供更多藍(lán)光來(lái)模擬人工恢復(fù)周期。
[0039]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光刺激藻類細(xì)胞重構(gòu)在顯著生長(zhǎng)期后可變得受損的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而紅光促進(jìn)藻類生長(zhǎng)。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從光譜中剔除綠光可使藻類在反應(yīng)區(qū)10中繼續(xù)生長(zhǎng)，甚至超出以前被確定為其水中的“飽和點(diǎn)”，只要提供充足的二氧化碳(在一些實(shí)施方式中還提供其他營(yíng)養(yǎng)素)即可。
[0040]對(duì)于人工光源，例如，合適的人工光源14包括可浸入水中的光纖、發(fā)光二極管、LED帶和熒光燈。可以使本領(lǐng)域中已知的任何LED帶適用于所述方法。對(duì)于可浸入水中的LED，設(shè)計(jì)方案包括使用太陽(yáng)能電池來(lái)供電。對(duì)于可浸入水中的LED，在一些實(shí)施方式中，例如，能源包括對(duì)LED供電的另類能源，例如風(fēng)能、光電池、燃料電池等。
[0041 ]對(duì)于將反應(yīng)區(qū)10設(shè)置在包含箱的光生物反應(yīng)器12中的那些實(shí)施方式，在一些這樣的實(shí)施方式中，例如，光能由多個(gè)源的組合來(lái)提供(如下所述)。將太陽(yáng)光形式的自然光源通過(guò)太陽(yáng)能收集器捕獲，并以定制鏡(custom mirror)過(guò)濾，以對(duì)反應(yīng)區(qū)10提供所需波長(zhǎng)的光。來(lái)自太陽(yáng)能收集器的經(jīng)過(guò)濾的光隨后通過(guò)光導(dǎo)或光纖材料傳輸?shù)焦馍锓磻?yīng)器12中，在此其在反應(yīng)區(qū)10中發(fā)生彌散。在一些實(shí)施方式中，除了太陽(yáng)光外，光生物反應(yīng)器12中的光管包含高能LED陣列，其可提供特定波長(zhǎng)的光以彌補(bǔ)太陽(yáng)光(必要時(shí))或在黑暗期(例如，夜晚)提供所有必需的光至反應(yīng)區(qū)10。在一些實(shí)施方式中，對(duì)于光導(dǎo)，例如，將透明的傳熱介質(zhì)(例如二醇溶液)通過(guò)光生物反應(yīng)器12內(nèi)的光導(dǎo)來(lái)循環(huán)，從而調(diào)節(jié)光導(dǎo)的溫度，并且在一些情況下提供對(duì)來(lái)自光導(dǎo)的和進(jìn)入反應(yīng)區(qū)10中的熱的散熱控制。在一些實(shí)施方式中，例如，可預(yù)測(cè)LED功率需要，并因此可根據(jù)針對(duì)含二氧化碳的氣態(tài)廢料14所觀察到的趨勢(shì)對(duì)LED功率需要進(jìn)行控制，因?yàn)檫@些觀察到的趨勢(shì)有助于預(yù)測(cè)光養(yǎng)生物質(zhì)的未來(lái)生長(zhǎng)速率。
[0042]在一些實(shí)施方式中，使反應(yīng)混合物暴露于具有光合活性的光照射，同時(shí)將二氧化碳提供至反應(yīng)區(qū)10。
[0043]在一些實(shí)施方式中，例如，光養(yǎng)生物質(zhì)的生長(zhǎng)速率由反應(yīng)區(qū)10中可用的二氧化碳來(lái)指示。進(jìn)而，這限定了使光養(yǎng)生物質(zhì)生長(zhǎng)速率最大化所需的營(yíng)養(yǎng)、水和光強(qiáng)度。在一些實(shí)施方式中，例如，提供控制器(例如計(jì)算機(jī)執(zhí)行的系統(tǒng))來(lái)監(jiān)測(cè)和控制本文所公開(kāi)的方法的各部件的運(yùn)行，包括光、閥門、傳感器、排風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、煙道擋板(damper)、栗等。
[0044]在一些實(shí)施方式中，例如，反應(yīng)區(qū)產(chǎn)物30從反應(yīng)區(qū)10排放出。反應(yīng)區(qū)產(chǎn)物30包含含有光養(yǎng)生物質(zhì)的產(chǎn)物32。在一些實(shí)施方式中，例如，含有光養(yǎng)生物質(zhì)的產(chǎn)物32包含反應(yīng)區(qū)10的至少一部分內(nèi)容物。在此方面，反應(yīng)區(qū)產(chǎn)物30的排放實(shí)現(xiàn)了對(duì)光養(yǎng)生物質(zhì)40的收獲。
[0045]在一些實(shí)施方式中，例如，通過(guò)從反應(yīng)區(qū)10排放光養(yǎng)生物質(zhì)32而實(shí)現(xiàn)了光養(yǎng)生物質(zhì)的收獲。
[0046]在一些實(shí)施方式中，例如，光養(yǎng)生物質(zhì)32從反應(yīng)區(qū)10中的排放通過(guò)置換來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些這樣的實(shí)施方式中，例如，所述置換通過(guò)對(duì)反應(yīng)區(qū)10供應(yīng)補(bǔ)充水性材料供給20來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些這樣的實(shí)施方式中，例如，所述置換是溢出。在一些實(shí)施方式中，例如，光養(yǎng)生物質(zhì)32從反應(yīng)區(qū)10的排放通過(guò)重力來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方式中，例如，光養(yǎng)生物質(zhì)32從反應(yīng)區(qū)10的排放通過(guò)與反應(yīng)區(qū)10流動(dòng)偶聯(lián)的原動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行。
[0047]在一些實(shí)施方式中，例如，使至少一部分包含二氧化碳的氣態(tài)廢料14經(jīng)過(guò)進(jìn)行光合作用的反應(yīng)區(qū)10，從而使含二氧化碳的氣態(tài)廢料14的二氧化碳耗盡，并且使得氣態(tài)光生物反應(yīng)器廢料60(包含光生物反應(yīng)器排出的二氧化碳)產(chǎn)生并排放到頂部空間13中。在一些實(shí)施方式中，例如，氣態(tài)光生物反應(yīng)器廢料60中的二氧化碳濃度低于含二氧化碳的氣態(tài)廢料14中的二氧化碳濃度。
[0048]在一些實(shí)施方式中，例如，將至少一部分含二氧化碳的氣態(tài)廢料14供應(yīng)至氣體處理工序100，并作為預(yù)處理的氣態(tài)廢料141產(chǎn)生經(jīng)處理的氣態(tài)廢料142。氣體處理工序100包含一個(gè)或多個(gè)分離單元操作，以進(jìn)行至少一部分預(yù)處理的氣態(tài)廢料141的分離，從而產(chǎn)生經(jīng)處理的氣態(tài)廢料142。示例性單元操作包括袋室、N 0X過(guò)濾器、S0X過(guò)濾器、靜電流化床、膜分離單元操作(例如用于實(shí)現(xiàn)氣態(tài)雙原子氧與預(yù)處理的材料141的分離)。
[0049]在一些實(shí)施方式中，例如，將至少一部分經(jīng)處理的材料142作為光生物反應(yīng)器供給122來(lái)供應(yīng)。
[0050]在一些實(shí)施方式中，例如，將至少一部分經(jīng)處理的材料142供應(yīng)至煙囪200。在一些實(shí)施方式中，例如，將一部分經(jīng)處理的材料142作為煙囪供給201供應(yīng)至煙囪200，而另一部分經(jīng)處理的材料142則作為光生物反應(yīng)器供給122供應(yīng)至光生物反應(yīng)器12。在一些實(shí)施方式中，例如，作為煙囪供給201供應(yīng)的部分和作為光生物反應(yīng)器供給122供應(yīng)的部分由煙囪中的煙道擋板或煙囪帽來(lái)202確定。煙道擋板或煙囪帽202發(fā)生偏斜(例如通過(guò)彈簧力而偏斜)，從而封閉經(jīng)處理的材料142和煙囪之間的流體連通，由此使所有經(jīng)處理的材料142被供應(yīng)至光生物反應(yīng)器12的反應(yīng)區(qū)10。煙道擋板或煙囪帽202經(jīng)構(gòu)造而設(shè)置成當(dāng)經(jīng)處理的材料的流體壓力足以克服將煙道擋板或煙囪帽偏斜成對(duì)流體連通進(jìn)行封閉的狀況的力時(shí)，能夠在經(jīng)處理的材料和煙囪之間實(shí)現(xiàn)流體連通，從而使流體連通開(kāi)放，進(jìn)而將一部分經(jīng)處理的材料轉(zhuǎn)移到煙囪200。
[0051 ]在一些實(shí)施方式中，例如，不存在氣體處理工序100，并將至少一部分廢料14作為煙囪供給直接供應(yīng)給煙囪200。在一些這樣的實(shí)施方式中，例如，一部分廢料14作為煙囪供給201供應(yīng)給煙囪200，而另一部分廢料14則作為光生物反應(yīng)器供給122供應(yīng)給光生物反應(yīng)器12。在一些實(shí)施方式中，例如，如上所述，作為煙囪供給201供應(yīng)的部分和作為光生物反應(yīng)器供給122供應(yīng)的部分由煙囪中的煙道擋板或煙囪帽202來(lái)確定。
[0052 ]從光生物反應(yīng)器12中排放出光生物反應(yīng)器廢料60。
[0053]基于各種氣體(例如二氧化碳、雙原子氧、NOx和S0X)的感測(cè)濃度，廢料60的排放速率由閥1200在局部排放61和進(jìn)一步加工排放62之間調(diào)節(jié)。理想的是，具有過(guò)高的二氧化碳、N Ox或S0X濃度的廢料60不是在地面水平上局部排放，而是引導(dǎo)所述廢料60在所述方法中進(jìn)行再循環(huán)，或?qū)⑵湟龑?dǎo)至煙囪200或冷堆300。根據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)造，感測(cè)的氣態(tài)雙原子氧可確定是將廢料再循環(huán)(例如，如果氣態(tài)雙原子氧濃度低于燃料進(jìn)行燃燒的最小閾值)還是將廢料導(dǎo)向過(guò)程16(例如，如果氣態(tài)雙原子氧濃度足以進(jìn)行燃料的燃燒)，或以上兩種情況的組合。對(duì)一種或多種所述氣體的過(guò)高濃度的感測(cè)將啟動(dòng)廢料60向進(jìn)一步加工排放62的供應(yīng)，或增加該供應(yīng)的速率，并且可以在一些操作模式中暫停局部排放61。
[0054]參考圖1、2A和2B，在一些實(shí)施方式中，例如，氣體處理工序100包含一個(gè)或多個(gè)膜分離單元操作(或其他氣體分離單元操作，例如一個(gè)或多個(gè)氣體吸收器)以將富氧流與源自廢料60的流601分離，并將氣態(tài)雙原子氧濃度足以進(jìn)行燃料燃燒的氣體輸送到工業(yè)過(guò)程16，以進(jìn)行燃料的燃燒。在一些實(shí)施方式中，例如，流601被至少一部分氣態(tài)廢料14間接加熱。對(duì)流601的加熱提高了流601的內(nèi)能，包括與流601分離的富氧流的內(nèi)能，因此通過(guò)使富氧流與燃料接觸而進(jìn)行的燃料燃燒憑借對(duì)富氧流的加熱而得到增強(qiáng)。另外，所述間接加熱導(dǎo)致了含二氧化碳的氣態(tài)廢料14的冷卻，從而減輕了因使光養(yǎng)生物質(zhì)暴露于高溫而導(dǎo)致的對(duì)光養(yǎng)生物質(zhì)的有害效果。在一些實(shí)施方式中，例如，間接加熱在熱交換器900中進(jìn)行，將流601布置成與至少一部分氣態(tài)廢料14保持間接傳熱連通。
[0055]參考圖2A，在一些實(shí)施方式中，例如，氣體處理工序100包含單個(gè)膜分離單元操作101，以便富集氣態(tài)雙原子氧。單元操作101接收廢料60的流601(或已通過(guò)工序100中的另一單元操作對(duì)流601進(jìn)行預(yù)處理后，源自流601的處理后流)以便將富氧流612和貧氧流614從流601中分離。相對(duì)于貧氧流614，富氧流612富含氧氣和氮?dú)庖约叭魏纹渌鄬?duì)較小的分子(例如，萊)。相對(duì)于富氧流612，貧氧流614富含二氧化碳、N Ox、SOx、揮發(fā)性有機(jī)化合物和其他相對(duì)較大的分子。富氧流612在過(guò)程16和煙囪200之間的供應(yīng)受閥6003的調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)響應(yīng)于流612中感測(cè)到的氣態(tài)雙原子氧濃度。對(duì)于足以使燃料燃燒的感測(cè)到的氣態(tài)雙原子氧濃度，開(kāi)始將流612作為流622供應(yīng)至過(guò)程16，或提高作為流622被供應(yīng)至過(guò)程16的流612的摩爾速率。對(duì)于低于足以使燃料燃燒的濃度的感測(cè)到的氣態(tài)雙原子氧濃度，開(kāi)始將流612作為流624供應(yīng)至煙囪200，或提高作為流624被供應(yīng)至煙囪200的流612的摩爾速率。