生物质的制造方法[0001]相关申请[0002]本申请是2010年5月20日提交的美国专利申请N0.12/784，215的部分继续申请，也是2010年5月20日提交的美国专利申请N0.12/784，181的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利申请N0.12/784，172的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利申请N0.12/784，141的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利申请N0.12/784，126的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利申请N0.12/784，106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N0.13/022, 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。[0004]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。[0005]发明概述[0006]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福射(photosynthetically activelight 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。[0007]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。[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。



[0021]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。
[0022]图1是本 发明方法的一个实施方案的流程图。
[0023]图2是本发明方法的另一实施方案的流程图。
[0024]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。[0025]图4A是安装至罐(vessel)的质量浓度传感器的侧剖视图(sectional sideelevation view)。
[0026]图4B是图4A的传感器沿着线4B-4B所取的视图。
[0027]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。
[0028]图5B是图5A的传感器沿着线5A-5A所取的视图。
[0029]图6是另一实施方案的质量浓度传感器的示意图。
[0030]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。
[0031]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。
[0032]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。

[0033]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。
[0034]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。
[0035]“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)。
[0036]“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。
[0037]“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。
[0038]“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。
[0039]“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GallonJ.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 Laboratoryto 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“Burlesl961 ”)；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 morphologyof 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, PhycologicalStudies 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 growthmeasurements (藻类法、培养法和生长测定手册),剑桥大学出版社第7~24页)。
[0040]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。[0041]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。
[0042]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。
[0043]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。
[0044]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。
[0045]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。
[0046]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。
[0047]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。
[0048]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°C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°C。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°C。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°C和50°C之间(例如约30°C)。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。[0049]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。
[0050]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 ο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 FlexAir?T-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。
[0051]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。
[0052]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)。
[0053]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福射下。
[0054]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。
[0055]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Pmi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Pmi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。
[0056]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。
[0057]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。
[0058]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福射下。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, Themorphology ofChlamydomonas 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(藻类石开究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NaN03、CaCl2^MgS O4, KH2PO4, NaCl，或其溶解的组成成分中的其他物质。
[0059]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。
[0060]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。
[0061]在一些实施方案中，例如，所述补充水性物料是水。
[0062]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(B卩，所述工艺以外的来源)，例如城市供水。[0063]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。
[0064]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。
[0065]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。
[0066]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。
[0067]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福射下。
[0068]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。
[0069]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。
[0070]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)。[0071]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。
[0072]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 —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(?)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)。
[0073]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)。 [0074]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Q)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)启动光合有效光福射向所述反应区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)。
[0075]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福射下。
[0076]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福射下。
[0077]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。
[0078]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