的。
在一些实施方案中，例如，(a)由所述气态排放物产生过程20 排放的气态排放物18的实测流率的增加；(b)由所述气态排放物产 生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的增加；或(c) 由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的供应速率计算值的 增加，这三者中的任意一者均为供应至反应区10的反应区用排放二 氧化碳供料的供应速率增加的指标。当供应至反应区10的所述反应 区用排放二氧化碳供料的供应速率增加时，光养生物质的至少一种生 长条件的供应速率增加（即，提高的二氧化碳供应速率），相应地启 动或增加与此类生长有关的其他输入物的供应速率以使反应区10内 的光养生物质按预期地生长。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放二氧 化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中 被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区 用排放二氧化碳供料的时候，当检测到供应至反应区10的反应区用 排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 降低时，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)终止 供应至所述反应区10的光合有效光辐射的供应；或(ii)降低被供应 至反应区10的光合有效光辐射的强度。就此而言，所述调节是响应 于检测到被供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速 率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）的降低而实施的。在一些实 施方案中，例如，被供应至反应区的所述光合有效光辐射的强度的降 低与被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧化碳供料的供应速 率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）的降低成比例。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放二氧 化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中 被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区 用排放二氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 有降低的指示时，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一： (i)终止供应至所述反应区10的光合有效光辐射的供应；或(ii)降低 被供应至反应区10的光合有效光辐射的强度。就此而言，所述调节 是响应于检测到被供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的 供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有降低的指示而实施 的。在一些实施方案中，例如，被供应至反应区的所述光合有效光辐 射的强度的降低与被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧化碳 供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）的降低成比例。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放二氧 化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中 被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区 用排放二氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 降低时，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一：(i)终止 供应至所述反应区的补充营养物供料42的供应；或(ii)降低供应至 所述反应区10的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/ 或体积供应速率）。就此而言，所述调节是响应于检测到被供应至反 应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/ 或体积供应速率）降低而实施的。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放二氧 化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中 被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区 用排放二氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区 用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 有降低的指示时，对至少一种输入物所作的调节包括下列至少之一： (i)终止供应至所述反应区的补充营养物供料42的供应；或(ii)降低 供应至所述反应区10的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速 率和/或体积供应速率）。就此而言，所述调节是响应于检测到被供 应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应 速率和/或体积供应速率）有降低的指示而实施的。
在一些实施方案中，例如，检测出供应至反应区10的反应区用 排放二氧化碳供料的供应摩尔速率有降低的指示是：由所述气态排放 物产生过程20排放的气态排放物18的速率（摩尔速率和/或体积速 率）降低。就此而言，在一些实施方案中，例如，提供流量传感器 78，以用于检测由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18 的流率（就检测摩尔流率而言，并入气体分析器），以及将代表所述 气态排放物18的实测流率的信号传输到控制器。在所述控制器将来 自流量传感器78的代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排 放物18的实测流率的接收信号、与先前接收的代表先前由所述气态 排放物产生过程20排放的气态排放物18的先前实测流率的信号进行 比较、并确认由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18 的流率降低之后，所述控制器执行下列至少之一：(a)降低供应至反 应区10的光合有效光辐射的强度，或终止其供应；以及(b)降低供 应至反应区10的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/ 或体积供应速率），或终止其供应。
在一些实施方案中，例如，检测出供应至反应区10的反应区用 排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 有降低的指示是：由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物 18的二氧化碳浓度降低。就此而言，在一些实施方案中，例如，提 供二氧化碳传感器781，以用于检测由所述气态排放物产生过程20 排放的气态排放物18中二氧化碳的浓度，以及将代表由所述气态排 放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的信号 传输到控制器。在一些实施方案中，所述二氧化碳传感器是气体分析 器，这样，实测浓度就是摩尔浓度。在所述控制器将来自二氧化碳传 感器781的代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18 中二氧化碳的实测浓度的接收信号、与先前接收的代表先前由所述气 态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的先前实测浓 度的信号进行比较、并确认所述气态排放物18中二氧化碳的浓度降 低之后，所述控制器执行下列至少之一：(a)降低供应至反应区10 的光合有效光辐射的强度，或终止其供应；以及(b)降低供应至反应 区10的补充营养物供料42的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供 应速率），或终止其供应。
在一些实施方案中，例如，供应至反应区10的反应区用排放二 氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有降低 的指示是：由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率（摩 尔速率和/或体积速率）降低。就此而言，在一些实施方案中，例如， 由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率降低是基于以 下(i)与(ii)的对比：(i)由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化 碳的速率计算值，其中所述计算基于所述气态排放物产生过程20所 排放的气态排放物18的实测流率、与所述气态排放物产生过程20 所排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的组合；以及(ii)先 前由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率计算值，其 中所述计算基于先前由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放 物18的先前实测流率、与先前由所述气态排放物产生过程20排放的 气态排放物18中二氧化碳的先前实测浓度的组合。就此而言，提供 流量传感器78，以用于检测由所述气态排放物产生过程20排放的气 态排放物18的流率，以及将代表由所述气态排放物产生过程20排放 的气态排放物18的实测流率的信号传输到控制器。就此而言，还提 供二氧化碳传感器781，以用于检测由所述气态排放物产生过程20 排放的气态排放物18中二氧化碳的浓度，以及将代表由所述气态排 放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的信号 传输到控制器。在一些实施方案中，所述二氧化碳传感器是气体分析 器，这样，实测浓度就是摩尔浓度。在所述控制器从流量传感器78 接收到代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的实 测流率的流量感测信号、还从二氧化碳传感器781接收到代表由所述 气态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度 的二氧化碳感测信号（其中气态排放物18中二氧化碳的实测浓度与 所述过程20所排放的气态排放物18的实测流率(所述流量感测信号 以其为基础)是同时或实质上同时被检测的）、并且根据接收到的流 量感测信号和接收到的二氧化碳感测信号计算由气态排放物产生过 程20排放的二氧化碳的速率（摩尔速率和/或体积速率）、以及将由 所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率计算值与先前由 所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率计算值进行比 较、并且确认由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率 （摩尔速率和/或体积速率）降低之后，所述控制器执行下列至少之 一：(a)降低供应至反应区10的光合有效光辐射的强度，或终止其 供应；以及(b)降低供应至反应区10的补充营养物供料42的供应速 率（摩尔供应速率和/或体积供应速率），或终止其供应，其中，先 前由气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率计算值基于先前 接收的代表先前由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18 的先前实测流率的流量感测信号、以及先前接收的代表先前由所述气 态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的先前实测浓 度的二氧化碳感测信号的组合，其中所述的二氧化碳的先前实测浓度 与先前由所述过程20排放的气态排放物18的先前实测流率（所述的 先前接收的流量感测信号以其为基础）是同时或实质上同时被检测 的。
在一些实施方案中，例如，(a)由所述气态排放物产生过程20 排放的气态排放物18的流率降低；(b)由所述气态排放物产生过程 20排放的气态排放物18的二氧化碳浓度降低；或(c)由所述气态排 放物产生过程20排放的二氧化碳的速率降低，这三者中的任意一者 均为供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率降低 的指标。由于供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应 速率降低，所以相应地降低或终止与光养生物质生长有关的一种或多 种其他输入物的供应速率以节约所述输入物。
在另一个方面中，在气态排放物产生过程20排放二氧化碳、并 且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、其中被供应至 反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二 氧化碳供料的时候，当检测到被供应至反应区10的反应区用排放二 氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）降低时， 或者当检测到被供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供 应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有降低的指示时，增加 供应至反应区10的补充二氧化碳供料92的供应速率（摩尔供应速率 和/或体积供应速率），或启动补充二氧化碳供料92向反应区10的 供应。就此而言，增加供应至所述反应区10的补充二氧化碳供料92 的供应速率、或启动补充二氧化碳供料92向所述反应区10的供应是 响应于检测到被供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供 应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）降低、或是有降低的指 示而实施的。在一些实施方案中，例如，所述补充二氧化碳供料92 的来源是二氧化碳气瓶。在一些实施方案中，例如，所述补充二氧化 碳供料92的来源是空气供应。在一些实施方案中，例如，所检测到 的降低是：检测到供应至反应区10的所述反应区用排放二氧化碳供 料的供应终止。在一些实施方案中，例如，所检测到的降低的指示是： 检测到被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧化碳供料的供应 有终止的指示。在一些实施方案中，例如，供应至反应区10的所述 反应区用排放二氧化碳供料的供应速率有降低的指示是上述任何一 种指示。
在这些实施方案中的一些实施方案中，在增加供应至反应区10 的补充二氧化碳供料92的供应摩尔速率、或启动其供应的同时，将 置于反应区10内的所述光养生物质暴露于光合有效光辐射下。
在一些实施方案中，例如，为了使光养生物质维持实质恒定的 生长速率，供应所述补充二氧化碳供料92以补偿由气态排放物产生 过程20供应给反应区10的二氧化碳的供应速率的降低，如果所述降 低（例如终止）被认为仅是暂时性的话（例如少于两周）。就此而言， 在一些实施方案中，供料92向反应区10的供应自启动之后持续的时 间短于两(2)周，例如短于一周，作为进一步的实例，短于五(5)天， 作为进一步的实例，短于三(3)天，作为进一步的实例，短于一(1)天。 在一些实施方案中，例如，供料92向反应区10的供应自启动之后持 续的时间大于15分钟，例如大于30分钟，作为进一步的实例，大于 一(1)小时，作为进一步的实例，大于六(6)小时，作为进一步的实例， 大于24小时。
在以下这些实施方案中，增加补充二氧化碳供料92向反应区10 的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）、或启动其供应是 响应于检测到被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧化碳供料 的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有降低的指示而实 施的，并且所检测到的被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧 化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有降低的 指示是由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的流率降 低，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，提供流量传感器 78，以用于检测由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18 的流率，以及将代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放 物18的实测流率的信号传输到控制器。在检测摩尔流率的情况下， 气体分析器与流量传感器78一体化地操作。在所述控制器将来自流 量传感器78的代表由气态排放物产生过程20排放的气态排放物18 的当前实测流率的接收信号、与先前接收的代表先前由气态排放物产 生过程20排放的气态排放物18的先前实测流率的信号进行比较、并 确认由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的流率降低 之后，所述控制器驱动流量控制元件的开口，例如阀门921，以启动 由补充二氧化碳供料92来源向反应区10供应补充二氧化碳供料92， 或增加被供应至反应区10的所述补充二氧化碳供料92的供应速率 （摩尔供应速率和/或体积供应速率）。
在以下这些实施方案中，增加补充二氧化碳供料92向反应区10 的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）、或启动其供应是 响应于检测到被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧化碳供料 的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有降低的指示而实 施的，并且所检测到的被供应至反应区10的所述反应区用排放二氧 化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有降低的 指示是由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化 碳的浓度降低，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，提供二 氧化碳传感器781，以用于检测由所述气态排放物产生过程20排放 的气态排放物18中二氧化碳的浓度，以及将代表由所述气态排放物 产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的信号传输 到控制器。在一些实施方案中，所述二氧化碳传感器是气体分析器， 这样，实测浓度就是摩尔浓度。在所述控制器将来自二氧化碳传感器 781的代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18中二 氧化碳的实测浓度的接收信号、与先前接收的代表先前由所述气态排 放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的先前实测浓度的 信号进行比较、并确认由所述气态排放物产生过程20排放的气态排 放物18中二氧化碳的浓度降低之后，所述控制器驱动流量控制元件 的开口，例如阀门921，以启动补充二氧化碳供料92向反应区10的 供应，或增加被供应至反应区10的所述补充二氧化碳供料92的供应 速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）。
在以下这些实施方案中，增加补充二氧化碳供料92向反应区10 的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）、或启动补充二氧 化碳供料92向反应区10的供应是响应于检测到被供应至反应区10 的所述反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或 体积供应速率）有降低的指示而实施的，当所检测到的被供应至反应 区10的所述反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率 和/或体积供应速率）有降低的指示是由所述气态排放物产生过程20 排放的二氧化碳的速率（摩尔速率和/或体积速率）降低，在这些实 施方案中的一些实施方案中，例如，由所述气态排放物产生过程20 排放的二氧化碳的速率（摩尔速率和/或体积速率）降低是基于以下 (i)与(ii)的对比：(i)由所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳 的速率计算值，其中所述计算基于所述气态排放物产生过程20所排 放的气态排放物18的实测流率、与所述气态排放物产生过程20所排 放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的组合；以及(ii)先前由 所述气态排放物产生过程20排放的二氧化碳的速率计算值，其中所 述计算基于先前由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18 的先前实测流率、与先前由所述气态排放物产生过程20排放的气态 排放物18中二氧化碳的先前实测浓度的组合。就此而言，提供流量 传感器78，以用于检测由所述气态排放物产生过程20排放的气态排 放物18的流率，以及将代表由所述气态排放物产生过程20排放的气 态排放物18的实测流率的信号传输到控制器。就此而言，还提供二 氧化碳传感器781，以用于检测由所述气态排放物产生过程20排放 的气态排放物18中二氧化碳的浓度，以及将代表由所述气态排放物 产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的信号传输 到控制器。在一些实施方案中，所述二氧化碳传感器是气体分析器， 这样，实测浓度就是摩尔浓度。在所述控制器从流量传感器78接收 到代表由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的实测流 率的流量感测信号、还从二氧化碳传感器781接收到代表由所述气态 排放物产生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的实测浓度的二 氧化碳感测信号（其中气态排放物18中二氧化碳的实测浓度与所述 过程20所排放的气态排放物18的实测流率(所述流量感测信号以其 为基础)是同时或实质上同时被检测的）、并且根据接收到的流量感 测信号和接收到的二氧化碳感测信号计算由气态排放物产生过程20 排放的二氧化碳的速率、以及对由所述气态排放物产生过程20排放 的二氧化碳的速率计算值与先前由所述气态排放物产生过程20排放 的二氧化碳的速率计算值进行比较、并确认由所述气态排放物产生过 程20排放的二氧化碳的速率降低之后，所述控制器驱动流量控制元 件的开口，例如阀门921，以启动补充二氧化碳供料92向所述反应 区10的供应，或增加被供应至反应区10的所述补充二氧化碳供料的 供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率），其中先前由气态排 放物产生过程20排放的二氧化碳的速率计算值基于先前接收的代表 先前由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的先前实测 流率的流量感测信号、以及先前接收的代表先前由所述气态排放物产 生过程20排放的气态排放物18中二氧化碳的先前实测浓度的二氧化 碳感测信号的组合，其中所述的二氧化碳的先前实测浓度与先前由所 述过程20排放的气态排放物18的先前实测流率（所述的先前接收的 流量感测信号以其为基础）是同时或实质上同时被检测的。
在以下这些实施方案中，在检测到被供应至反应区10的所述反 应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应 速率）降低（或终止）、或检测到被供应至反应区10的反应区用排 放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）有 降低（或终止）的指示时，作为响应，增加所述补充二氧化碳供料 92向反应区10的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）、 或启动所述补充二氧化碳供料92向反应区10的供应，在这些实施方 案中的一些实施方案中，所述工艺另外包括启动含补充气体的原料 48向反应区10的供应，或增加被供应至反应区10的所述含补充气 体的原料48的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）。
在一些实施方案中，例如，尽管响应于被供应至反应区10的反 应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应 速率）的降低、或其供应的终止而启动了补充二氧化碳供料92向反 应区10的供应、或增加了被供应至反应区10的补充二氧化碳供料 92的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率），仍然启动所述 含补充气体的原料48向反应区10的供应、或增加被供应至反应区 10的所述含补充气体的原料48的供应速率（摩尔供应速率和/或体 积供应速率），以至少部分补偿由于被供应至反应区10的反应区用 排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率） 降低、或其供应终止而导致的被供应至反应区10的原料（例如反应 区进给物料22的原料）的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速 率）的降低或原料（例如反应区进给物料22的原料）供应的终止。
在一些实施方案中，例如，对供应至反应区10的原料（反应区 进给物料22）的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）降低、 或原料（反应区进给物料22）的供应终止加以补偿，可使得供应至 反应区10的原料（反应区进给物料22）的供应速率（摩尔供应速率 和/或体积供应速率）实质上没有变化。
在一些实施方案中，对供应至反应区10的原料（反应区进给物 料22）的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）降低、或原 料（反应区进给物料22）的供应终止加以补偿，可减轻反应区10中 搅动变弱的程度，否则，由于被供应至反应区10的反应区用排放二 氧化碳供料的供应速率降低、或其供应终止，会导致被供应至反应区 10的反应区用气态排放物供料24的供应速率降低、或其供应终止， 从而导致反应区10中的搅动变弱。
在一些实施方案中，例如，任何反应区用气态排放物供料24、 补充二氧化碳供料92以及含补充气体的原料的组合限定被供应至反 应区的、作为反应区进给物料22的至少一部分的组合式操作原料流， 所述反应区进给物料22被供应至反应区10并且对反应区内的物料产 生搅动作用，从而使得反应区10内任何两点的光养生物质的质量浓 度差异低于20%。在一些实施方案中，例如，所产生的搅动作用可 使反应区10内任何两点的光养生物质的质量浓度差异低于10%。就 此而言，供应含补充气体的原料48可减少反应区内任何两点的光养 生物质之间产生高于所需最大极限的浓度梯度。
含补充气体的原料48中若存在二氧化碳，则其二氧化碳的摩尔 浓度低于被供应至反应区10的补充二氧化碳供料92的二氧化碳摩尔 浓度。在一些实施方案中，例如，基于补充气体原料48的总摩尔量， 所述补充气体原料48的二氧化碳摩尔浓度低于3摩尔%。在一些实 施方案中，例如，基于补充气体原料48的总摩尔量，所述补充气体 原料48的二氧化碳摩尔浓度低于一(1)摩尔%。
在一些实施方案中，例如，含补充气体的原料48是气态物质。 在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，含补充气体的原料48 包括气态物料在液态物料内的分散体。在这些实施方案中的一些实施 方案中，例如，含补充气体的原料48包括空气。在这些实施方案中 的一些实施方案中，例如，以流体的形式提供含补充气体的原料48。 含补充气体的原料48被供应至反应区10作为反应区进给物料22的 一部分。
在一些实施方案中，例如，启动所述含补充气体的原料48向反 应区10的供应、或增加被供应至反应区10的所述含补充气体的原料 48的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）也是响应于检测 到被供应至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩 尔供应速率和/或体积供应速率）降低（或终止）、或检测到被供应 至反应区10的反应区用排放二氧化碳供料的供应速率（摩尔供应速 率和/或体积供应速率）有降低（或终止）的指示而实施的。适当的 指示的实例、以及用于检测此类指示的适当的传感器和控制方案如上 文所述，并且在一些实施方案中，启动所述含补充气体的原料48向 反应区10的供应、或增加被供应至反应区10的所述含补充气体的原 料48的供应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）是通过控制器 开启流量控制元件（如阀门50）的开口或增大所述开口以与含补充 气体的原料48的来源产生流体连通而实现的。
在一些实施方案中，启动所述含补充气体的原料48向反应区10 的供应、或增加被供应至反应区10的所述含补充气体的原料48的供 应速率（摩尔供应速率和/或体积供应速率）是响应于检测到被供应 至反应区10的反应区进给物料22的供应速率（摩尔供应速率和/或 体积供应速率）降低或有降低的指示而实施的，同时所述补充二氧化 碳供料92被供应至反应区10。在一些实施方案中，例如，提供流量 传感器，以用于检测反应区进给物料22的流率，以及将代表所述反 应区进给物料22的实测流率的信号传输到控制器。在一些实施方案 中，所述二氧化碳传感器是气体分析器，这样，实测浓度就是摩尔浓 度。在所述控制器将来自流量传感器的代表所述反应区进给物料22 的当前实测流率的接收信号、与先前接收的代表所述反应区进给物料 22的先前实测流率的信号进行比较、并确认所述反应区进给物料22 的流率降低之后，所述控制器驱动流量控制元件的开口，例如阀门（例 如阀门50），以启动所述含补充气体的原料48从含补充气体的原料 48的来源向反应区10的供应，或增加从含补充气体的原料48的来 源向反应区10供应的所述含补充气体的原料48的供应速率。
在另一个方面中，在气态排放物产生过程20排放气态排放物 18、其中被供应至所述反应区10的任何气态排放物18限定反应区用 气态排放物供料24的时候，根据至少一种二氧化碳处理量指标的检 测来调节供应至所述反应区10的反应区用气态排放物供料24的供 应。在一些实施方案中，例如，所述气态排放物18是以气流的形式 被排放的。在一些实施方案中，例如，所述反应区用气态排放物供料 24是以气流的形式提供的。在一些实施方案中，例如，对反应区用 气态排放物供料24所作的调节是调节反应区用气态排放物供料24 的摩尔供应速率。在一些实施方案中，所述调节是调节反应区用气态 排放物供料24的体积供应速率。在一些实施方案中，例如，在调节 反应区用气态排放物供料24的同时，将置于反应区10内的所述光养 生物质暴露于光合有效光辐射下。
当根据至少一种二氧化碳处理量指标来调节所述反应区用气态 排放物供料24向反应区10的供应时，在一些实施方案中，例如，所 述工艺进一步包括调节所排放的气态排放物18的部分分流向另一操 作单元的供应。所排放的气态排放物18的部分分流向另一操作单元 的供应限定分流气态排放物60。所述分流气态排放物60包括二氧化 碳。所述另一操作单元使分流气态排放物60发生转化，从而降低其 对环境的影响。
如上文所提出的那样，调节所述反应区用气态排放物供料24向 反应区10的供应是开始、终止、增加、减少或者以其他方式改变所 述反应区用气态排放物供料24向反应区10的供应中的任何一种。这 样的调节包括：相对于之前的持续期为“D”的时段内被供应至反应 区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔数（或者，根据情况可供 替代的是，体积数），提高（或降低）在相等的持续期“D”的时段 内被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔数（和/ 或体积数）。在这些实施方案中的一些实施方案中，所述时段包括向 反应区10供应反应区用气态排放物供料24的时期（“活跃供应期”）、 以及不向反应区10供应反应区用气态排放物供料24的时期（“静止 期”），并且所述提高（或降低）是通过在所述时段之间相对于“静 止期”的持续时间改变“活跃供应期”的持续时间来实现的。
同样，调节所排放的气态排放物18的部分分流（即所述分流气 态排放物60）向另一操作单元的供应是开始、终止、增加、减少或 者以其他方式改变所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应中 的任何一种。
所述二氧化碳处理量指标是代表反应区10的容量的任何特征， 其中所述反应区10的容量是所述反应区要接收二氧化碳、并且使至 少一部分所接收的二氧化碳在置于所述反应区内的光养生物质进行 的光合反应中发生转化的容量。
在一些实施方案中，例如，所述二氧化碳处理量指标是代表反 应区10的容量的任何工艺特征，其中所述反应区10用于接收二氧化 碳、并且使至少一部分所接收的二氧化碳在置于所述反应区内的光养 生物质进行的光合反应中发生转化，从而使得所述光合作用实现反应 区10内的光养生物质的所述生长。就此而言，所述二氧化碳处理量 指标的检测对于确定是否需要调节所述反应区用气态排放物供料24 的供应以使反应区10内的光养生物质达到预定的质量生长速率而言 是至关重要的。
在一些实施方案中，例如，所述二氧化碳处理量指标是代表反 应区10的容量的任何工艺特征，其中所述反应区10用于接收二氧化 碳、并且使至少一部分所接收的二氧化碳在置于所述反应区内的光养 生物质进行的光合反应中发生转化，从而使得任何从反应区10排放 的二氧化碳低于预定的摩尔速率。就此而言，所述二氧化碳处理量指 标的检测对于确定是否需要调节所述反应区用气态排放物供料24向 反应区10的供应以使从反应区10排放的二氧化碳达到预定的摩尔速 率而言是至关重要的。
在一些实施方案中，例如，所检测的二氧化碳处理量指标是反 应区10内的pH。在一些实施方案中，例如，所检测的二氧化碳处理 量指标是反应区10内光养生物质的质量浓度。因为由反应区10排放 的任何含光养生物质的产物500包括来自反应区10内的一部分物料 （即，由反应区10排放的含光养生物质的产物500是由来自反应区 10内的物料供应的），所以二氧化碳处理量指标的检测（例如反应 区内的pH或所述反应区内的光养生物质的质量浓度）包括对反应区 10所排放的所述含光养生物质的产物500内的二氧化碳处理量指标 的检测。
在一些实施方案中，例如，对所述反应区用气态排放物供料24 向反应区10的供应所作的调节是以反应区10内二种或多种二氧化碳 处理量指标的检测为基础。
在一些实施方案中，例如，在所述气态排放物产生过程20排放 气态排放物18、其中被供应至反应区10的任何气态排放物18限定 反应区用气态排放物供料24的时候，当在反应区10内检测到二氧化 碳处理量指标代表反应区10要接收摩尔速率增加的二氧化碳供应这 样的容量时，对所述反应区用气态排放物供料24向反应区10的供应 所作的调节包括：启动所述反应区用气态排放物供料24向反应区10 的供应、或增加供应至反应区10的所述反应区用气态排放物供料24 的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。就此而言，所述调节是响 应于检测到反应区10内的二氧化碳处理量指标代表反应区10要接收 摩尔速率增加的二氧化碳供应这样的容量而实施的。在以下这些实施 方案中，所述气态排放物产生过程20的出口与另一操作单元协同设 置以将所述分流气态排放物60供应至另一操作单元，以及当所述分 流气态排放物60被供应至所述另一操作单元时，在这些实施方案中 的一些实施方案中，所述工艺进一步包括降低被供应至另一操作单元 的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率），或终 止所述供应。应该理解，在一些实施方案中，检测到处理量指标代表 反应区10要接收摩尔速率增加的二氧化碳供应这样的容量是在反应 区用气态排放物供料24被供应至反应区10时发生的。还应该理解， 在其他实施方案中，检测到处理量指标代表反应区10要接收摩尔速 率增加的二氧化碳供应这样的容量是在反应区用气态排放物供料24 未被供应至反应区10时发生的。
在一些实施方案中，例如，在所述气态排放物产生过程20排放 气态排放物18、并且至少一部分所述气态排放物18被供应至反应区 10、其中被供应至反应区10的所述至少一部分气态排放物18限定反 应区用气态排放物供料24的时候，当在反应区10内检测到二氧化碳 处理量指标代表反应区10要接收摩尔速率降低的二氧化碳供应这样 的容量时，对所述反应区用气态排放物供料24向反应区10的供应所 作的调节包括：降低被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料 24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率），或终止所述供应。就此 而言，所述调节是响应于检测到反应区10内的二氧化碳处理量指标 代表反应区10要接收摩尔速率降低的二氧化碳供应这样的容量而实 施的。在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的出口 与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另一操 作单元，在这些实施方案中的一些实施方案中，所述工艺进一步包括 启动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应，或增加被供应 至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供 应速率）。
在一些实施方案中，例如，所述二氧化碳处理量指标是反应区 10内的pH。在反应区10内的操作pH高于预定pH高值（指示了供 应至反应区10的二氧化碳的供应摩尔速率不足）或低于预定的pH 低值（指示了供应至反应区10的二氧化碳的供应摩尔速率过量）时， 将导致光养生物质的生长低于所需的生长速率，甚至在极端情况下可 能会造成所述光养生物质的死亡。在一些实施方案中，例如，所检测 的反应区10内的pH是在反应区10内用pH传感器46检测的。提供 pH传感器46，以用于检测反应区内的pH，以及将代表所述反应区 内的实测pH的信号传输至控制器。
在一些实施方案中，例如，在所述气态排放物产生过程20排放 气态排放物18、其中被供应至所述反应区10的任何气态排放物18 限定反应区用气态排放物供料24的时候，当在反应区10内检测到高 于预定的pH高值的pH时，对所述反应区用气态排放物供料24向反 应区10的供应所作的调节包括：启动所述反应区用气态排放物供料 24向反应区10的供应，或增加被供应至反应区10的反应区用气态 排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。在以下这些 实施方案中，所述气态排放物产生过程20的出口与另一操作单元协 同设置以将所述分流气态排放物60供应至另一操作单元，以及当所 述分流气态排放物60被供应至所述另一操作单元时，在这些实施方 案中的一些实施方案中，所述工艺进一步包括降低被供应至另一操作 单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）， 或终止所述供应。应该理解，在一些实施方案中，检测到反应区10 内的pH高于预定的pH高值是在所述反应区用气态排放物供料24被 供应至反应区10时发生的。还应该理解，在其他实施方案中，检测 到反应区10内的pH高于预定的pH高值是在反应区用气态排放物供 料24未被供应至反应区10时发生的。
在以下这些实施方案中，当反应区内的pH高于预定的pH高值 时，在这些实施方案中的一些实施方案中，在控制器将来自pH传感 器47的代表反应区10内的实测pH的接收信号与目标值（即预定的 pH高值）进行比较、并确认所述反应区10内的实测pH高于所述预 定的pH高值之后，所述控制器通过启动所述反应区用气态排放物供 料24向反应区10的供应、或增加被供应至反应区10的反应区用气 态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）而作出响应。 在一些实施方案中，例如，所述控制器通过开启所述流量控制元件 50的开口而启动所述反应区用气态排放物供料24向反应区10的供 应。在一些实施方案中，例如，所述控制器通过使所述流量控制元件 50的开口增大而增加被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料 24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。提供并配置所述流量控 制元件50，以便通过选择性地干扰向反应区10供应的反应区用气态 排放物供料24的供应流（包括通过使得向反应区10供应的反应区用 气态排放物供料24的供应流产生压力损失）而选择性地控制向反应 区10供应的反应区用气态排放物供料24的供应流的摩尔速率（和/ 或体积速率）。就此而言，通过驱动所述流量控制元件50来启动所 述反应区用气态排放物供料24向反应区10的供应，或增加其摩尔供 应速率（和/或体积供应速率）。所述预定的pH高值视所述生物质的 光养生物而定。在一些实施方案中，例如，所述预定的pH高值可高 达10。
在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的出口与 另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另一操作 单元，以及当所述分流气态排放物60被供应至所述另一操作单元时， 在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，当控制器确认反应区 10内的pH高于预定的pH高值时，所述控制器进一步通过降低被供 应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积 供应速率）、或终止所述供应而作出响应。在一些实施方案中，例如， 所述控制器通过使置于所述气态排放物产生过程20与另一操作单元 之间的阀门的开口减小而降低被供应至另一操作单元的分流气态排 放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率），其中所述阀门被构 造成用于干扰气态排放物产生过程20和另一操作单元之间的流体连 通。在一些实施方案中，例如，所述控制器通过使置于所述气态排放 物产生过程20与另一操作单元之间的阀门关闭而终止被供应至另一 操作单元的分流气态排放物60的供应，其中所述阀门被构造成用于 干扰气态排放物产生过程20和另一操作单元之间的流体连通。
同样，在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的 出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另 一操作单元，以及当所述分流气态排放物60被供应至所述另一操作 单元时，在这些实施方案中的另一些实施方案中，例如，当所述另一 操作单元上游的气态排放物18的压力低于预定压力时，降低被供应 至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供 应速率），或终止所述供应，其中压力的降低是响应于启动所述反应 区用气态排放物供料24向反应区10的供应、或增加被供应至反应区 10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应 速率）而产生的，其中任意一者是所述控制器响应于确认反应区内的 实测pH高于预定的pH高值而作出的反应。在此类实施方案中，当 所述控制器确认反应区内的实测pH高于所述预定的pH高值时，如 上所述，所述控制器启动所述反应区用气态排放物供料24向反应区 10的供应、或增加被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24 的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。启动所述反应区用气态排 放物供料24向反应区10的供应、或增加其摩尔供应速率（和/或体 积供应速率）相应地导致所述气态排放物18的压力降低，从而使得 所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力变成低于预定压力。 当所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力低于预定压力时， 使关闭元件64（例如阀门）偏置关闭的力会超过使所述关闭元件64 打开的流体压力，其中所述关闭元件64置于气态排放物产生过程20 与另一操作单元之间、并被构造成用于干扰所述气态排放物产生过程 20与另一操作单元之间的流体连通。在一些实施方式中，减小所述 关闭元件64的开口，从而降低被供应至所述另一操作单元的分流气 态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。在其他实施方 式中，关闭所述关闭元件64，从而终止被供应至另一操作单元的分 流气态排放物60的供应。
同样，在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的 出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另 一操作单元，以及当所述分流气态排放物60被供应至所述另一操作 单元时，在这些实施方案中的另一些实施方案中，例如，当另一操作 单元上游的所述气态排放物18的压力降低时，降低被供应至所述另 一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速 率），其中所述气态排放物18压力的降低是响应于驱动所述反应区 用气态排放物供料24向反应区10的供应、或增加被供应至反应区 10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应 速率）而产生的，其中任意一者是所述控制器响应于确认反应区内的 实测pH高于预定的pH高值而作出的反应。所述另一操作单元上游 的气态排放物18的压力降低导致被供应至所述另一操作单元的分流 气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低。
在一些实施方案中，例如，在所述气态排放物产生过程20排放 气态排放物18、并且至少一部分所述气态排放物18被供应至反应区 10、其中被供应至反应区10的所述至少一部分气态排放物18限定反 应区用气态排放物供料24的时候，当反应区10内的实测pH低于预 定的pH低值时，对所述反应区用气态排放物供料24向反应区10的 供应所作的调节包括：降低被供应至反应区10的反应区用气态排放 物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率），或终止所述供应。 在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的出口与另一 操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另一操作单 元，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述工艺进一步包 括启动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应，或增加被供 应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积 供应速率）。
在以下这些实施方案中，反应区内的pH低于预定的pH低值， 在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，在所述控制器将来自 pH传感器46的代表所述反应区10内的实测pH的接收信号与目标 值（即预定的pH低值）进行比较、并确认所述反应区10内的实测 pH低于所述预定的pH低值之后，所述控制器通过降低被供应至反 应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积 供应速率）、或终止所述供应而作出响应。在一些实施方案中，例如， 所述控制器通过使所述流量控制元件50（例如阀门）的开口减小而 降低被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速 率（和/或体积供应速率）。在一些实施方案中，例如，所述控制器 通过使所述流量控制元件50（例如阀门）关闭而终止所述反应区用 气态排放物供料24向反应区10的供应。所述预定的pH低值视所述 生物质的光养生物而定。在一些实施方案中，例如，所述预定的pH 低值可低至4.0。
在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的出口与 另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另一操作 单元，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，在控制器确认反 应区10内的pH低于预定的pH低值时，所述控制器进一步通过启动 所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应、或增加被供应至另 一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速 率）而作出响应。在一些实施方案中，例如，所述控制器通过驱动置 于所述气态排放物产生过程20与另一操作单元之间的阀门而启动所 述分流气态排放物60向另一操作单元的供应、或增加被供应至另一 操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速 率），其中所述阀门被构造成用于干扰所述过程20和另一操作单元 之间的流体连通。在一些实施方式中，例如，所述控制器通过开启置 于所述气态排放物产生过程20与另一操作单元之间的阀门的开口而 启动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应。在一些实施方 式中，例如，所述控制器通过使置于所述气态排放物产生过程20与 另一操作单元之间的阀门的开口增大而增加被供应至另一操作单元 的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。
同样，在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的 出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另 一操作单元，在这些实施方案中的另一些实施方案中，例如，当所述 另一操作单元上游的所述气态排放物18的压力高于预定压力时，启 动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应、或增加被供应至 另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应 速率），其中所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力增加至 高于预定的压力是响应于被供应至反应区10的反应区用气态排放物 供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低、或所述供应终 止而产生的，其中任意一者是所述控制器响应于确认反应区内的实测 pH低于预定的pH低值而作出的反应。在此类实施方案中，当所述 控制器确认反应区内通过pH传感器46测得的pH低于预定的pH低 值时，如上所述，所述控制器使得被供应至反应区10的反应区用气 态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低、或使 得所述供应终止。被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24 的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低、或所述供应终止导致 所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力相应地增加，从而使 得所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力变得高于预定的压 力。当所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力高于预定压力 时，使关闭元件64开启的气态排放物18的流体压力超过使关闭元件 64（例如阀门）偏置关闭的力，其中所述关闭元件64置于气态排放 物产生过程20与另一操作单元之间、并且用于干扰所述气态排放物 产生过程20与另一操作单元间的流体连通。在一些实施方式中，响 应于所述流体压力的增加，启动所述关闭元件64的开口，从而导致 启动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应。在其他实施方 式中，响应于所述流体压力的增加，增大所述关闭元件64的开口， 从而导致增加被供应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供 应速率（和/或体积供应速率）。
同样，在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的 出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另 一操作单元，在这些实施方案中的另一些实施方案中，例如，响应于 所述另一操作单元上游的所述气态排放物18的压力增加，而增加被 供应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体 积供应速率），所述压力增加是响应于被供应至反应区10的反应区 用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低、 或所述供应终止而产生的，其中任意一者是所述控制器响应于确认反 应区内的实测pH低于预定的pH低值而作出的反应。在此类实施方 案中，当所述控制器确认反应区内通过pH传感器47测得的pH低于 预定的pH低值时，如上所述，所述控制器使得被供应至反应区10 的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速 率）降低、或使得所述供应终止。被供应至反应区10的反应区用气 态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低或所述 供应终止导致所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力相应地 增加。所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力增加导致被供 应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积 供应速率）增加。
在一些实施方案中，例如，所述二氧化碳处理量指标是反应区 10内的光养生物质的质量浓度。在一些实施方案中，例如，理想的 是，当反应区10内的光养生物质的质量浓度被维持在预定浓度或预 定浓度范围内时，所述反应区10内的光养生物质的质量浓度被控制 为例如使收获的光养生物质具有较高的总产率的质量浓度。在一些实 施方案中，通过细胞计数器47测定反应区10内光养生物质的质量浓 度。例如，一种适当的细胞计数器是美国威斯康辛州德国城的optek- Danulat公司供应的AS-16F单通道吸收探针。用于测定光养生物质 的质量浓度的其他适当的装置包括其他光散射传感器，例如分光光度 计。此外，可人工测定所述光养生物质的质量浓度，然后将所述值手 动输入所述控制器中以产生所需的响应。
在一些实施方案中，采用传感器300检测光养生物质的质量浓 度，传感器300通常结合了吸光度传感器和浊度传感器。就此而言， 传感器300包括：两个不同的光发射器302、304（小的发光二极管 (LED)），其分别被构造为发出波长互不相同的光；以及光学传感器 306，其在所述光发射器发光时检测光。
所述两个光发射器302、304是针对不同的目的而提供的。光发 射器302被构造为发出会被光养生物质吸收的波长的光。在光养生物 质是藻类光养生物质时，在一些实施方案中，光发射器302发出的光 为蓝光和/或红光。在藻类于光生物反应器12中、在红光的存在下生 长的那些实施方案中，光发射器302被构造为发出蓝光，以获得更精 确的测量结果。另一个光发射器304被构造为发出会被光养生物质反 射或散射的波长的光，或者其特征至少在于：其发出的光比光发射器 302发出的光有更大的可能性会被光养生物质反射或散射。在光养生 物质是藻类光养生物质时，在一些实施方案中，光发射器304发出的 光为绿光。所述两个光发射器302、304以相对于光学传感器306为 间隔开的关系设置（约1cm，但是可随着发光强度以及预计的光养 生物质的质量浓度而变化）。在操作中，光发射器302和光发射器 304二者彼此轮流发光。在一些实施方案中，该传感器发光的特征在 于：光发射器302和304发出交替的光脉冲。在这些实施方案中的一 些实施方案中，例如，光发射器302发出持续规定的时段T1的光脉 冲，而在该时段T1期间，光发射器304基本上不发光，然后，在时 段T1结束时，光发射器304发出持续规定的时段T2的光脉冲，而 在该时段T2期间，光发射器302基本上不发光，然后按照检测光养 生物质的质量浓度的需要而多次重复该循环。通过使光发射器302 和304二者交替发光，可避免或减轻对光发射器302和304中一者发 出的光进行检测时受到由光发射器302和304中另一者发出的光的干 扰。各个光脉冲的持续时间并不太关键，但是通常对每个光发射器采 用约1秒的时间，这样，光学传感器306就有时间适应新的波长并记 录数值，而不会受到刚刚关掉的另一个光发射器的散射的影响。
在光发射器302发光时，光学传感器306检测未被光养生物质 吸收的光并将其传输到控制器，这就是代表未被光养生物质吸收的光 的量的信号，然后，控制器会将该信号与代表光发射器302的发光强 度的信号进行对比，并转化成被光养生物质吸收的光的量的信号。在 光发射器304发光时，光学传感器306检测被光养生物质散射或反射 的光并将其传输到控制器，这就是代表被光养生物质散射或反射的光 的量的信号。控制器将这些信号合并成代表密度测量（即光养生物质 的质量浓度）的信号。基于在水性介质中的藻的质量浓度与光养生物 质对光发射器302发出的光的吸收、以及光养生物质对光发射器304 发出的光的反射（或散射）之间的预定的相关性，将控制器校准。所 述相关性是基于对已知质量浓度的、将要在置于光生物反应器12内 的水性介质中生长的光养生物质进行校准测量而预定的（即，将该水 性介质内的光养生物质的质量浓度定义为以下参数的函数：(i)光养 生物质对光发射器302发出的光的吸收，以及(ii)光养生物质对光发 射器304发出的光的反射(或散射)）。
参见图4A、4B以及图5A、5B，在一些实施方案中，光发射器 302、304和光学传感器306被安装在一个共用的外壳308中，并且 被构造为用导线310与电源和控制传输器电连通，以用于测量电信号 （电流或电压，根据控制装备而定）。例如，如图4A、4B以及图 5A、5B所示，该构造可用于对光生物反应器12的罐中的光养生物 质的质量浓度进行检测。在其他实施方案中，例如在图6所示的实施 方案中，例如，光发射器302、304和光学传感器306不一定需要被 安装在一个共用的外壳中。在图6所示的实施方案中，这种构造的传 感器300被共操作地安装至管道（例如用于从光生物反应器12排放 光养生物质的管道312），以测量流过管道312的浆料中的光养生物 质的质量浓度。
就此而言，在一些实施方案中，例如，在所述气态排放物产生 过程20排放气态排放物18、并且至少一部分气态排放物18被供应 至所述反应区10、其中所述至少一部分被供应至所述反应区10的气 态排放物18限定反应区用气态排放物供料24的时候，当在反应区 10内检测出光养生物质的浓度高于光养生物质的预定质量浓度高值 （“预定目标浓度高值”）时，对所述反应区用气态排放物供料24 向反应区10的供应所作的调节包括：降低被供应至反应区10的反应 区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率），或 终止所述供应。在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程 20的出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应 至另一操作单元，所述工艺进一步包括启动所述分流气态排放物60 向另一操作单元的供应，或增加被供应至另一操作单元的分流气态排 放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。
在以下这些实施方案中，所述反应区内的光养生物质浓度高于 预定浓度目标高值，在这些实施方案中的一些实施方案中，在所述控 制器将来自所述细胞计数器47的代表反应区10内的光养生物质的实 测质量浓度的接收信号与所述预定浓度目标高值进行比较、并确认反 应区10内的光养生物质的质量浓度高于预定浓度目标高值时，所述 控制器通过降低被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24 的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）而作出响应。在一些实施方 式中，例如，通过控制器使所述流量控制元件50的开口减小来降低 被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率 （和/或体积供应速率）。在一些实施方式中，例如，通过控制器使 所述流量控制元件50关闭来终止所述反应区用气态排放物供料24 向反应区10的供应。
在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的出口与 另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另一操作 单元，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，在所述控制器将 来自所述细胞计数器47的代表反应区10内光养生物质的质量浓度的 接收信号与所述预定浓度目标高值进行比较、并确认反应区10内的 光养生物质的质量浓度高于预定浓度目标高值时，所述控制器进一步 通过启动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应、或增加被 供应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体 积供应速率）而作出响应。在一些实施方案中，例如，所述控制器通 过驱动置于所述气态排放物产生过程20与另一操作单元之间的阀门 而启动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应、或增加被供 应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积 供应速率），其中所述阀门被构造成用于干扰所述过程20和另一操 作单元之间的流体连通。在一些实施方式中，例如，所述控制器通过 驱动置于所述气态排放物产生过程20与另一操作单元之间的阀门的 开口而启动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应。在一些 实施方式中，例如，所述控制器通过使置于所述气态排放物产生过程 20与另一操作单元之间的阀门的开口增大而增加被供应至另一操作 单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。
同样，在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的 出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另 一操作单元，在这些实施方案中的另一些实施方案中，例如，当所述 另一操作单元上游的所述气态排放物18的压力高于预定压力时，启 动所述分流气态排放物60向另一操作单元的供应、或增加被供应至 另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应 速率），其中所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力增加至 高于预定的压力是响应于被供应至反应区10的反应区用气态排放物 供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低或所述供应终止 而产生的，其中任意一者是所述控制器响应于确认反应区内光养生物 质的实测质量浓度高于预定浓度目标高值而作出的反应。在此类实施 方案中，当所述控制器通过细胞计数器47确认反应区内光养生物质 的实测质量浓度高于所述预定浓度目标高值时，如上所述，所述控制 器使得被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应 速率（和/或体积供应速率）降低、或使得所述供应终止。降低被供 应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/ 或体积供应速率）或终止所述供应导致所述另一操作单元上游的气态 排放物18的压力相应地增加，从而使得所述气态排放物18的压力变 得高于预定压力。当所述气态排放物18的压力高于预定压力时，使 关闭元件64开启的流体压力超过使关闭元件64（例如阀门）偏置关 闭的力，其中所述关闭元件64置于气态排放物产生过程20与另一操 作单元之间、并且被构造成用于干扰所述气态排放物产生过程20与 另一操作单元间的流体连通。在一些实施方式中，开启所述关闭元件 64的开口，从而启动所述分流气态排放物60向所述另一操作元件的 供应。在一些实施方式中，增大所述关闭元件64的开口，从而增加 被供应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/ 或体积供应速率）。
同样，在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的 出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另 一操作单元，在这些实施方案中的另一些实施方案中，例如，响应于 所述另一操作单元上游的气态排放物18的压力增加，而增加被供应 至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供 应速率），所述压力增加是响应于被供应至反应区10的反应区用气 态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低、或所 述供应终止而产生的，其中任意一者是所述控制器响应于确认反应区 内的光养生物质的实测质量浓度高于预定浓度目标高值作出的反应。 在此类实施方案中，当所述控制器确认反应区内通过细胞计数器47 测得的光养生物质质量浓度高于预定浓度目标高值时，如上所述，所 述控制器使得被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩 尔供应速率（和/或体积供应速率）降低、或使得所述供应终止。降 低被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率 （和/或体积供应速率）或终止所述供应导致所述另一操作单元上游 的气态排放物18的压力相应地增加。所述另一装置上游的气态排放 物18的压力增加导致被供应至另一操作单元的所述分流气态排放物 60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）增加。
在一些实施方案中，例如，在所述气态排放物产生过程20排放 气态排放物18、其中被供应至所述反应区10的任何气态排放物18 限定反应区用气态排放物供料24的时候，当反应区10内检测到低于 光养生物质预定质量浓度低值（“预定浓度目标低值”）的光养生物 质质量浓度时，对所述反应区用气态排放物供料24向反应区10的供 应所作的调节包括：启动所述反应区用气态排放物供料24向反应区 10的供应，或增加被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24 的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。在以下这些实施方案中， 所述气态排放物产生过程20的出口与另一操作单元协同设置以将所 述分流气态排放物60供应至另一操作单元，以及当所述分流气态排 放物60被供应至所述另一操作单元时，在这些实施方案中的一些实 施方案中，所述工艺进一步包括降低被供应至另一操作单元的分流气 态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率），或终止所述供 应。
在以下这些实施方案中，所述反应区内的光养生物质质量浓度 低于所述预定浓度目标低值，在这些实施方案中的一些实施方案中， 在所述控制器将来自所述细胞计数器47的代表反应区10内光养生物 质的实测质量浓度的接收信号与所述预定浓度目标低值进行比较、并 确认反应区10内的光养生物质的实测质量浓度低于预定浓度目标低 值时，所述控制器通过启动所述反应区用气态排放物供料24向反应 区10的供应、或增加被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料 24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）而作出响应。在一些实施 方案中，例如，通过控制器启动所述流量控制元件50而达到此目的。 在一些实施方式中，通过控制器开启所述流量控制元件50的开口而 启动所述反应区用气态排放物供料24向反应区10的供应。在一些实 施方式中，通过控制器使所述流量控制元件50的开口增大而增加被 供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和 /或体积供应速率）。
在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的出口与 另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另一操作 单元，以及当所述分流气态排放物60被供应至所述另一操作单元时， 在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，在所述控制器将来自细 胞计数器47的代表反应区10内光养生物质质量浓度的接收信号与所 述浓度目标低值进行比较、并确认所述反应区10内的光养生物质的 质量浓度低于所述预定浓度目标低值时，所述控制器进一步通过降低 被供应至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/ 或体积供应速率）、或终止所述供应而作出响应。在一些实施方案中， 例如，所述控制器通过启动置于气态排放物产生过程20与另一操作 单元之间的阀门而降低所述分流气态原料60向另一操作单元的摩尔 供应速率（和/或体积供应速率）、或终止所述供应，其中所述阀门 被构造成干扰所述气态排放物产生过程20与另一操作单元之间的流 体连通。在一些实施方式中，例如，所述控制器通过使置于气态排放 物产生过程20与另一操作单元之间的阀门的开口减小而降低被供应 至另一操作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供 应速率）。在一些实施方式中，例如，所述控制器通过使置于气态排 放物产生过程20与另一操作单元之间的阀门关闭而终止被供应至另 一操作单元的分流气态排放物60的供应。
同样，在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的 出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另 一操作单元，以及当所述分流气态排放物60被供应至所述另一操作 单元时，在这些实施方案中的另一些实施方案中，例如，响应于另一 操作单元上游的气态排放物18的压力降低，而降低被供应至另一操 作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）、 或终止被供应至另一操作单元的分流气态排放物60的供应，其中压 力降低是响应于启动所述反应区用气态排放物供料24向反应区10 的供应、或增加被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24 的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）而产生的，其中任意一者是 所述控制器响应于确认反应区内的光养生物质的实测质量浓度低于 预定浓度目标低值作出的反应。所述压力降低致使所述另一操作单元 上游的气态排放物18的压力低于预定最小压力，并且使关闭元件64 （例如阀门）偏置关闭的力会超过使所述关闭元件64打开的气态排 放物18的流体压力，其中所述关闭元件64置于气态排放物产生过程 20与另一操作单元之间、并被构造成用于干扰所述气态排放物产生 过程20与另一操作单元之间的流体连通。在一些实施方式中，响应 于另一操作单元上游的气态排放物18的压力降低而减小所述关闭元 件64的开口，这会导致被供应至另一操作单元的分流气态排放物60 的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低。在其他实施方式中， 响应于另一操作单元上游的气态排放物18的压力降低而关闭所述关 闭元件64，这会导致被供应至另一操作单元的分流气态排放物60的 供应终止。
同样，在以下这些实施方案中，所述气态排放物产生过程20的 出口与另一操作单元协同设置以将所述分流气态排放物60供应至另 一操作单元，以及当所述分流气态排放物60被供应至所述另一操作 单元时，在这些实施方案中的另一些实施方案中，例如，响应于另一 操作单元上游的气态排放物18的压力降低，而降低被供应至另一操 作单元的分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）， 其中压力降低是响应于启动所述反应区用气态排放物供料24向反应 区10的供应、或增加被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料 24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）而产生的，其中任意一者 是所述控制器响应于确认反应区内的光养生物质的实测质量浓度低 于所述预定浓度目标低值作出的反应。所述另一操作单元上游的气态 排放物18的压力降低导致被供应至另一操作单元的分流气态排放物 60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低。
在一些实施方案中，例如，对供应至另一操作单元的分流气态 排放物60加以调节是与对反应区用气态排放物供料24向反应区10 的供应加以调节同时进行的。就此而言，在一些实施方案中，例如， 当降低被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应 速率（和/或体积供应速率）或终止所述供应时，启动所述分流气态 排放物60向另一操作单元的供应，或增加被供应至另一操作单元的 分流气态排放物60的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。另外， 就此而言，当启动所述反应区用气态排放物供料24向反应区10的供 应、或增加被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔 供应速率（和/或体积供应速率）时，降低所述分流气态排放物60向 另一操作单元的供应摩尔速率或终止所述供应。
在一些实施方案中，例如，所述流量控制元件50是流量控制阀 门。在一些实施方案中，例如，所述流量控制元件50是三通阀门， 其也可调节含补充气体的原料48的供应，这将在下文中进一步描述。
在一些实施方案中，例如，所述关闭元件64是阀门、气闸或烟 囱帽（stack cap）中的任何一种。
在一些实施方案中，例如，当所述反应区用气态排放物供料24 以流体的方式被供应至反应区10时，所述反应区用气态排放物供料 24的流动至少部分通过原动机38来实现。就此类实施方案而言，适 当的原动机38的实例包括鼓风机、压缩机、泵（用于将包含反应区 用气态排放物供料24的液体加压）和空气泵。在一些实施方案中， 例如，所述原动机38是一种变速鼓风机，并且所述原动机38也可作 为被构造成选择性地控制所述反应区进给物料22的流率及限定所述 流率的流量控制元件50。
在一些实施方案中，例如，所述另一操作单元是烟筒62。所述 烟筒62被构造成接受由所述气态排放物产生过程20的出口供应的分 流气态排放物60。在操作时，所述分流气态排放物60被设定在足够 高的压力，以使其能够流经所述烟筒62。在这些实施方案中的一些 实施方案中，例如，流经所述烟筒62的分流气态排放物流60被引导 至远离所述气态排放物产生过程20的出口的空间。同样，在这些实 施方案中的一些实施方案中，例如，当所述气态排放物18的压力超 过预定最大压力时，从所述出口供应所述分流气态排放物60。在此 类实施方案中，例如，当所述气态排放物18的压力超过预定最大压 力时，会导致所述关闭元件64开启，从而进行所述分流气态排放物 60的供应。
在一些实施方案中，例如，响应于检测到二氧化碳处理量指标 代表所述反应区10要从所述反应区用气态排放物供料24接收摩尔速 率降低的二氧化碳供应这样的容量，设置烟筒62以使气态排放物18 的分流部分被引导至远离所述气态排放物产生过程20排放气态排放 物18的出口的空间，从而可减少具有不可接受的二氧化碳浓度的气 态排放物被排放至环境。
在一些实施方案中，例如，所述烟筒62是现有的烟筒62，其已 经被调整以适应由所述分流气态排放物60提供的较低气流通量。就 此而言，在一些实施方案中，例如，烟筒62内插入内衬以适应所述 较低的通量。
在一些实施方案中，例如，所述另一操作单元是可从所述分流 气态排放物60中移除二氧化碳的分离器。在一些实施方案中，例如， 所述分离器是气体吸收器。
在一些实施方案中，例如，在所述气态排放物产生过程20排放 气态排放物18、并且至少一部分所述气态排放物18被供应至反应区 10、其中被供应至反应区10的所述至少一部分气态排放物18限定反 应区用气态排放物供料24的时候，当于反应区10内检测出二氧化碳 处理量指标代表反应区10要接收摩尔速率降低的二氧化碳供应这样 的容量（例如检测出反应区内的pH低于预定的pH低值，或检测出 反应区内的光养生物质质量浓度高于光养生物质的预定质量浓度高 值）时，响应于检测的二氧化碳处理量指标代表反应区10要接收摩 尔速率降低的二氧化碳供应这样的容量，对所述反应区用气态排放物 供料24所作的调节包括：降低被供应至反应区10的反应区用气态排 放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）、或终止所述供 应，在这种情况下，所述工艺进一步包括启动含补充气体的原料48 向所述反应区10的供应，或增加被供应至反应区10的含补充气体的 原料48的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。
含补充气体的原料48中若存在二氧化碳，则其二氧化碳的摩尔 浓度低于从所述气态排放物产生过程20被供应至反应区10的所述至 少一部分气态排放物18的二氧化碳摩尔浓度。在一些实施方案中， 例如，基于所述补充气体原料48的总摩尔量，所述补充气体原料48 的二氧化碳摩尔浓度低于3摩尔%。在一些实施方案中，例如，基于 所述补充气体原料48的总摩尔量，所述补充气体原料48的二氧化碳 摩尔浓度低于一(1)摩尔%。在一些实施方案中，例如，含补充气体的 原料48作为所述反应区进给物料22的一部分被供应至所述反应区 10。在一些实施方案中，例如，所述反应区进给物料22是气态物料。 在一些实施方案中，例如，所述反应区进给物料22包括气态物料在 液态物料内的分散体。
在一些实施方案中，例如，通过调节所述反应区用气态排放物 供料24向反应区的供应以降低被供应至反应区10的反应区用气态排 放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）、或终止所述供 应与向反应区10供应所述含补充气体的原料48以降低被供应至所述 反应区10的二氧化碳的供应摩尔速率、或终止所述供应是协同操作 的。在一些实施方案中，例如，在降低被供应至反应区10的反应区 用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）或终止 所述供应、以及启动含补充气体的原料48向反应区10的供应、或增 加被供应至反应区10的含补充气体的原料48的摩尔供应速率（和/ 或体积供应速率）的同时，启动分流气态排放物60向另一操作单元 的供应、或增加向另一操作单元供应的分流气态排放物60的摩尔供 应速率（和/或体积供应速率）。
在这些实施方案中的一些实施方案中，以及如上所述，所述流 量控制元件50是三通阀门，并且可调节含补充气体的原料48向反应 区的供应，其与反应区用气态排放物供料24向反应区10的供应的调 节相结合，对所述二氧化碳处理量指标而作出响应。就此而言，当在 反应区10内检测到二氧化碳处理量指标代表所述反应区要接收摩尔 速率降低的二氧化碳供应这样的容量（例如检测出反应区内的pH低 于预定的pH低值，或检测出反应区内的光养生物质质量浓度高于光 养生物质的预定质量浓度高值）时，所述控制器通过驱动所述阀门 50以启动含补充气体的原料48向反应区的供应、或增加被供应至反 应区10的所述含补充气体的原料48的摩尔供应速率（和/或体积供 应速率）而作出响应。在一些实施方案中，在含补充气体的原料48 被供应至反应区10的时候，当在反应区10内检测到二氧化碳处理量 指标代表所述反应区要接收摩尔速率增加的二氧化碳供应这样的容 量（例如检测出反应区内的pH高于预定的pH高值，或检测出反应 区内的光养生物质质量浓度低于光养生物质的预定质量浓度低值） 时，所述控制器通过驱动所述阀门50以降低被供应至反应区10的所 述含补充气体的原料48的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）或终 止其供应而作出响应。
在另一个方面中，在气态排放物产生过程20排放气态排放物 18、并且至少一部分所述气态排放物18被供应至反应区10、其中被 供应至反应区10的所述至少一部分气态排放物18限定反应区用气态 排放物供料24的时候，以及所实施的操作是使所述供应至反应区10 的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速 率）降低、或使所述供应终止，在这种情况下，所述工艺进一步包括 启动含补充气体的原料48向反应区10的供应、或增加含补充气体的 原料48向所述反应区10的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。
在一些实施方案中，例如，启动含补充气体的原料48向所述反 应区10的供应、或增加被供应至反应区10的含补充气体的原料48 的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）是响应于检测到被供应至反 应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积 供应速率）降低或所述供应终止、或检测到被供应至反应区10的反 应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）有 降低的指示或所述供应有终止的指示而实施的。例如，如上所述，被 供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和 /或体积供应速率）降低或所述供应终止是响应于检测到二氧化碳处 理量指标代表反应区10要接收摩尔速率降低的二氧化碳供应这样的 容量而实施的。在一些实施方案中，例如，提供流量传感器，以用于 检测所述反应区用气态排放物供料24的摩尔流率（在这种情况中， 也采用气体分析器）或体积流率，以及将代表所述反应区用气态排放 物供料24的实测摩尔流率（或体积流率，根据具体情况而定）的信 号传输到控制器。在所述控制器将来自所述流量传感器的代表所述反 应区用气态排放物供料24的当前实测摩尔流率（或体积流率，根据 具体情况而定）的接收信号、与代表先前接收的代表所述反应区用气 态排放物供料24的先前实测摩尔流率（或体积流率，根据具体情况 而定）的信号进行比较、并确认所述反应区用气态排放物供料24的 摩尔流率（或体积流率，根据具体情况而定）降低之后，所述控制器 驱动流量控制元件的开口，例如阀门（例如阀门50），以启动从含 补充气体的原料48的来源向反应区10供应所述含补充气体的原料 48，或增加从含补充气体的原料48的来源向反应区10供应的所述含 补充气体的原料48的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。
在这些实施方案中的另一些实施方案中，通过降低由所述气态 排放物产生过程20排放的气态排放物18的摩尔速率（和/或体积流 率）降低被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供 应速率（和/或体积供应速率）、或终止所述供应。在这些实施方案 中的一些实施方案中，例如，响应于检测到由所述气态排放物产生过 程20排放的气态排放物18的摩尔速率（和/或体积流率）降低、或 检测到由所述气态排放物产生过程20排放的气态排放物18的摩尔速 率（和/或体积流率）有降低的指示，相应地启动含补充气体的原料 48向所述反应区10的供应、或相应地增加被供应至反应区10的含 补充气体的原料48的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）。在一些 实施方案中，例如，提供流量传感器，以用于检测所述气态排放物 18的摩尔流率（在这种情况中，也采用气体分析器）或体积流率， 以及将代表所述气态排放物18的实测摩尔流率（或体积流率，根据 具体情况而定）的信号传输到控制器。在所述控制器将来自所述流量 传感器的代表所述气态排放物18的当前实测摩尔流率（或体积流率， 根据具体情况而定）的接收信号、与先前接收的代表所述气态排放物 18的先前实测摩尔流率（或体积流率，根据具体情况而定）的信号 进行比较、并确认所述气态排放物18的摩尔流率（或体积流率，根 据具体情况而定）降低之后，所述控制器驱动流量控制元件的开口， 例如阀门（例如阀门50），以启动从含补充气体的原料48的来源向 反应区10供应所述含补充气体的原料48，或增加从含补充气体的原 料48的来源向反应区10供应的所述含补充气体的原料48的摩尔供 应速率（和/或体积供应速率）。
在一些实施方案中，例如，当启动含补充气体的原料48向反应 区10的供应、或增加被供应至反应区10的所述含补充气体的原料 48的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）的同时，将置于反应区10 的光养生物质暴露于光合有效光辐射下。在一些实施方案中，例如， 通过流量控制元件50（例如在由控制器驱动后）调节所述含补充气 体的原料48向反应区10的供应。在一些实施方案中，在对所述气态 排放物产生过程20所排放的气态排放物18的实测摩尔流率（或体积 流率）与所述气态排放物产生过程20所排放的气态排放物18的先前 实测摩尔流率（或体积流率）进行比较、并确认由气态排放物产生过 程20排放的气态排放物18的摩尔流率（或体积流率）已降低时，控 制器实施所述的驱动。
就任何上述的本工艺的实施方案而言，其中降低被供应至反应 区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供 应速率）或终止其供应、以及启动含补充气体的原料48向反应区10 的供应、或增加被供应至反应区10的所述含补充气体的原料48的摩 尔供应速率（和/或体积供应速率），在这些实施方案中的一些实施 方案中，例如，启动含补充气体的原料48向反应区10的供应、或增 加被供应至反应区10的所述含补充气体的原料48的摩尔供应速率 （和/或体积供应速率），至少部分补偿了由于被供应至反应区10的 反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率） 降低或其供应终止而导致的被供应至反应区10的原料（例如所述反 应区进给物料22的原料）的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降 低、或所述原料（例如所述反应区进给物料22的原料）的供应终止。 在一些实施方案中，例如，对于所述的由于被供应至反应区10的反 应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降 低或其供应终止而导致的被供应至反应区10的原料（例如所述反应 区进给物料22的原料）的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）降低、 或所述原料（例如所述反应区进给物料22的原料）的供应终止所作 的补偿，例如通过启动含补充气体的原料48的供应、或增加所述含 补充气体的原料48的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）所实现的 那样，可使得向反应区10供应的原料（例如所述反应区进给物料22 的原料）的摩尔供应速率（和/或体积供应速率）实质上没有变化。
在一些实施方案中，以下(a)和(b)的组合：(a)降低被供应至反 应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔供应速率（和/或体积 供应速率）、或终止所述供应；以及(b)启动含补充气体的原料48 向反应区10的供应、或增加其摩尔供应速率（和/或体积供应速率）， 可减轻由于被供应至反应区10的反应区用气态排放物供料24的摩尔 供应速率（和/或体积供应速率）降低、或其供应终止而导致的反应 区10中搅动变弱的程度。在一些实施方案中，例如，含补充气体的 原料以及任何所述反应区用气态排放物供料24的组合作为所述反应 区进给物料22的至少一部分被供应至反应区，以及将所述反应区进 给物料22供应至反应区10并且对反应区内的物料产生搅动作用，从 而使得反应区10内任何两点的光养生物质的质量浓度差异低于 20%。在一些实施方案中，例如，所产生的搅动作用可使反应区10 内任何两点的光养生物质的质量浓度差异低于10%。供应含补充气 体的原料48的目的是减少反应区内任何两点的光养生物质之间产生 高于所需最大极限的浓度梯度。
在一些实施方案中，例如，含补充气体的原料48气态物料。在 这些实施方案中的一些实施方案中，例如，含补充气体的原料48包 括气态物料在液态物料内的分散体。在这些实施方案中的一些实施方 案中，例如，含补充气体的原料48包括空气。在这些实施方案中的 一些实施方案中，例如，以流体的形式提供含补充气体的原料48。
在某些情况下，较佳的是，利用由所述气态排放物产生过程20 排放的气态排放物18中的二氧化碳使光养生物质生长，但是所述排 放气态排放物18内的二氧化碳摩尔浓度对于所述光养生物质所需的 生长速率而言是过剩的。就此而言，在反应区进给物料22被供应至 所述反应区10、并且所述反应区进给物料22是由气态排放物产生过 程20排放的反应区用气态排放物供料24供应的、使得所述反应区用 气态排放物供料24限定所述反应区进给物料22的至少一部分的时 候，如果所述反应区进给物料22中的二氧化碳浓度过高（所述二氧 化碳浓度至少部分归因于用于获得反应区用气态排放物供料24的所 述气态排放物18的二氧化碳摩尔浓度），则在暴露于所述反应区进 给物料22时，光养生物质可能会出现不利的反应。
在其他情况下，在反应区进给物料22被供应至所述反应区10、 并且所述反应区进给物料22是由补充二氧化碳供料92供应的、使得 所述补充二氧化碳供料92限定所述反应区进给物料22的至少一部分 的时候，所述补充二氧化碳供料92可能含有相对较高浓度的二氧化 碳（例如基于补充二氧化碳供料92的总摩尔量为高于90摩尔%的二 氧化碳），这样，在暴露于所述反应区进给物料22时，光养生物质 可能会出现不利的反应。
就此而言，在另一个方面中，二氧化碳被供应至所述反应区10， 并且所供应的二氧化碳限定所述反应区二氧化碳供料。提供浓缩二氧 化碳供料25A，其中所述浓缩二氧化碳供料25A包含所述反应区二 氧化碳供料。所述浓缩二氧化碳供料25A与补充气态稀释剂90掺混。 所述渗混可产生稀释的二氧化碳供料25B，其中所述稀释的二氧化碳 供料25B的二氧化碳摩尔浓度低于所述浓缩二氧化碳供料25A的二 氧化碳摩尔浓度。至少一部分所述稀释的二氧化碳供料25B被供应 至反应区10。所述补充气态稀释剂90的二氧化碳摩尔浓度低于所述 浓缩二氧化碳供料25A的二氧化碳摩尔浓度。在一些实施方案中， 例如，所述反应区二氧化碳供料包含由所述气态排放物产生过程20 排放的二氧化碳、或由其限定。在一些实施方案中，例如，所述反应 区二氧化碳供料包含所述补充二氧化碳供料92、或由其限定。
在另一个方面中，在气态排放物产生过程20排放气态排放物18 时，将浓缩二氧化碳供料25A与补充气态稀释剂90掺混，其中所述 浓缩二氧化碳供料25A包含用于获得气态排放物的供料24A，其中 所述用于获得气态排放物的供料24A由所述气态排放物产生过程20 所排放的气态排放物18的至少一部分所限定。所述掺混效果产生了 稀释的二氧化碳供料25B，其中所述稀释的二氧化碳供料25B的二 氧化碳摩尔浓度低于所述浓缩二氧化碳供料25A的二氧化碳摩尔浓 度。至少一部分所述稀释的二氧化碳供料25B被供应至反应区10。 所述补充气态稀释剂90的二氧化碳摩尔浓度低于所述浓缩二氧化碳 供料25A的二氧化碳摩尔浓度。在这些实施方案中的一些实施方案 中，例如，在将所述浓缩二氧化碳供料25A与所述补充气态稀释剂 90掺混的同时，将置于反应区10内的光养生物质暴露于光合有效光 辐射下。在一些实施方案中，例如，所述浓缩二氧化碳供料25A由 所述用于获得气态排放物的供料24A所限定。在一些实施方案中， 例如，所述浓缩二氧化碳供料25A包含所述补充二氧化碳供料92。 在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，将所述补充二氧化碳供 料92供应至所述浓缩二氧化碳供料25A，同时进行掺混。
在一些实施方案中，例如，所述稀释的二氧化碳供料25B含有 低于预定二氧化碳摩尔浓度最大值的二氧化碳摩尔浓度。在一些实施 方案中，例如，基于所述稀释的二氧化碳供料25B的总摩尔量，所 述预定二氧化碳摩尔浓度最大值是至少30摩尔%。在一些实施方案 中，例如，基于所述稀释的二氧化碳供料25B的总摩尔量，所述预 定二氧化碳摩尔浓度最大值是至少20摩尔%。在一些实施方案中， 例如，基于所述稀释的二氧化碳供料25B的总摩尔量，所述预定二 氧化碳摩尔浓度最大值是至少10摩尔%。
在一些实施方案中，例如，所述补充气态稀释剂90与所述浓缩 二氧化碳供料25A的掺混是响应于检测到由二氧化碳产生过程20排 放的气态排放物18内的二氧化碳摩尔浓度大于预定二氧化碳摩尔浓 度最大值而实施的。在一些实施方案中，例如，基于所述气态排放物 18的总摩尔量，所述预定二氧化碳摩尔浓度最大值是至少10摩尔%。 在一些实施方案中，例如，基于所述气态排放物18的总摩尔量，所 述预定二氧化碳摩尔浓度最大值是至少20摩尔%。在一些实施方案 中，例如，基于所述气态排放物18的总摩尔量，所述预定二氧化碳 摩尔浓度最大值是至少30摩尔%。就此而言，在一些实施方案中， 例如，提供二氧化碳传感器781，以用于检测所排放的气态排放物18 的二氧化碳摩尔浓度，以及将代表由所述气态排放物产生过程20排 放的气态排放物18的二氧化碳摩尔浓度的信号传输到控制器。在一 些实施方案中，所述二氧化碳传感器是气体分析器，这样，实测浓度 就是摩尔浓度。在所述控制器将来自所述二氧化碳传感器781的代表 所述气态排放物18的实测二氧化碳摩尔浓度的接收信号与预定二氧 化碳摩尔浓度最大值进行比较、并确认所述气态排放物18的二氧化 碳摩尔浓度大于所述预定二氧化碳摩尔浓度最大值时，所述控制器开 启控制阀门901的开口或使其开口增大，从而供应补充气态稀释剂 90以用于与所述浓缩二氧化碳供料25A掺混。
在一些实施方案中，例如，在所述气态排放物产生过程20排放 二氧化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至反应区10、 其中被供应至反应区10的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反 应区用排放二氧化碳供料的时候，当检测到供应至反应区10的反应 区用排放二氧化碳供料的供应摩尔速率有降低的指示时，增加被供应 至反应区10的补充二氧化碳供料92的供应摩尔速率，或启动补充二 氧化碳供料92向反应区10的供应。在响应于检测到所述反应区用排 放二氧化碳供料向反应区10的供应摩尔速率有降低的指示、而将所 述补充二氧化碳供料92供应至所述浓缩二氧化碳供料25A、从而使 得至少一部分所述浓缩二氧化碳供料25A由所述补充二氧化碳供料 92所限定、并且在至少一部分所述浓缩二氧化碳供料25A被供应至 反应区10的时候，所述浓缩二氧化碳供料25A与所述补充气态稀释 剂90掺混而产生了稀释的二氧化碳供料25B。在一些实施方案中， 例如，所述补充二氧化碳供料92的来源是二氧化碳气瓶。在一些实 施方案中，例如，所述补充二氧化碳供料92的来源是空气供应。在 这些实施方案中的一些实施方案中，在所述浓缩二氧化碳供料25A 与所述补充二氧化碳供料92掺混而产生所述稀释的二氧化碳供料 25B、并且至少一部分所述稀释的二氧化碳供料25B被供应至反应区 10的同时，将置于反应区10内的所述光养生物质暴露于光合有效光 辐射下。在一些实施方案中，例如，所述浓缩二氧化碳供料25A与 所述补充二氧化碳供料92掺混以产生所述稀释的二氧化碳供料25B， 从而使得所述稀释的二氧化碳供料25B含有低于所述预定二氧化碳 浓度最大值的二氧化碳摩尔浓度。在一些实施方案中，例如，掺混是 响应于检测到所述浓缩二氧化碳供料25A（其包含所述补充二氧化碳 供料92）内的二氧化碳摩尔浓度高于预定二氧化碳摩尔浓度最大值 而实施的。在一些实施方案中，例如，所述反应区用排放二氧化碳供 料向反应区10的供应摩尔速率有降低的指示是任何上文所述的指 示。在一些实施方案中，例如，为了使光养生物质维持恒定的生长速 率，提供所述补充二氧化碳供料92以补偿被供应至反应区10的反应 区用气态排放物供料24的供应摩尔速率的降低，如果所述降低被认 为仅是暂时性的话（例如少于两周）。
在以下这些实施方案中，所述浓缩二氧化碳供料25A包含补充 二氧化碳供料92，并且所述浓缩二氧化碳供料25A与所述补充气态 稀释剂90掺混以产生所述稀释的二氧化碳供料25B，至少一部分所 述稀释的二氧化碳供料25B被供应至反应区，在这种情况下，对所 述浓缩二氧化碳供料25A与所述补充气态稀释剂90的掺混加以设 计，使得产生含有预定摩尔浓度的二氧化碳的稀释二氧化碳供料 25B。
在一些实施方案中，例如，所述补充气态稀释剂90是气态物料。 在一些实施方案中，例如，所述补充气态稀释剂90包含空气。在一 些实施方案中，例如，所述补充气态稀释剂90以流体的形式被供应 至所述浓缩二氧化碳供料25A。
置于反应区10内的所述反应混合物被暴露于光合有效光辐射 下，从而可进行光合作用。所述光合作用可使光养生物质生长。在一 些实施方案中，例如，提供置于水性介质内的富含二氧化碳的光养生 物质，以及将所述置于水性介质内的富含二氧化碳的光养生物质暴露 于光合有效光辐射下以进行光合作用。
在一些实施方案中，例如，所述光辐射的特征在于波长介于400～ 700nm之间。在一些实施方案中，例如，所述光辐射是自然日光的 形式。在一些实施方案中，例如，通过人造光源14提供所述光辐射。 在一些实施方案中，例如，所述光辐射包括自然日光和人造光。
在一些实施方案中，例如，控制所提供的光线的强度，以符合 反应区10内所述光养生物质所需的生长速率。在一些实施方案中， 根据反应区10内所述光养生物质生长速率的测定来调节所提供的光 线的强度。在一些实施方案中，根据被供应至所述反应区进给物料 22中的二氧化碳的供应摩尔速率来调节所提供的光线的强度。
在一些实施方案中，例如，视反应区10的条件，提供预定波长 的光线。已经说过，通常，所述光线是用1:4的蓝色光源和红色光源 提供的。此比例视所使用的光养生物而不同。此外，当需要模拟每日 循环模式时可改变所述比例。例如，当模拟黎明或黄昏时，提供更多 的红色光，而当模拟中午状况时则提供更多的蓝色光。此外，通过提 供更多的蓝色光来模拟人工回收循环时可改变此比例。
已发现，蓝光会刺激藻类细胞内部结构的重建，在一段快速生 长之后其内部结构可能会变得受损，而红光则促进藻类的生长。同样， 已发现，只要提供足够的二氧化碳（以及在一些实施方案中，提供其 他营养物），从光谱中排除绿光可在甚至超过先前已被确定为其在水 中的“饱和点”的情况下仍使藻类于反应区10内持续地生长。
就人造光源而言，例如，适当的人造光源14包括沉入式光纤、 发光二极管、LED带和荧光。本领域已知的任何LED带可被用于此 工艺中。在沉入式LED的情况中，其设计包括使用太阳能电池来供 应电力。在沉入式LED的情况中，在一些实施方案中，例如，能源 包括替代式能源，例如风力、光伏电池、燃料电池等，以便为LED 供应电力。
就所述反应区10被置于包括贮槽的光生物反应器12内的实施 方案而言，在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，由下列的光 源的组合来提供所述光能。将阳光形式的自然光源16通过太阳能集 热器捕获、并且利用能向反应区10提供所需波长的光的常规透镜进 行过滤。然后，来自太阳能集热器的经过过滤的光线通过光导或光纤 材料而传输到光生物反应器12中，在光生物反应器12中，所述光线 变成分散于反应区10内。在一些实施方案中，除了阳光以外，光生 物反应器12内的灯管还包含高功率LED阵列，其能够提供特定波长 的光以根据需要对阳光加以补充、或者在黑暗期间（例如夜间）为反 应区10提供全部所需的光线。在一些实施方案中，就光导而言，例 如，使透明的传热介质（例如乙二醇溶液）在所述光生物反应器12 内的光导中循环，以调节光导内的温度，以及在一些情况下，提供所 述传热介质以使所述光导的热量受控地耗散并进入所述反应区10 内。在一些实施方案中，例如，可根据针对气态排放物18观察到的 趋势来预测所述LED的功率需求、并且因此加以控制，这是因为这 些观察到的趋势有助于预测所述光养生物质在以后的时间里的生长 速率。
在一些实施方案中，在供应所述反应区进给物料22的同时将所 述反应混合物暴露于光合有效光辐射下。
在一些实施方案中，例如，所述光养生物质的生长速率取决于 可用的反应区用气态排放物供料24（由所述气态排放物产生过程20 排放的气态排放物18的至少一部分限定、并且被供应至反应区10）。 其继而限定了使光养生物质生长速率最大化时所需的营养物、水和光 强度。在一些实施方案中，例如，提供控制器，例如计算机实施系统， 以用于监视和控制本文所述工艺的各种元件的操作，包括光线、阀门、 传感器、鼓风机、风扇、气闸、泵等。
由所述反应区排放出反应区产物500。所述反应区产物500包括 光养生物质58。在一些实施方案中，例如，所述反应区产物500包 含所述反应区10的内容物中的至少一部分。就此而言，可从所述排 放的反应区产物500收获光养生物质。在一些实施方案中，例如，反 应区气态排放产物80也由所述反应区10排出。
在另一个方面中，提供一种在反应区10内生长光养生物质的工 艺，其包括根据光养生物质生长指标的检测来调节排放所述光养生物 质的速率。在一些实施方案中，例如，被调节的光养生物质排放速率 为光养生物质的质量排放速率。
用于在暴露于光合有效光辐射下进行光合作用的反应混合物 （生产用途反应混合物的形式）被置于所述反应区10内。所述生产 用途反应混合物包括可于反应区10内生长的用于生产用途光养生物 质。就此而言，在反应区10内提供一反应区质量浓度的生产用途光 养生物质。
应当理解的是，引入术语“生产用途”是为了将光养生物质生 长过程中的反应混合物和光养生物质与“评估用途反应混合物”和“评 估用途光养生物质”区别开，在一些实施方案中，“评估用途反应混 合物”和“评估用途光养生物质”是预定光养生物质生长指标目标值 的组成部分，如下文进一步描述。
在置于反应区10内的所述反应混合物被暴露于光合有效光辐射 下、并且在反应区内进行生产用途光养生物质的生长、以及从反应区 10排放出所述生产用途光养生物质的时候，当检测到反应区内的光 养生物质生长指标与预定光养生物质生长指标目标值之间有差异时， 所述工艺包括调节反应区10内所述生产用途光养生物质的质量排放 速率，其中所述预定光养生物质生长指标目标值与置于反应区10内 并被暴露于光合有效光辐射下的所述反应混合物内的生产用途光养 生物质的预定生长速率相关联。在一些实施方案中，例如，所述生产 用途光养生物质的预定生长速率是该生产用途光养生物质的质量（或 质量浓度）生长速率。所述生产用途光养生物质进行的生长包括通过 光合作用进行的生长。在一些实施方案中，例如，所述生长包括通过 消耗置于反应混合物内的补充营养物的代谢过程而进行的生长。
所述预定光养生物质生长指标目标值对应于置于反应区10内并 被暴露于光合有效光辐射下的所述反应混合物内的生产用途光养生 物质的生长速率为预定的生长速率时的光养生物质生长指标目标值。
在一些实施方案中，例如，以置于反应区10内并被暴露于光合 有效光辐射下的所述反应混合物内的生产用途光养生物质的预定生 长速率的10%以内进行所述生产用途光养生物质的生长。在一些实 施方案中，以置于反应区10内并被暴露于光合有效光辐射下的所述 反应混合物内的生产用途光养生物质的预定生长速率的5%以内进行 所述生产用途光养生物质的生长。在一些实施方案中，例如，以置于 反应区10内并被暴露于光合有效光辐射下的所述反应混合物内的生 产用途光养生物质的预定生长速率的1%以内进行所述生产用途光养 生物质的生长。
在一些实施方案中，例如，所述调节是响应于实测光养生物质 生长指标与所述预定光养生物质生长指标目标值的比较而实施的。
在一些实施方案中，例如，所述工艺进一步包括检测光养生物 质生长指标以提供所述实测光养生物质生长指标。
在一些实施方案中，例如，所述光养生物质生长指标是置于所 述反应区10内的反应混合物内的光养生物质的质量浓度。
在一些实施方案中，例如，所述实测光养生物质生长指标代表 置于所述反应区10内的反应混合物内的生产用途光养生物质的质量 浓度。就此而言，这些实施方案中的一些实施方案中，例如，所述实 测光养生物质生长指标是置于反应区10内的反应混合物内的生产用 途光养生物质的质量浓度。在这些实施方案中的其他实施方案中，例 如，所述实测光养生物质生长指标是反应区产物500内所述生产用途 光养生物质的质量浓度。在一些实施方案中，例如，通过细胞计数器 47检测所述浓度。例如，一种适当的细胞计数器是由美国威斯康辛 州德国城的optek-Danulat公司供应的AS-16F单通道吸收探针。用于 测定光养生物质指标的质量浓度的其他适当的装置包括其他光散射 传感器，例如分光光度计。此外，可人工测定所述光养生物质的质量 浓度，然后将所述值手动输入至所述控制器以产生所需的响应。
在一些实施方案中，采用传感器300检测光养生物质的质量浓 度，传感器300通常结合了吸光度传感器和浊度传感器。就此而言， 传感器300包括：两个不同的光发射器302、304（小的发光二极管 (LED)），其分别被构造为发出波长互不相同的光；以及光学传感器 306，其在所述光发射器发光时检测光。
所述两个光发射器302、304是针对不同的目的而提供的。光发 射器302被构造为发出会被光养生物质吸收的波长的光。在光养生物 质是藻类光养生物质时，在一些实施方案中，光发射器302发出的光 为蓝光和/或红光。在藻类于光生物反应器12中、在红光的存在下生 长的那些实施方案中，光发射器302被构造为发出蓝光，以获得更精 确的测量结果。另一个光发射器304被构造为发出会被光养生物质反 射或散射的波长的光，或者其特征至少在于：其发出的光比光发射器 302发出的光有更大的可能性会被光养生物质反射或散射。在光养生 物质是藻类光养生物质时，在一些实施方案中，光发射器304发出的 光为绿光。所述两个光发射器302、304以相对于光学传感器306为 间隔开的关系设置（约1cm，但是可随着发光强度以及预计的光养 生物质的质量浓度而变化）。在操作中，光发射器302和光发射器 304二者彼此轮流发光。在一些实施方案中，该传感器发光的特征在 于：光发射器302和304发出交替的光脉冲。在这些实施方案中的一 些实施方案中，例如，光发射器302发出持续规定的时段T1的光脉 冲，而在该时段T1期间，光发射器304基本上不发光，然后，在时 段T1结束时，光发射器304发出持续规定的时段T2的光脉冲，而 在该时段T2期间，光发射器302基本上不发光，然后按照检测光养 生物质的质量浓度的需要而多次重复该循环。通过使光发射器302 和304二者交替发光，可避免或减轻对光发射器302和304中一者发 出的光进行检测时受到由光发射器302和304中另一者发出的光的干 扰。各个光脉冲的持续时间并不太关键，但是通常对每个光发射器采 用约1秒的时间，这样，光学传感器306就有时间适应新的波长并记 录数值，而不会受到刚刚关掉的另一个光发射器的散射的影响。
在光发射器302发光时，光学传感器306检测未被光养生物质 吸收的光并将其传输到控制器，这就是代表未被光养生物质吸收的光 的量的信号，然后，控制器会将该信号与代表光发射器302的发光强 度的信号进行对比，并转化成被光养生物质吸收的光的量的信号。在 光发射器304发光时，光学传感器306检测被光养生物质散射或反射 的光并将其传输到控制器，这就是代表被光养生物质散射或反射的光 的量的信号。控制器将这些信号合并成代表密度测量（即光养生物质 的质量浓度）的信号。基于在水性介质中的藻的质量浓度与光养生物 质对光发射器302发出的光的吸收、以及光养生物质对光发射器304 发出的光的反射（或散射）之间的预定的相关性，将控制器校准。所 述相关性是基于对已知质量浓度的、将要在置于光生物反应器12内 的水性介质中生长的光养生物质进行校准测量而预定的（即，将该水 性介质内的光养生物质的质量浓度定义为以下参数的函数：(i)光养 生物质对光发射器302发出的光的吸收，以及(ii)光养生物质对光发 射器304发出的光的反射(或散射)）。
参见图4A、4B以及图5A、5B，在一些实施方案中，光发射器 302、304和光学传感器306被安装在一个共用的外壳308中，并且 被构造为用导线310与电源和控制传输器电连通，以用于测量电信号 （电流或电压，根据控制装备而定）。例如，如图4A、4B以及图 5A、5B所示，该构造可用于对光生物反应器12的罐中的光养生物 质的质量浓度进行检测。在其他实施方案中，例如在图6所示的实施 方案中，例如，光发射器302、304和光学传感器306不一定需要被 安装在一个共用的外壳中。在图6所示的实施方案中，这种构造的传 感器300被共操作地安装至管道（例如用于从光生物反应器12排放 光养生物质的管道312），以测量流过管道312的浆料中的光养生物 质的质量浓度。
除了测量在光生物反应器12内、或者在排放含有收获的光养生 物质的浆料的流体通道内的光养生物质浓度以外，传感器300还可以 用于测量从脱水操作中回收的返回水72中的光养生物质的质量浓 度，将其与光生物反应器12排放的光养生物质的质量浓度相比较， 以确定脱水操作的分离效率。
在一些实施方案中，例如，使所述光养生物质进行生长包括向 反应区10供应二氧化碳、以及将生产用途反应混合物暴露于光合有 效光辐射下。在一些实施方案中，例如，所供应的二氧化碳是由所述 气态排放物产生过程20的气态排放物18供应的。在一些实施方案中， 例如，所述气态排放物产生过程20排放出气态排放物18，并且至少 一部分所述气态排放物18被供应至反应区进给物料22（作为反应区 用气态排放物供料24），并且所述反应区进给物料22被供应至反应 区10，这时，所供应的二氧化碳是由所述气态排放物产生过程20的 气态排放物18供应的。就此而言，在一些实施方案中，例如，当进 行生长时将二氧化碳供应到所述反应区10，其中当所述气态排放物 18由气态排放物产生过程20排出时，至少一部分被供应至反应区10 的二氧化碳是由所述气态排放物18供应的。
在一些实施方案中，例如，所述生产用途反应混合物还含有水 和二氧化碳。
在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，如上所述，所述 光养生物质生长的预定速率基于被置于反应区10内并被暴露于光合 有效光辐射下的反应混合物内的所述光养生物质生长的最大速率。就 此而言，当光养生物质的预定生长速率为光养生物质的质量（或质量 浓度）生长速率时，所述光养生物质的预定的质量（或质量浓度）生 长速率基于被置于反应区10内并被暴露于光合有效光辐射下的反应 混合物内的所述光养生物质的质量（或质量浓度）生长速率最大值。
在一些实施方案中，例如，所述生产用途光养生物质的预定生 长速率是置于反应区10内并被暴露于光合有效光辐射下的所述反应 混合物内的生产用途光养生物质的最大生长速率的至少90%。在一 些实施方案中，例如，所述预定生长速率是置于反应区10内并被暴 露于光合有效光辐射下的所述反应混合物内的生产用途光养生物质 的最大生长速率的至少95%。在一些实施方案中，例如，所述预定 生长速率是置于反应区10内并被暴露于光合有效光辐射下的所述反 应混合物内的生产用途光养生物质的最大生长速率的至少99%。在 一些实施方案中，例如，所述预定生长速率等于置于反应区10内并 被暴露于光合有效光辐射下的所述反应混合物内的生产用途光养生 物质的最大生长速率。
图7示出了如何通过在光生物反应器系统内的光养生物质生长 的过程中测量光养生物质（藻）的质量浓度来确定光养生物质（藻） 的质量生长速率最大值，将其表示为所述光生物反应器系统内的光养 生物质的质量浓度生长速率最大值。图7所示的曲线是典型的藻生长 系统的特征，但是确切的时间和浓度极限因配置而异（最大质量浓度 和质量浓度生长速率最大值是既定的系统极限）。在知道这些特征曲 线的形式和行为的情况下，可通过监控短时段内的质量浓度（或密度） 来确定这些系统参数，这样，就能将其转换为实时的生长速率。这些 密度测量和相应的实时生长评估有助于通过计算生长加速度 （A=dG/dt）并找出该值趋于0时的范围来确定发生最大限度的生长 时的藻的浓度（还参见图9A和9B）。
一旦确定了最大生长速率，就可以开始收获循环，以有效地移 除藻产物，并使得支持该系统的最大生长速率所需的同样的稠度 （consistency）和生长条件得以保持。
图8示出了在光生物反应器内的光养生物质（藻）的质量浓度 被控制为与光养生物质（藻）的质量浓度生长速率最大值相关联的浓 度的条件下进行收获时，光养生物质（藻）的产率(a)相对于光养生 物质（藻）以分批方式生长同样的时间段而不进行任何收获的情况(b) 得到了提高。重要的是，与分批情况相比，所述提高的收获产率可以 持续较长的时间段并且不会在培养物达到其最大密度时终止（因为绝 不会允许发生这样的情况）。
图9A和9B总体上示出了光养生物质（藻）的质量浓度的增长 与光养生物质的质量浓度的函数关系、以及光养生物质（藻）的质量 浓度生长速率最大值、以及出现该质量浓度生长速率最大值时的质量 浓度和如何确定该值。
图7、8、9A和9B示例性说明了藻生长系统，但是它们的信息 与其他光养生物质生长系统也是相关的。
在一些实施方案中，例如，当调节由反应区10排放的所述生产 用途光养生物质的速率时，将置于反应区内的所述反应混合物的体积 维持恒定或实质上恒定达至少一(1)小时的一段时间。在一些实施方 案中，例如，所述一段时间是至少六(6)小时。在一些实施方案中， 例如，所述一段时间是至少24小时。在一些实施方案中，例如，所 述一段时间是至少七(7)天。在一些实施方案中，例如，当进行所述 调节时，为了达到所述工艺的最佳经济效益，将置于反应区内的所述 反应混合物的体积维持恒定或实质上恒定达一段时间，使得所述预定 光养生物质生长指标值、以及所述光养生物质生长的预定速率在所述 一段时间内维持恒定或实质上恒定。
在一些实施方案中，例如，所述反应区10被置于光生物反应器 12内，并且所述生产用途光养生物质是通过向反应区10供应水性进 给物料4的置换方式从所述光生物反应器12（和反应区10）中排出 的。换言之，向所述反应区10供应水性进给物料4能够从光生物反 应器12（和反应区10）置换出所述生产用途光养生物质，从而由所 述光生物反应器12（和反应区10）排放出所述生产用途光养生物质。 在一些实施方案中，例如，所述生产用途光养生物质是通过光生物反 应器12的溢流置换方式被排出所述光生物反应器12的。
在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料4实质上不含光 养生物质。在其他实施方案中，例如，所述水性进给物料含有质量浓 度低于反应区10内的反应混合物内的光养生物质的质量浓度的光养 生物质。
在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料4是以来自水性 进给物料4的来源6的流体的形式供应的。例如，所述流体由原动机 驱动，所述原动机例如为泵。在一些实施方案中，例如，所述水性进 给物料包含补充水性物质供料44。如上所述，在一些实施方案中， 例如，至少一部分所述补充水性物质供料44由容器28供应。就此而 言，在水性进给物料4内含有所述补充水性物质供料44的实施方案 中，所述容器作为所述水性进给物料4的来源6。
在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料4包括补充营养 物供料42和补充水性物质供料44。在这些实施方案中的一些实施方 案中，所述水性进给物料4被供应至所述反应区10上游的反应区进 给物料22。就此而言，如上所述并参照图2，在这些实施方案中的一 些实施方案中，所述补充营养物供料42和补充水性物质供料44通过 反应区10上游的喷头40被供应至反应区进给物料22。
在一些实施方案中，例如，当实测光养生物质生长指标是置于 反应区10内的反应混合物内的光养生物质的质量浓度、并且所述置 于反应区10内的反应混合物内的光养生物质的实测质量浓度低于预 定光养生物质质量浓度目标值时，所述调节包括降低自反应区10排 放的生产用途光养生物质的质量排放速率。在这些实施方案中的一些 实施方案中，例如，通过向反应区10供应水性进给物料4的置换方 式从反应区10排放所述生产用途光养生物质，并且通过降低所述水 性进给物料4向反应区10的供应速率（例如体积供应速率或摩尔供 应速率）或终止所述供应，以降低从反应区10排放所述生产用途光 养生物质的质量排放速率。就此而言，当通过此类置换方式排放所述 生产用途光养生物质时，在一些实施方案中，例如，在所述实测光养 生物质生长指标是置于反应区10内的反应混合物内的光养生物质的 质量浓度时，在对所述置于反应区10内的反应混合物内的光养生物 质通过细胞计数器47检测出的实测质量浓度与预定光养生物质质量 浓度目标值进行比较、并确认所述实测质量浓度低于所述预定光养生 物质质量浓度目标值时，所述控制器通过降低所述水性进给物料4 向反应区10的供应速率（例如体积供应速率或摩尔供应速率）或终 止所述供应而作出响应，由此降低所述生产用途光养生物质从反应区 10排放的质量速率或终止其排放。在一些实施方案中，例如，所述 控制器通过使控制阀441的开口减小而降低所述水性进给物料4供应 至反应区10的速率，所述控制阀441置于有助于从来源6将水性进 给物料4的流体供应至反应区10的流道内。在一些实施方案中，例 如，所述控制器通过使控制阀441关闭而终止所述水性进给物料4 向反应区10的供应，所述控制阀441置于有助于从来源6将水性进 给物料4的流体供应至反应区10的流道内。在一些实施方案中，例 如，所述水性进给物料4的流体由原动机驱动，所述原动机例如为泵 281。在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料4的流体由重力 驱动。在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料4包括由容器 28供应的补充水性物质供料44。在一些实施方案中，所述水性进给 物料4是由容器28供应的补充水性物质供料44。在这些实施方案中 的一些实施方案中，例如，所述补充水性物质供料44是借助于泵281 由容器28供应的，以及在这些实施方案中的另一些实施方案中，例 如，所述补充水性物质供料44是借助于重力由容器28供应的。在一 些实施方案中，例如，当提供原动机（例如泵281）使所述水性进给 物料4向反应区10流动时，控制器通过使所述原动机281（例如泵 281）向水性进给物料4供应的动力降低，例如通过降低所述原动机 281的速度，使得所述水性进给物料4向反应区10的供应速率降低。 在一些实施方案中，例如，当提供原动机（例如泵281）使所述水性 进给物料4向反应区10流动时，控制器通过使所述原动机38停止， 使得所述水性进给物料4向反应区10的供应终止。
在一些实施方案中，例如，当所述实测光养生物质生长指标是 置于反应区10内的反应混合物内的光养生物质的质量浓度、并且所 述置于反应区10内的反应混合物内的光养生物质的实测质量浓度高 于预定光养生物质质量浓度目标值时，所述调节包括增加自反应区 10排放的生产用途光养生物质的质量排放速率。在这些实施方案中 的一些实施方案中，例如，通过向反应区10供应水性进给物料4的 置换方式从反应区10排放所述生产用途光养生物质，并且通过启动 所述水性进给物料4向反应区10的供应或增加其供应速率（例如体 积供应速率或摩尔供应速率），以增加从反应区10排放所述生产用 途光养生物质的质量排放速率。就此而言，当通过此类置换方式排放 所述生产用途光养生物质时，在一些实施方案中，例如，在所述实测 光养生物质生长指标是反应区10内的光养生物质的质量浓度时，在 对所述置于反应区10内的反应混合物内的光养生物质通过细胞计数 器47检测出的实测质量浓度与预定光养生物质质量浓度目标值进行 比较、并确认所述实测质量浓度高于所述预定光养生物质质量浓度目 标值时，所述控制器通过启动所述水性进给物料4向反应区10的供 应或增加其供应速率（例如摩尔供应速率和/或体积供应速率）而作 出响应，由此增加所述生产用途光养生物质从反应区10排放的质量 速率。在一些实施方案中，例如，所述控制器通过使控制阀441开启 而启动所述水性进给物料4向反应区10的供应，所述控制阀441置 于有助于从来源6将水性进给物料4的流体供应至反应区10的流道 内。在一些实施方案中，例如，所述控制器通过使控制阀441的开口 增大而增加所述水性进给物料4向反应区10的供应速率，所述控制 阀441置于有助于从来源6将水性进给物料4的流体供应至反应区 10的流道内。在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料4的流 体由原动机驱动，所述原动机例如为泵281。在一些实施方案中，例 如，所述水性进给物料4的流体由重力驱动。在一些实施方案中，例 如，所述水性进给物料包括由容器28供应的补充水性物质供料44。 在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料是由容器28供应的补 充水性物质供料44。在这些实施方案中的一些实施方案中，例如， 所述补充水性物质供料44是借助于泵281由容器28供应的，在这些 实施方案中的另一些实施方案中，例如，所述补充水性物质供料44 是借助于重力由容器28供应的。在一些实施方案中，例如，当提供 原动机（例如泵281）使所述水性进给物料4向反应区10流动时， 控制器通过驱动所述原动机而启动所述水性进给物料4向反应区10 的供应。在一些实施方案中，例如，当提供原动机（例如泵281）使 所述水性进给物料4向反应区10流动时，控制器通过使所述原动机 向水性进给物料4供应的动力增加而使得所述水性进给物料4向反应 区10的供应速率增加。
在一些实施方案中，例如，通过与反应区10流体连通的原动机 从反应区10排放出所述光养生物质58。就此而言，在一些实施方案 中，例如，从反应区排放所述光养生物质的质量排放速率的调节包括：
(i)响应于检测到实测光养生物质生长指标（置于反应区内的反 应混合物内）与预定光养生物质生长指标目标值之间存在差异，对用 于从反应区10排出光养生物质的原动机的电力供应加以调节，其中 所述预定光养生物质生长指标目标值与置于反应区10内并被暴露于 光合有效光辐射下的所述反应混合物内的光养生物质的预定质量生 长速率相关联；以及
(ii)在对原动机的电力供应进行调节的同时，响应于检测到反应 区内的反应混合物的实测体积指标与预定反应混合物体积指标值之 间存在差异，对供给反应区10的所述补充水性物质供料44的供应速 率（例如体积供应速率或摩尔供应速率）进行调节，其中所述预定反 应混合物体积指标值代表所述反应区10内的反应混合物的体积，其 中在所述反应区10内，反应混合物内的光养生物质生长指标设置在 预定光养生物质生长指标目标值，同时，反应混合物内的光养生物质 以预定的光养生物质质量（或质量浓度）生长速率进行生长。
在一些实施方案中，例如，所述反应区10内的反应混合物体积 指标（或简称为“反应混合物体积指标”）是反应区10内的反应混 合物的上液位。在一些实施方案中，例如，通过液位传感器测定此上 液位。就此而言，在一些实施方案中，例如，提供液位传感器，以检 测反应区10内的反应混合物的液位，以及将代表所述实测液位的信 号传输到控制器。所述控制器将所述接收信号与预定液位值（代表预 定的反应混合物体积指标值）进行比较。若接收信号低于预定液位值 时，所述控制器通过启动所述补充水性物质供料48向反应区10的供 应、或增加其供应速率（例如体积供应速率或摩尔供应速率）而作出 响应，例如通过使得被构造成能够干扰所述补充水性物质供料48向 反应区10的供应的阀门打开（启动供应的情况）、或增大其开口（增 加供应摩尔速率的情况）来实施。若所述接收信号高于预定液位值时， 所述控制器通过降低被供应至反应区10的所述补充水性物质供料48 的供应速率（例如体积供应速率或摩尔供应速率）、或终止所述供应 而作出响应，例如通过使得被构造成能够干扰所述补充水性物质供料 48向反应区10的供应的阀门的开口减小（降低供应摩尔速率的情 况）、或使所述阀门关闭（终止供应的情况）。通过调节所述补充水 性物质供料48向反应区10的供应使得反应区10内维持在所需液位， 向反应区10供应补充水以代替随同光养生物质从反应区10排出的 水，以使反应区10内的所述光养生物质的质量浓度生长速率最佳化， 以及由此使得从反应区10排出的光养生物质的质量速率最佳化。
在一些实施方案中，例如，在对所述光养生物质从反应区10排 出的质量速率进行调节的同时，所述工艺进一步包括：响应于检测到 反应区10内的一种或多种营养物（如NO3）的实测浓度与相应的预 定目标浓度值之间存在差异，对供给反应区的补充营养物供料的供应 速率（例如摩尔供应速率或体积供应速率）进行调节。
在一些实施方案中，例如，在对所述光养生物质从反应区10排 出的质量排放速率进行调节的同时，所述工艺进一步包括：响应于至 少一种二氧化碳处理量指标的检测，对供给反应区10的二氧化碳的 流率（例如摩尔流率或体积流率）进行调节。在一些实施方案中，例 如，在反应区10内进行所述至少一种二氧化碳处理量指标的检测。 所检测的二氧化碳处理量指标是代表反应区10的容量的任何特征， 其中所述反应区10的容量是所述反应区要接收二氧化碳、并且使至 少一部分所接收的二氧化碳在置于所述反应区内的光养生物质进行 的光合反应中发生转化的容量。在一些实施方案中，例如，所检测的 二氧化碳处理量指标是反应区10内的pH。在一些实施方案中，例如， 所检测的二氧化碳处理量指标是反应区10内光养生物质的质量浓 度。
在一些实施方案中，例如，在对所述光养生物质从反应区10排 出的质量排放速率进行调节的同时，所述工艺进一步包括：响应于检 测到供给反应区10的二氧化碳的速率（例如摩尔速率或体积速率） 发生变化，对所述反应混合物经受的光合有效光辐射的强度进行调 节。
在另一个方面中，所述工艺进一步包括预定所述光养生物质生 长指标目标值。就此而言，提供代表所述生产用途反应混合物、并且 在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的评估用途反应混 合物，使得所述评估用途反应混合物中的光养生物质成为代表所述生 产用途光养生物质的评估用途光养生物质。在一些实施方案中，例如， 所述生产用途反应混合物还含有水和二氧化碳，并且所述评估用途反 应混合物还含有水和二氧化碳。在置于反应区10内的所述评估用途 反应混合物被暴露于光合有效光辐射而导致在评估用途反应混合物 内的所述评估用途光养生物质进行生长的同时，所述工艺进一步包 括：
(i)至少定期地检测所述光养生物质生长指标以提供已被检测 一段时间的（“至少定期地”是指以相同或不同的时间间隔间歇地检 测、或者可连续地检测）光养生物质生长指标的多个检测值；
(ii)根据所述光养生物质生长指标的多个检测值计算所述评估 用途光养生物质的质量（或质量浓度）生长速率，由此确定所述评估 用途光养生物质在所述一段时间内的多个质量（或质量浓度）生长速 率；以及
(iii)基于计算的生长速率以及用于计算所述摩尔生长速率的 所述光养生物质生长指标的检测值，建立所述评估用途光养生物质的 质量（或质量浓度）生长速率与所述光养生物质生长指标之间的关系， 使得所述评估用途光养生物质的质量（或质量浓度）生长速率和所述 光养生物质生长指标之间所建立的关系代表反应区10内所述生产用 途光养生物质的质量（或质量浓度）生长速率与所述光养生物质生长 指标之间的关系，由此确定反应区10内所述生产用途光养生物质的 质量（或质量浓度）生长速率与所述光养生物质生长指标之间的关系。
选择预定生长速率。所述光养生物质生长指标目标值被定义为： 根据反应区内所述生产用途光养生物质的质量（或质量浓度）生长速 率与所述光养生物质生长指标之间所确立的关系，导致所述预定生长 速率时的光养生物质生长指标。就此而言，由此使得在所述光养生物 质生长指标目标值与所述预定生长速率之间也产生关联。
在一些实施方案中，例如，在反应区具有至少一种评估用途生 长条件的特征时，使反应区10内的所述评估用途光养生物质进行生 长，其中所述至少一种评估用途生长条件中的每一种均代表所述生产 用途光养生物质在反应区10内进行生长时所述反应区10所具有的生 产用途生长条件的特征。在一些实施方案中，例如，所述生产用途生 长条件是多种生产用途生长条件中的任何一种，所述多种生产用途生 长条件包括：反应混合物的组成、反应区温度、反应区pH、反应区 光强度、反应区光照方式（例如强度可变化）、反应区光照循环（例 如光照循环开/关持续时间）、以及反应区温度。在一些实施方案中， 例如，提供一种或多种评估用途生长条件来促进光养生物质的生产达 到最佳化，其中所述一种或多种评估用途生长条件中的每一种均代表 反应区10内的生产用途光养生物质进行生长时，生产用途反应混合 物所经受的生产用途生长条件。
在另一个方面中，当所述光养生物质以最大生长速率（或与之 较为接近）在反应区10内生长时，以至少与所述光养生物质在反应 区内的质量生长速率相接近的质量排放速率进行光养生物质的排放。
能用于在暴露于光合有效光辐射下进行光合作用的生产用途反 应混合物形式的反应混合物被置于反应区10内。所述生产用途反应 混合物包含能用于在反应区10内生长的生产用途光养生物质形式的 光养生物质。当置于反应区10内的所述反应混合物被暴露于光合有 效光辐射下并导致反应混合物内的生产用途光养生物质进行生长时， 以所述生产用途光养生物质在反应区10内进行生长的质量生长速率 的10%以内的速率从所述反应区10排放一定质量的所述生产用途光 养生物质。所述生产用途光养生物质在反应区10内进行的生长是以 置于反应区10内并被暴露于光合有效光辐射下的反应混合物内的生 产用途光养生物质的质量生长速率最大值的至少90%的速率进行的。 在一些实施方案中，例如，所述生产用途光养生物质的质量排放速率 在反应区10内所述生产用途光养生物质的质量生长速率的5%以内。 在一些实施方案中，例如，所述生产用途光养生物质的质量排放速率 在反应区10内所述生产用途光养生物质的质量生长速率的1%以内。 在一些实施方案中，例如，所述生产用途光养生物质在反应区10内 进行的生长是以置于反应区10内并被暴露于光合有效光辐射下的反 应混合物内的生产用途光养生物质的质量生长速率最大值的至少 95%的质量生长速率进行的，在这些实施方案中的一些实施方案中， 例如，所述生产用途光养生物质的质量排放速率被设定在反应区10 内所述生产用途光养生物质的质量生长速率的5%以内（例如1%以 内）。在一些实施方案中，例如，所述生产用途光养生物质在反应区 10内进行的生长是以置于反应区10内并被暴露于光合有效光辐射下 的反应混合物内的生产用途光养生物质的质量生长速率最大值的至 少99%的质量生长速率进行的，在这些实施方案中的一些实施方案 中，例如，所述生产用途光养生物质的质量排放速率被设定在反应区 10内所述生产用途光养生物质的质量生长速率的5%以内（例如1% 以内）。
在一些实施方案中，例如，使所述生产用途光养生物质进行生 长包括将二氧化碳供应至所述反应区10、以及将生产用途反应混合 物暴露于光合有效光辐射下。在一些实施方案中，例如，所供应的二 氧化碳是由气态排放物产生过程20的气态排放物18供应的。在一些 实施方案中，例如，所述气态排放物产生过程20排放出气态排放物 18，并且至少一部分所述气态排放物18被供应至反应区进给物料22 （作为反应区用气态排放物供料24），并且所述反应区进给物料22 被供应至反应区10，这时，所供应的二氧化碳是由气态排放物产生 过程20的气态排放物18供应的。就此而言，在一些实施方案中，例 如，在进行生长的同时将二氧化碳供应到所述反应区10，其中当气 态排放物产生过程排放所述气态排放物时，至少一部分被供应至反应 区的二氧化碳是由所述气态排放物供应的。
在一些实施方案中，例如，所述反应区10被置于光生物反应器 12内，并且通过响应于水性进给物料4供应至所述反应区10的置换 方式从所述光生物反应器12（和所述反应区10）排放出生产用途光 养生物质。换言之，向所述反应区10供应水性进给物料4能够从所 述光生物反应器12（和所述反应区10）中置换出生产用途光养生物 质，由此使得所述生产用途光养生物质从光生物反应器12（和所述 反应区10）排出。在一些实施方案中，例如，所述生产用途光养生 物质产物以溢流方式从光生物反应器排出。
在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料4被供应至反应 区10并且从反应区10置换所述生产用途光养生物质，由此使得所述 生产用途光养生物质从反应区10排出。在这些实施方案中的一些实 施方案中，例如，所述水性进给物料4实质上不包含生产用途光养生 物质。在这些实施方案中的另外一些实施方案中，例如，所述水性进 给物料4包含浓度低于所述生产用途光养生物质的反应区浓度的生 产用途光养生物质。
在一些实施方案中，例如，就所述水性进给物料4而言，所述 水性进给物料4是以来自水性进给物料4的来源6的流体的形式供应 的。例如，所述流体由原动机驱动，所述原动机例如为泵。在一些实 施方案中，例如，所述水性进给物料包含补充水性物质供料44。如 上所述，在一些实施方案中，例如，至少一部分所述补充水性物质供 料44由容器28供应。就此而言，在水性进给物料4内含有所述补充 水性物质供料44的实施方案中，所述容器作为所述水性进给物料4 的来源6。
在一些实施方案中，例如，所述水性进给物料4包括补充营养 物供料42和补充水性物质供料44。在这些实施方案中的一些实施方 案中，例如，所述水性进给物料4被供应至所述反应区10上游的反 应区进给物料22。就此而言，如上所述并参照图2，在这些实施方案 中的一些实施方案中，所述补充营养物供料42和补充水性物质供料 44通过反应区10上游的喷头40被供应至反应区进给物料22。
在这些实施方案中的一些实施方案中，例如，以及如上所述， 通过与反应区10流体连通的原动机从反应区10排放出所述光养生物 质58。在一些实施方案中，例如，如上所述，所述补充水性物质供 料44被供应至反应区10，从而使得反应区10内的反应混合物维持 在预定的体积。
在另一个方面中，以与反应区10内所述光养生物质的质量生长 速率相匹配的速率排放光养生物质。在一些实施方案中，例如，这样 会减轻反应区10内的光养生物质所受的冲击。就一些实施方案而言， 例如，通过所述补充水性物质供料44的供应速率（例如体积供应速 率或摩尔供应速率）来控制所述光养生物质的排放，这会影响从光生 物反应器12置换所述光生物反应器12内的含光养生物质的产物 500。例如，以溢流方式排放所述包含光养生物质的产物500。在这 些实施方案中的一些实施方案中，反应区10内的光养生物质悬浮液 的较高部分从光生物反应器12溢流（例如所述光养生物质经由光生 物反应器12的溢流口排出），从而获得所述含光养生物质的产物500。 在其他实施方案中，例如，利用置于与所述光生物反应器12出口流 体相连的流道内的阀门控制所述被产物500的排放。
在一些实施方案中，例如，连续地排放所述产物500。在其他实 施方案中，例如，定期地排放所述产物。在一些实施方案中，例如， 将所述含光养生物质的产物500的排放设计为使得所述产物内的生 物质的质量浓度维持在相对较低的浓度。在光养生物质包含藻类的实 施方案中，就一些实施方案而言，较佳的是，以较低的浓度排放所述 产物500以减轻反应区10内的藻类的摩尔生长速率发生突然改变的 程度。这种突然改变可能会造成藻类受到冲击，从而导致在较长的时 间内产率较低。在一些实施方案中，当所述光养生物质是藻类，更具 体而言是斜生栅藻（scenedesmus obliquus）时，在含光养生物质的产 物500内这种藻的浓度可在每升0.5至3克之间。被排放的藻产物500 的所需浓度视不同藻株而定，因而其浓度范围随着藻株不同而变化。 就此而言，在一些实施方案中，较佳的是，在反应区内维持预定的水 含量以促进所述光养生物质的最优生长，也可以通过控制补充水性物 质供料44的供应来影响这种效果。
所述含光养生物质的产物500包含水。在一些实施方案中，例 如，所述含光养生物质的产物500被供应至分离器52，以从所述含 光养生物质的产物500移除至少一部分的水，从而得到中间浓度的含 光养生物质的产物34及回收的水性物料72（在一些实施方案中基本 上为水）。在一些实施方案中，例如，所述分离器52是高速离心分 离器52。分离器52的其他适当的实例包括倾析器、沉降器或池、絮 凝装置、或浮选装置。在一些实施方案中，回收的水性物料72被供 应至容器28，例如用于供所述工艺再利用的容器。
在一些实施方案中，例如，在排出所述产物500之后并且在将 其供应至所述分离器52之前，所述含光养生物质的产物500被供应 至收获池54。所述收获池54既起到光生物反应器12和分离器52之 间的缓冲器的作用，而且在收获池54从多个光生物反应器接收不同 的生物质株时还起到混合容器的作用。就后一种情况而言，采用根据 要由生物质株的混合物制备的燃料类型或等级而设计的一套预定的 特征，可定制生物质株的混合物。
如上所述，容器28提供用于反应区10的补充水性物质供料44 的来源，并且在补充水性物质供料44被供应至反应区10之前起到容 纳所述补充水性物质供料44的作用。在一些实施方案中，由于含光 养生物质的终产物36中含有水分、以及在干燥机32内的蒸发，会产 生水分损失。从所述工艺回收的被装在容器28内的补充水性物料可 被供应至反应区10，作为补充水性物质供料44。在一些实施方案中， 例如，所述补充水性物质供料44通过泵281被供应至反应区10。在 其他实施方案中，若实施所述工艺的系统的工艺设备配置容许的话， 可通过重力进行所述供应。如上所述，从所述工艺回收的补充水性物 料包含下列中的至少一种：(a)在反应区进给物料22被供应至反应 区10之前将其冷凝时，从所述反应区进给物料22中冷凝出的水性物 料70；以及(b)从含光养生物质的产物500中分离出的水性物料72。 在一些实施方案中，例如，所述补充水性物质供料44被供应至反应 区10以从反应区置换所述产物500。在一些实施方案中，例如，所 述产物500以溢流方式从光生物反应器12置换出来。在一些实施方 案中，例如，所述补充水性物质供料44被供应至反应区10，从而通 过稀释置于反应区内的反应混合物而使得反应区内的光养生物质达 到所需的预定浓度。
如上所述，可被用作容器28（可容纳从所述工艺回收的水性物 料）的具体构造的实例包括但不局限于贮罐、池塘、槽、渠、池、管、 管道、渠道和水道。
在一些实施方案中，例如，当气态排放物产生过程20排放出所 述气态排放物18、并且所述反应区用气态排放物供料24被供应至所 述反应区进给物料22时，实施所述补充水性物质供料44向反应区 10的供应。在一些实施方案中，例如，当实施所述补充水性物质供 料向反应区10的供应时，将置于水性介质内的富含二氧化碳的光养 生物质暴露于光合有效光辐射下。
在一些实施方案中，例如，基于检测到光养生物质生长指标值 偏离所述工艺参数的预定目标值，来调节补充水性物质供料44向反 应区10的供应，其中所述光养生物质生长指标的预定目标值基于所 述反应区内光养生物质的预定质量生长速率。所述光养生物质生长指 标偏离光养生物质生长指标目标值的检测、以及响应于所述检测对所 述补充水性物质供料44向反应区10的供应所作的调节已描述于上 文。
在一些实施方案中，例如，所述补充水性物质供料44向反应区 10的供应取决于光养生物质的质量浓度。就此而言，通过细胞计数 器（例如上述的细胞计数器）来检测反应区10内的光养生物质的质 量浓度或反应区10内的光养生物质的质量浓度指标。所述光养生物 质的实测质量浓度、或所述光养生物质的实测质量浓度指标被传输至 控制器，当所述控制器确认所述实测质量浓度超过预定质量浓度高值 时，所述控制器通过启动所述补充水性物质供料44向反应器10的供 应、或增加其供应速率（例如体积供应速率或摩尔供应速率）而作出 响应。在一些实施方案中，例如，启动所述补充水性物质供料44向 反应器10的供应、或增加其供应速率包括驱动原动机，例如泵281， 以启动所述补充水性物质供料44向反应器10的供应、或增加其供应 摩尔速率。在一些实施方案中，例如，实施所述补充水性物质供料 44向反应器10的供应、或增加其供应速率包括使得被构造成能够干 扰所述补充水性物质供料44从容器28向反应区10供应的阀门的开 口打开、或使所述开口增大。
在一些实施方案中，例如，当所述光生物反应器12内的反应区 10内容物的上液位变得低于预定最低液位时，启动所述补充水性物 质供料44（已从所述工艺回收的）向反应器10的供应、或增加其供 应速率（例如体积供应速率或摩尔供应速率）。在这些实施方案中的 一些实施方案中，例如，提供液位传感器76，以用于检测所述光生 物反应器内的反应区10内容物的上液位的位置，以及将代表所述反 应区10内容物的上液位的信号传输到控制器。在所述控制器将来自 液位传感器76的代表反应区10内容物上液位的接收信号与预定低液 位值进行比较、并确认所述反应区内容物的实测上液位低于所述预定 低液位值时，所述控制器启动所述补充水性物质供料44的供应、或 增加其供应速率。当通过泵281将所述补充水性物质供料44供应至 反应区10时，所述控制器驱动所述泵281，从而启动所述补充水性 物质供料44向反应区10的供应、或增加其供应速率。当通过重力实 现所述补充水性物质供料44向反应区10的供应时，所述控制器驱动 阀门的开口，从而启动所述补充水性物质供料44向反应区10的供应、 或增加其供应摩尔速率。例如，对反应区10内容物上液位的位置的 控制与那些从反应区10的较低部分进行反应区10内光养生物质58 的排放的实施方案中的一些实施方案的操作（例如，如上文所述，当 通过与反应区10流体连通的原动机从所述反应区10排放所述光养生 物质58时）相关。对于通过溢流从反应区10排放所述光养生物质 58的实施方案而言，在这些实施方案中的一些实施方案中，对反应 区10内容物上液位的位置的控制与所述光生物反应器12的“播种期” 的操作过程有关。
在一些实施方案中，例如，当利用置于与光生物反应器12的出 口流体连通的流道内的阀门控制所述产物500的排放时，可通过细胞 计数器47（例如上述的细胞计数器）来检测反应区内光养生物质的 质量浓度。所述光养生物质的实测质量浓度被传输至控制器，当所述 控制器确认所述实测光养生物质摩尔浓度超过所述光养生物质的预 定质量浓度高值时，所述控制器通过使阀门打开或增大所述阀门的开 口而作出响应，使得所述产物500从反应区10排出的质量排放速率 增加。
在一些实施方案中，例如，提供额外的补充水来源68以缓解所 述补充水性物质供料44不足以弥补工艺操作期间的水分损失的情 况。就此而言，在一些实施方案中，例如，所述补充水性物质供料 44在喷头40内与反应区进给物料22相混合。相反，在一些实施方 案中，例如，提供用于所述容器28向排水沟66排放的设施以缓解从 所述工艺回收的水性物料超过补充所需量的情况。
在一些实施方案中，例如，从所述反应区10排放反应区气态排 放产物80。回收至少一部分所述反应区气态排放产物80并且将其供 应至燃烧过程操作单元100的反应区110。作为反应区10内进行光 合作用的结果，相对于所述反应区用气态排放物供料24，所述反应 区气态排放产物80富含氧气。所述气态排放产物80被供应至燃烧程 序操作单元100的燃烧区110（例如置于反应罐内的燃烧区110）， 因而其可以在燃烧程序操作单元100内进行的燃烧过程中起到有效 反应物的作用。所述反应区气态排放产物80接触燃烧区100内的可 燃物（例如含碳物质）并发生反应，从而使所述可燃物燃烧。适当的 燃烧程序操作单元100的实例包括化石燃料电厂、工业焚烧设备、工 业炉、工业用加热器、内燃机及水泥窑中采用的那些。
在一些实施方案中，例如，在气态排放物产生过程20排放所述 气态排放物18、并且所述反应区用气态排放物供料24被供应至反应 区进给物料22的时候，使所述回收的反应区气态排放产物80接触可 燃物。在一些实施方案中，例如，当所述反应区用气态排放物供料 24被供应至反应区进给物料22时，使所述回收的反应区气态排放产 物接触可燃物。在一些实施方案中，例如，当所述反应区进给物料被 供应至反应区时，使所述回收的反应区气态排放产物接触可燃物。在 一些实施方案中，例如，当所述回收的反应区气态排放产物接触可燃 物时，使置于水性介质内的富含二氧化碳的光养生物质暴露于光合有 效光辐射下。
含中间浓度的光养生物质的产物34被供应至干燥机32，所述干 燥机32为所述含中间浓度的光养生物质的产物34提供热量从而蒸发 至少一部分所述含中间浓度的光养生物质的产物34中的水，由此得 到含光养生物质的终产物36。如上所述，在一些实施方案中，供给 含中间浓度的光养生物质的产物34的热量是由传热介质30提供的， 所述传热介质30已经被用于在反应区进给物料22被供应至反应区 10之前对所述反应区进给物料22进行冷却。通过进行这种冷却，热 量从所述反应区进给物料22传递至传热介质30，从而使所述传热介 质30的温度升高。在此类实施方案中，所述含中间浓度的光养生物 质的产物34处于相对较暖和的温度，并且从所述含中间浓度的光养 生物质的产物34蒸发水分所需的热量不太多，因而使用传热介质30 作为热源来干燥所述含中间浓度的光养生物质的产物34是可行的。 如上所述，在加热所述含中间浓度的光养生物质的产物34之后，已 失去一些能量因而变得处于较低温度的传热介质30再循环至换热器 26，以冷却所述反应区进给物料22。所述干燥机32所需的热量根据 被供应给干燥机32的含中间浓度的光养生物质的产物34的质量供应 速率而定。通过控制器调整冷却需求（所述换热器26的）和加热需 求（所述干燥机32的），以便通过监控反应区进给物料22的流率（摩 尔流率和/或体积流率）和温度以及由光生物反应器排出的产物500 所得到的产物500的生产速率来平衡这两种操作。
在一些实施方案中，在从所述反应区用气态排放物供料24向反 应区进给物料22的供应速率发生改变时开始经历显著的延时（例如 在某些情况中为超过三(3)小时，有时甚至为更长的时间）之后，实 现了由所述反应区用气态排放物供料24向反应区进给物料22的供应 速率改变而导致的光养生物质生长速率的改变。比较而言，基于所述 反应区用气态排放物供料24向反应区进给物料22的供应速率（摩尔 供应速率和/或体积供应速率）改变而导致的所述传热介质30的热值 发生改变能够更快地实现。就此而言，在一些实施方案中，提供热缓 冲器，以用于储存任何过量热能（为传热介质30的形式），以及为 所述干燥机32针对反应区用气态排放物供料24的变化而在热传递性 能方面产生响应引入一段延时。在一些实施方案中，例如，所述热缓 冲器是传热介质贮存槽。或者，在将所述反应区用气态排放物供料 24供应至反应区进给物料22的过渡期内，可提供外部热源来补充所 述干燥机32所需的热能。为了适应所述光养生物质生长速率的变化， 或者为了适应所述工艺的启动或关闭，可能需要使用热缓冲器或额外 的热量。例如，若所述光养生物质的生长降低或停止，所述干燥机 32可通过使用储存于缓冲器内的热能而继续运转直至其被耗尽，或 者，在一些实施方案中，使用第二热源。
现在将参照下列非限制性实施例进一步详细说明其他实施方 案。
实施例1
现在将描述一个预示性实施例，其示例性示出了这样的实施方 案：确定光养生物质生长指标（例如光生物反应器的反应区内的藻浓 度）的目标值，以及进行上文所述工艺的实施方案的操作，包括根据 所述工艺参数检测值与目标值之间的偏差来调节从反应区排放含光 养生物质的产物的摩尔速率。
首先，在光生物反应器的反应区内提供处于水性介质内的、含 适当营养物的起始浓度的藻。将气态二氧化碳供应至反应区，并且将 所述反应区暴露于光源（例如LED）发出的光线中，以使所述藻进 行生长。当反应区内的藻浓度达到每升0.5克时，将水引入所述光生 物反应器的反应区内，以便通过反应器内容物的溢流收获所述藻，以 及将初始目标藻浓度设定在每升0.5克。最初，以相对适中且恒定的 速率引入所述供应水，从而使得所述光生物反应器每天有一半(1/2) 的体积发生更换，因为已发现用新鲜水定期地更换反应区内的水量有 助于所述藻的生长并且可在较短时间内达到目标值。若所述藻的生长 速率低于稀释速率、并且在测定操作期间的任何时刻测得藻浓度相对 于藻浓度设定点下降至少2%，所述控制系统将停止或降低稀释速率， 以避免所述反应区内的藻浓度进一步变稀。若所述藻的生长速率高于 稀释速率，则藻浓度会升高而超过初始藻浓度设定点，所述控制系统 将提高藻浓度设定点以使其与增加的藻浓度同步，同时维持相同的稀 释速率。例如，藻浓度可能会升高至每升0.52克，此时所述控制系 统将使藻浓度设定点提高至0.51。所述控制系统持续监控藻浓度的增 加，同时提高目标藻浓度。当已测得所述藻的生长速率达到最大的变 化时，将目标藻浓度锁定为当前值，从而使其成为目标值，然后调节 稀释速率，从而在藻浓度为目标值时以与光生物反应器内的藻生长速 率相同的速率收获所述藻。
藻生长速率与藻浓度相对应。当测得藻生长速率发生大幅变化 时，表示反应区内的所述藻正以（或接近于）其最大速率进行生长， 所述生长速率对应于目标值的藻浓度。就此而言，通过控制稀释速率 将反应区内的藻浓度维持在所述目标值，可使所述藻的生长维持在 （或接近于）最大值，其结果必然是随着时间的延长使所述藻的排放 速率最佳化。
为了帮助对本发明内容的全面理解，用于解释目的的上述说明 中提及了许多细节。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是， 这些具体的细节对于实施本发明来说并非必需。虽然针对所述示例性 实施方案的实施描述了某些尺寸和材料，但是也可使用在本发明范围 内的其他适合的尺寸和/或材料。所有这些调整和变化，包括所有在 技术上合适的目前和将来的适当变化，都应被认为是在本发明的领域 和范围内。在此通过引用的方式完整地并入全部所提及的参考文献。