的一側(cè)，與各該培養(yǎng)單元垂直。
[0036] 本實用新型系統(tǒng)的一個實施方式中，所述光源為自然光或人工光源，所述人工光 源為雙面光源或單面光源。
[0037] 基于上述構(gòu)思，運用前述表面生長式培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)光合微生物的方法，包括以下 步驟：
[0038] a)將培養(yǎng)液池中的培養(yǎng)液通過泵或空氣壓縮氣源及壓力罐輸送至各供液裝置，供 液裝置以噴淋、滴漏或滲漏的方式給多孔板提供培養(yǎng)液，從而使培養(yǎng)液浸潤多孔板；
[0039] b)在所述多孔板上接種光合微生物；
[0040] c)設(shè)置環(huán)境濕度和溫度，在適合光合微生物生長的光強下使得光合微生物進行光 合作用、生長繁殖。
[0041] 其中，在步驟a)中，還包括將所述多孔板上滲出或未被多孔板吸收的培養(yǎng)液回收 至培養(yǎng)液池中的步驟，且同時監(jiān)測培養(yǎng)液池中的培養(yǎng)液成分，以便及時向培養(yǎng)液池補充營 養(yǎng)成分。
[0042] 在一個實施方案中，所述光合微生物包括小球藻、螺旋藻、綠藻、等鞭金藻、微擬球 藻、柵藻或血球藻。
[0043] 為了進行光合微生物的表面生長式培養(yǎng)，本實用新型采用新型表面生長式光合微 生物培養(yǎng)單元和培養(yǎng)系統(tǒng)，其中所使用的剛性多孔板可應(yīng)用于本實用新型的培養(yǎng)系統(tǒng)和培 養(yǎng)方法。這種多孔材料板具有很好的吸水/滲水性能，因此其吸收的培養(yǎng)液可儲備起來而 為培養(yǎng)系統(tǒng)表面提供供給，其內(nèi)部孔徑允許水分子在材料的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)充分循環(huán)流動，且由 于水分流動的帶動作用，培養(yǎng)所需的營養(yǎng)小分子物質(zhì)均可通過擴散到達多孔板的表面實現(xiàn) 均勻分布，而粒徑比水和無機鹽大的微藻藻種，不容易反向滲入至多孔板的內(nèi)部，又由于上 述多孔材料的親水性，其電荷允許大量的微藻藻種附著（類似苔蘚等生長在水中的石壁 上）。另外，這種多孔材料板的骨架密度比較低、強度和剛性較高，相對于現(xiàn)有的濾布、濾紙 或帆布等具有如下效果：（1)多孔板自身為剛性，可以簡單的方式實現(xiàn)自支撐（只需簡單地 對其底部固定就可以直立），在空間高度和尺寸上更容易實現(xiàn)，無需如帆布等必須依賴復(fù)雜 的支撐框架，可以節(jié)省系統(tǒng)所占空間和成本；（2)表面濕度均勻，微藻生長牢固，不容易受 到環(huán)境影響而脫落；（3)可耐環(huán)境因素影響，耐腐性好，重復(fù)利用率高，降低成本；(4)不會 有纖維等雜質(zhì)混入收獲的藻產(chǎn)物中；(5)吸水和保水性能好，有利于微藻生長繁殖逐漸增 加的對培養(yǎng)液消耗的要求。
[0044] 本實用新型的多孔板較佳是以分子篩為基質(zhì)，分子篩通常是由T04(T = Si，P，Al， Ge等）四面體構(gòu)成的具有微孔結(jié)構(gòu)的晶態(tài)無機固體，具有不同的籠或孔狀結(jié)構(gòu)（孔徑通常 小于2nm)。由于分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內(nèi)部，而把比孔徑大的分子排斥 在其空穴外，起到篩分分子的作用，故得名分子篩。沸石分子篩的實際用途是非常廣泛的， 比如它可以用作吸附劑、離子交換劑，尤其是可以用作石油裂解催化劑，這是人們開發(fā)具有 良好催化活性和選擇性沸石分子篩的動力。當然，隨著人們對分子篩研宄的不斷深入，其應(yīng) 用范圍也得到進一步的拓展，比如可以用作電池材料、藥物載體等等。沸石分子篩的這些特 性主要依賴于其機構(gòu)和組成方面的特征，例如孔道的多維性、孔的尺寸、孔容、陽離子的數(shù) 目和位點、Si/Al比例等，可以說分子篩的性能是這幾種因素的綜合作用的體現(xiàn)。與一般常 用的固體吸附劑如硅膠、活性炭、活性氧化鋁等相比，分子篩在吸附性能方面有兩個顯著的 特點，一個是選擇性吸附，另一個是高效率吸附。
[0045] 由于組成元素主要是親水性元素以及多維的孔道結(jié)構(gòu)，分子篩具有良好的水吸附 性能。其吸附方式主要為物理吸附，而且被吸附的水分子主要儲藏于分子篩的孔道中，因此 在吸水前后分子篩材料體積并沒有明顯變化。同時，分子篩在水分子連續(xù)輸送方面也具有 很好性能，這是分子篩能夠在較長時間內(nèi)使內(nèi)部和表面保持均一濕度的原因。此外，分子篩 還有一項重要的特性是能夠在水分子的協(xié)助下，對金屬離子表現(xiàn)出良好的傳輸性能，使材 料內(nèi)部的離子能夠源源不斷地向表面進行輸送。這些特點決定了分子篩在半干法微藻培養(yǎng) 方面具有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的潛力。
[0046] 本實用新型提供的表面生長式培養(yǎng)系統(tǒng)耗水量比較低、微藻細胞生長較快、收獲 便利及總體能耗低，具體優(yōu)勢如下：
[0047] 1、本實用新型采用的是表面生長式光合微生物培養(yǎng)系統(tǒng)。我們能夠?qū)⑽⒃褰臃N于 多孔板的表面后，利用供液系統(tǒng)向多孔板材源源不斷地注入培養(yǎng)液，培養(yǎng)液經(jīng)過多孔板內(nèi) 部達到表面，供藻細胞生長。這樣就避免了傳統(tǒng)光生物反應(yīng)器中水的大量使用，減少了動力 系統(tǒng)的能耗；減少了管道設(shè)計；減少了單位生物質(zhì)產(chǎn)量的占地面積；同時，通過使微藻生長 濃度極大地提高，也簡化了傳統(tǒng)微藻后期收獲中濃縮、離心、過濾等工藝，提高了生產(chǎn)效率、 降低運營成本；
[0048] 2、本實用新型中所使用光源直接照射到微藻細胞，而不需要通過水體，因此光能 量衰減較少，相對傳統(tǒng)光生物反應(yīng)器，大幅度提高了光能利用率，同時大幅度提高了微藻生 長速率和品質(zhì)，這是微藻生物能源產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵一步；
[0049] 3、傳統(tǒng)管式光生物反應(yīng)器需要對水、藻混合物進行攪拌，以保證微藻在充足的光 照條件下充分生長，能耗和成本較高。而本實用新型所涉及的培養(yǎng)系統(tǒng)不需通過攪拌來避 免藻細胞沉降、實現(xiàn)藻細胞充分生長，從而減少了能耗，節(jié)約了成本；
[0050] 4、相對于其他光生物反應(yīng)器，半干法光生物反應(yīng)器可以便捷地改變微藻生長環(huán) 境。微藻的生長（生物量積累）和代謝物的產(chǎn)生（如油脂）一般是兩個分開的過程，因為 它們對環(huán)境要求不相同，細胞生長需要高氮環(huán)境，而油脂積累過程則需要低氮等脅迫環(huán)境。 目前常用的方法是等到培養(yǎng)基體系內(nèi)原有氮源消耗完畢時才逐步轉(zhuǎn)化為缺氮誘導(dǎo)環(huán)境，往 往需要10天以上；若生長已近平臺期，想快速進入油脂累積階段，目前只能是先采集藻細 胞后再轉(zhuǎn)入低氮或無氮培養(yǎng)基中進行油脂代謝，這個工作量很大，而且能耗高。而通過本實 用新型的培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法，我們可以根據(jù)微藻生長情況隨時改變生長環(huán)境，以實現(xiàn)微 藻生物量的積累或油脂累積。
[0051] 5、使用本實用新型的表面生長式培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法，與現(xiàn)有的表面生長式培養(yǎng) 系統(tǒng)及方法相比，具有明顯的優(yōu)勢：
[0052] 5a)本實用新型多孔板具有強的吸水性、透水性，從而可以為微藻的培養(yǎng)、生長源 源不斷地提供水分和其他培養(yǎng)所需的營養(yǎng)成分。本實用新型中的多孔板具有內(nèi)部連通的數(shù) 個微孔管道，加上擴散性能良好，所述多孔培養(yǎng)板可迅速吸收培養(yǎng)液，達到飽和狀態(tài)，為在 表面培養(yǎng)微藻做好儲備。在水分蒸發(fā)時，由于培養(yǎng)系統(tǒng)表面孔穴內(nèi)液體表面的表面張力作 用，可在孔道內(nèi)產(chǎn)生汲取作用。在汲取作用下，培養(yǎng)液可在多孔板的管道/網(wǎng)絡(luò)/空穴內(nèi)流 動，可使培養(yǎng)液快速補給到培養(yǎng)板表面，使培養(yǎng)板表面的濕度均一飽和。借助水分的運動， 溶培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質(zhì)小分子也會隨同水流動到達任何地方，培養(yǎng)液實現(xiàn)從培養(yǎng)板內(nèi)部向 培養(yǎng)板表面運輸。在上述自然機理作用下，由于是一個自然現(xiàn)象，因而相對于現(xiàn)有技術(shù)可降 低供液能耗。本實用新型的多孔板較佳選擇以分子篩為基質(zhì)，由于分子篩的規(guī)格均一，可實 現(xiàn)液體的流動快速而且均勻；
[0053] 由分子篩制造的多孔板具有雙重多孔性，所述雙重多孔性為①分子篩多孔性，即， 分子篩本身所具有孔徑，從而具有強吸水性和保水性；②板多孔性（由分子篩顆粒壓制形 成時產(chǎn)生的孔徑），即，制成的分子篩多孔板還具有除了分子篩本身孔徑以外的孔徑，這種 孔徑大于分子篩本身孔徑，增加水生生物在多孔板表面與水的接觸面積，并且增加在多孔 板表面水的流動性，從而有利于將富含營養(yǎng)成分的培養(yǎng)液向水生生物輸送。這種分子篩的 多孔性和板多孔性的配合極大地增加了多孔板的吸水性和保水性，并增加了將培養(yǎng)液遞送 至水生生物的能力，有利于水生生物生長；
[0054] 5b)本實用新型的多孔板為剛性，其機械強度高，可在豎直方向自支撐，只需簡易 地對其底部支撐固定即可，便于實現(xiàn)尺寸上的延展；
[0055] 5c)本實用新型的多孔板抗腐蝕性好，從而在收獲后或污染后，可耐受消毒劑，從 而保證其循環(huán)使用性好；以及
[0056] 5d)本實用新型的多孔板成本低，分子篩材料加工制造工藝目前相對成熟，而且可 以選用的原材料可來自本欲填埋處理的廢渣。