从含水小室收集水的方法和系统技术方案

提供了收集、纯化和/或提取由水生植物在厌氧代谢期间产生的乙醇的方法和系统。该系统包括含水小室和水生植物、与小室流体连通以用于从水中移除乙醇的乙醇提取组件。通过启动所述植物中的厌氧过程，如通过调节到达该水生植物的光合作用诱导光，使水生植物释放乙醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了收集、纯化和/或提取由水生植物在厌氧代谢期间产生的乙醇的方法和系统。该系统包括含水小室和水生植物、与小室流体连通以用于从水中移除乙醇的乙醇提取组件。通过启动所述植物中的厌氧过程，如通过调节到达该水生植物的光合作用诱导光，使水生植物释放乙醇。【专利说明】从含水小室收集水的方法和系统专利
本公开涉及用于种植水生植物的小室和用于从该小室收集水的方法和系统。可从所收集的水中移除各种水生植物副产物，包括乙醇。专利技术背景目前的乙醇生产方法主要依赖于直接将生物质来源转化为乙醇。在基于谷物的乙醇生产中，例如，将诸如玉米的谷物经机械、热和/或化学处理，并将提取自所处理谷物的级分放入含有微生物的发酵罐中。然后将发酵的提取物蒸馏。常规乙醇生产的缺点包括高的原料(即，谷物)消耗、副产物生产以及水和能量消耗。因此，已在寻找常规乙醇生产的替代性方法。专利技术概述一个实施方案为包含水、基质、至少一种水生植物、进水口和出水口的小室。至少一个进水口和出水口位于所述小室内，其处于或低于所述基质的深度，且其他进水口和出水口位于所述小室内，其处于或高于所述基质的深度。通过所述出口从所述小室移除的水在被移除前流经或被抽吸而流过所述基质。另一个实施方案为包含水的小室，所述水具有处于第一水温的上层和处于第二温度的下层，其中所述第二温度低于所述第一温度。所述小室还包含至少一种水生植物、位于所述下层深度处的进水口，以及处于或低于所述较低温度层的基质。所述基质可包含土壤层上层和含有至少一种颗粒物质的下层。又一个实施方案为从包含水的含水小室中收集水的方法，所述小室包含水、颗粒基质和至少一种水生植物，所述水生植物具有至少一个位于所述基质中的根部。抽吸水使其流过所述基质进入处于或低于所述基质的出水口，所述出水口与水收集组件连通。因而，已经相当宽泛地概述了本公开较为重要的特征，以便随后的其详细描述能被更好地理解，并使本公开对本领域的贡献能被更好地理解。下文还有对本公开的其他特征的描述，并且其将形成本文所附权利要求的主题。本公开的目的以及作为本公开特征的各种新颖特征，在所附权利要求中被特别指出，并形成了本公开的一部分。【专利附图】【附图说明】当考虑随后的其详细说明时，将更好地理解本公开，并且除上文所示的那些外的其他目的会变得明显。这样的描述参考所附的附图，其中:图1为根据本公开的实施方案的、用于种植水生植物的系统的示意图。 图2为根据本公开的实施方案中的、用于种植水生植物的基质的横切面图。图3为根据本公开的实施方案中的、用于种植水生植物的基质的横切面图。图4为根据本公开的实施方案的、用于种植水生植物的系统的示意图。图5为根据本公开的实施方案的、用于从水生植物分离乙醇的系统的示意图。图6所示为根据本公开的实施方案的、获得由水生植物产生的乙醇的方法。专利技术详述图1为含水小室10的示意图，其包含水12、放置的通常低于水、靠近小室10底部的基质14，和一种或多种水生植物16。小室10的规格可取决于引入至小室的水生植物的大小和类型和数量、水深和基质高度。每个小室的深度范围可为:约1cm至约20m(例如，1cm至100cm、50cm至lm、10cm 至 lm、500cm 至 3m、Im 至 5m、4m 至 10m、5m 至 7m、5m 至 1m,或 1m 至 20m)。可利用多种水深。已发现在存在其他环境因素如深处的非典型高水温的情况下，一些植物可以在明显更深的深度中生长。例如，已经表明蓖齿眼子菜(Stuckeniapectinata)生长在大于20m的水深处,该处热通孔(thermal vents)提供至少比在北美湖泊的此深度处通常发现的更热的水。在其他实施方案中，可利用明显更小的水深。小室的宽度和长度对系统并不关键。应理解，小室的宽度和长度不必相等，并且能够被调节以容纳用于系统的植物的数量和类型，并且能够进一步取决于小室的外形、可用的土地面积、原材料的取得和成本控制。当小室规格设计为存放单株植物时，在系统中包含多于一个小室可能是有利的。小室10中包含的水12可采用例如，热交换器或小室内加热器进行温控。用于小室的热还可隔离自附近乙醇处理厂排出的废热或其他任何方便的废热源。也可以在方便的情况下利用其他热源，如地热和太阳热。在一个实施方案中，可以利用废水处理厂或电力设施排放的水，以调节温度并为水生植物提供额外的营养素。另外，在特别热的气候中，可能需要冷却小室以防止温度在其他情况下损伤植物。根据利用的各种水生植物，可以选择温度范围以优化植物生长和乙醇生产。应当理解，尽管生长和生产乙醇的总温度范围落入宽得多的范围内，但为了最佳生长，例如，可以将一些选择的植物如蓖齿眼子菜维持在约32°C至23°C。控制温度的一种方式是将小室沉入地面内，该处小室周围的土壤将缓和小室的温度。在一些实施方案中，控制所述小室中的水温，以便不同水温区处在不同水深。具体地，可将水温分层为两层或多层(例如，3、4或5层)、通常为水平的温度层，如图1所示的温度层18和20。每层的温度可为大体一致的或可体现出梯度。层之间的边界可维持为有或没有物理屏障。在一个实施方案中，层18、20之间至少约rc的温度差产生了无屏障的边界。使每个温度区域的水移动和温度起伏最小化可提供在不用物理屏障的情况下维持层之间的温度差的益处。然而，一些水流动或循环可用于稳定温度区域之间的边界。可选择地或另外，可使用物理屏障如布、网或植物能穿过其生长的其他材料，以稳定所述分层。在一些实施方案中，当区域之间的温度差超过约rc时，使用物理屏障。此外，物理屏障可降低传递至温度区域中的水的辐射能(例如，来自光源的)。在一些实施方案中，所述物理屏障在定植植物之前放置到位，以允许植物穿过所述屏障生长。水温分层时，可调节温度区域的大小、位置和温度，以适合所用的水生植物。例如，如图1所示,层20从水12的表面(植物16的叶部分所驻留的地方)延伸至植物16的茎部分所驻留的深度处。层18从所述层边界至少延伸至所述基质表面，且可能进入基质14(植物16的下部茎和/或根所驻留的地方)。上层20可具有的温度高达约37°C，更特别地高达约32°C，并且甚至更特别地高达约31°C (包括约2°C至约21°C、约2°C至约16°C、约4°C至约18°C、约4°C至约10°C、约10°C至约 13°C、约 16°C至约 20°C、约 17°C至约 19°C、约 17°C、约 18°C、约 18°C、约 19°C等)。下层18的水温可为约1_14°C，其低于上层20的温度；更特别地为约2-6°C，其低于上层20的温度。每层可在温度上大体一致，或其温度可随深度增加逐渐降低。每层的温度均可用任何合适的手段控制。例如，在一些实施方案中，靠近水表面的水通过暴露于来自光源如太阳或人工光源的福射热而被加热。可选择地，使用热源如加热元件来加热靠近水表面的水，或者可在小室外加热水并引入至小室的表面附近。可控制较凉温度区的温度，通过例如，通过使用物理屏障或其他手段如染料(例如，蓝色染料)来限制暴露于辐射能量源(例如，光)、以受控的温度引入水等。在一个实施方案中，所述小室10包含至少一个进水口，其各自位于一个层的深度处。所述进水口连接至将温度受控的水引入至所述层的水源。在如本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于移除植物副产物的含水小室，包含：水；基质，其包含颗粒物质；至少一种水生植物，其具有至少一个位于所述基质中的根部；进水口，其适于递送水至所述小室中；出水口，其适于从所述小室移除水；以及乙醇提取组件，其与所述出水口流体连通；其中至少一个所述进水口和所述出水口在所述小室中位于或低于所述基质，且其他所述进水口和所述出水口在所述小室中位于或高于所述基质，以便通过所述出口从所述小室移除的水经抽吸而流过所述基质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托尼·A·哈根，
申请(专利权)人：阿奎泰克生物能有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US