CN106916730B - 序批式微生物孵化器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种序批式微生物孵化器，包括罐体、光源、搅拌轴、电机、搅拌臂和毛刷，所述罐体位于所需治理的水体旁，所述罐体上具有进水管和排水管，所述排水管将培育好的微生物投放至水体内，所述光源设于罐体的外壁上，所述搅拌轴同轴由罐体外部穿入罐体内，所述电机位于罐体外驱动搅拌轴转动，所述搅拌臂连接在搅拌轴上，所述毛刷连接在搅拌臂上并可与罐体内壁接触。本微生物孵化器具有如下优点：实现了就地、原位、连续、培养微生物菌；实现了定时、定量、周期性投加专用复合微生物，保证技术实施的稳定性和准确性；降低了工程实施的运输成本、人力成本，减少实施风险。

Description

序批式微生物孵化器
技术领域
本发明涉及一种序批式微生物孵化器。
背景技术
在城市快速发展过程中，由于工农业生产的快速发展及人口的不断增加，导致所需要排出的废水量不断增加，导致大量废水未经处理即排入河道、湖库当中，使河道、湖库内的水质受到严重的污染。水体“黑臭”被认为是一种水体中有机污染物厌氧分解的生物化学现象，是水体有机物污染的极端表现。大量有机污染物进入水体后，破坏了水体自身所可以降解及净化的系统，在经过分解、腐败过程后产生腐殖质等发臭物质沉积在水体底部，产生的挥发性、刺激性气味的气体如硫化氢、甲烷、氨气等逸出水面。排放进入水体的重金属铁、锰等污染物与水中的硫形成了硫化物，形成大量带电胶体的黑色悬浮颗粒，从而导致水体呈现出发黑发臭的现象。
目前微生物强化技术是黑臭水体治理与修复常用的方法之一。微生物强化技术通过向水体中投加经筛选的优势高效微生物，以去除某一种或某一类有害物质。
目前国内外工程上采用微生物强化技术修复污染水体最为普遍的方法是直接投加菌种法，主要实施步骤为：首先，由工厂或车间集中扩大培养水处理专用菌种，并配置成复合菌液成品，然后，将工厂或车间培育的微生物菌种运输到工程实施现场，周期性地运用操作工人向污染水体水面喷洒复合菌液。该方法存在的主要问题是：1、由于工厂或车间生产能力有限，而复合菌液需要周期性喷洒，导致需要频繁采用物流运输复合菌液成品至工程实施现场，运输成本高且风险大，从而增大工程建设期和营运期成本；2、采用人工周期性向污染水体水面喷洒复合菌液，人工成本较高，且喷洒过程存在安全隐患；3、复合菌液人工投加的数量和周期，与操作工人的经验和熟练程度等人为因素有关，技术实施缺乏准确性和稳定性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种序批式微生物孵化器，通过在线培养、在线投放微生物以解决微生物强化技术工程实施上运输、人工喷洒存在的人力成本高、实施稳定性差、安全风险大的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种序批式微生物孵化器，包括罐体、光源、搅拌轴、电机、搅拌臂和毛刷，所述罐体位于所需治理的水体旁，所述罐体上具有进水管和排水管，所述排水管将培育好的微生物投放至水体内，所述光源设于罐体的外壁上，所述搅拌轴同轴由罐体外部穿入罐体内，所述电机位于罐体外驱动搅拌轴转动，所述搅拌臂连接在搅拌轴上，所述毛刷连接在搅拌臂上并可与罐体内壁接触。
进一步地，所述罐体底部开有进气孔，还包括通过进气孔向罐体内进行曝气的气泵，所述罐体内设有ORP探头，所述ORP探头与气泵之间联锁。
进一步地，所述进水管和排水管竖向同轴连接，所述进水管与排水管之间连接有支管，所述支管与罐体的中部连接，所述进水管和排水管上分别设有电磁阀。
优选的，所述罐体上方呈圆柱形、底部呈半球形。
进一步地，所述光源为LED灯。
进一步地，还包括对罐体内的液体进行温控的温控元件。
进一步地，所述搅拌臂包括径向臂和竖向臂，所述径向臂沿搅拌轴轴向分为多组，每组径向臂沿搅拌轴周向均布，所述竖向臂连接在处于同一周向位置的径向臂并靠近罐体内壁的一端上，所述竖向臂与罐体的母线平行，所述毛刷连接在竖向臂上。
进一步地，所述竖向臂上具有滑套，所述滑套可滑动的套于径向臂外。
进一步地，所述径向臂上开有径向孔，与所述径向孔滑动配合有径向杆，所述径向杆一端伸出径向孔外与竖向臂固定连接，所述径向杆另一端呈锥形，所述滑套内设有两端分别与径向臂和竖向臂连接的弹簧，所述搅拌轴由其底面向上开有盲孔，与所述盲孔滑动配合有顶杆，所述顶杆上对应各组径向臂所在位置具有凸缘，所述凸缘具有锥形侧面，所述凸缘的锥形侧面与相应的各径向杆的锥形端呈斜楔配合，所述顶杆底部伸出罐体外并与传动机构连接，所述传动机构驱动顶杆上下移动。
进一步地，所述传动机构为曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构的滑块由气缸驱动横移，所述曲柄滑块机构的曲柄套于顶杆并与顶杆螺纹配合。
本发明的有益效果：
1、本发明的序批式微生物孵化器，实现了就地、原位、连续、培养微生物菌；
2、本发明的序批式微生物孵化器，实现了定时、定量投加专用复合微生物，保证技术实施的稳定性和准确性；
3、本发明的序批式微生物孵化器，降低了工程实施的运输成本、人力成本，减少实施风险。
附图说明
图1为本发明一种序批式微生物孵化器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图，本发明提供一种技术方案：一种序批式微生物孵化器，包括罐体1。罐体1作为储存培养微生物菌液的载体，其由透明材料如透明玻璃等制成，罐体1位于所需治理的水体旁而不是离线设置在远离水体的工厂或车间内，罐体1为回转体，其上方呈圆柱形、底部呈半球形，底部半球形有利于微生物菌液混合。
罐体1上连接有进水管2、排水管3和投料器4。进水管2和排水管3竖向同轴连接，进水管2与排水管3之间连接有支管5，支管5与罐体1的中部连接，进水管2、排水管3和支管5形成三通管，进水管2和排水管3上分别设有电磁阀6.1、6.2。当需要将罐体1内进水时，进水管2上的电磁阀6.1打开，排水管3上的电磁阀6.2关闭，自来水或水体内的原水经过滤、消毒处理后经进水管2、支管5进入罐体1内，微生物菌种和营养基质通过投料器4注入罐体1，水、微生物菌种和营养基质构成了微生物菌液。当微生物菌培养完成后，排水管3上的电磁阀6.2打开，培养完成后的微生物菌液直接从排水管3进入需要治理的水体内。
本实施例的微生物孵化器在线设置在水体旁，培养完成后的微生物菌可以直接通过排水管3投放至水体内，实现了就地、原位、连续、培养专用微生物，并定时周期性投加专用复合微生物，保证技术实施的稳定性和准确性，同时降低了工程实施的运输成本、人力成本，减少实施风险。
此外，罐体1上还连接有溢流管7和放空管8，溢流管7与罐体1的连接位置位于支管5上方并靠近罐体1顶部，放空管8与罐体1的连接位置则位于罐体1底部。当罐体1内的进水位达到设定高度时，水从溢流管7溢流至水体，且溢流管7设置存水弯19，形成水封，防止培养光合细菌时空气进入罐体1。当需要对罐体1内的液体进行放空时，打开放空管8上的电磁阀6.3，液体通过放空管8排至水体。
需要说明的是，进水管2和排水管3的结构和位置不限于上述结构和位置，而本实施例中的支管5位于罐体1中部即罐体1的进水和排水位置位于罐体1中部是根据微生物培养和投放周期而特别设计的，一个培养周期完成后，打开排水管3，位于支管5以上的微生物菌液通过支管5、排水管3投放至水体内，而支管5以下的微生物菌液继续留在罐体1内，留在罐体1内的微生物菌种母体能够满足下一个培养周期内生长出所需体量的微生物菌。
为了使微生物菌混合充分，本微生物孵化器还包括搅拌轴9、搅拌臂10和电机11。搅拌轴9与罐体1同轴，并从罐体1上方穿入罐体1内，电机11位于罐体1顶部并驱动搅拌轴9转动，搅拌臂10连接在搅拌轴9位于罐体1内的部分上，搅拌臂10随搅拌轴9转动以对罐体1内的微生物菌液搅拌，使微生物菌母体与营养基质充分混合。
搅拌臂10包括径向臂101和竖向臂102，径向臂101沿搅拌轴9轴向分为多组，每组径向臂101沿搅拌轴9周向均布，竖向臂102连接在处于同一周向位置的径向臂101并靠近罐体1内壁的一端上，竖向臂102与罐体1的母线平行。
微生物菌中有一种细菌为光合细菌，光合细菌在有光照缺氧的环境中进行光合作用而生长，当所需培养的微生物菌是光合细菌时，设置在罐体1外壁上的光源17打开，通过光源17对罐体1内的光合细菌提供光照以使其生长。光源17优选带状的LED灯，LED灯的光谱比日光灯更连续，微生物菌生长更好，LED灯外侧具有不锈钢反光罩18，反光罩18避免LED灯照射出的光向外散射。另外，由于光合细菌具有趋光性，光合细菌容易贴附于罐体1内壁从而阻碍光源17穿过罐体1，降低了光的强度，影响光的利用效率和光合细菌的生长速率。为此，搅拌臂10上设有毛刷12，毛刷12连接在竖向臂102上，且毛刷12可与罐体1内壁接触，搅拌臂10在对液体进行搅拌的同时，毛刷12可以刷洗罐体1的内壁，从而将贴付于罐体1内壁上的光合细菌从罐体1内壁上刷落，实现搅拌与清洁罐体1内壁同时进行。毛刷12连接在搅拌臂10上并可与罐体1内壁接触。
当罐体1内壁上的光合细菌较多、较厚时，仅靠提高搅拌轴9转速无法满足毛刷12清洗掉所有贴付在罐体1内壁上的光合细菌的目的，或者当毛刷12由于运行时间过长而导致其磨损而无法与罐体1内壁接触时，必须通过调整毛刷12与罐体1内壁的相对位置才能满足毛刷清洗罐体内壁的需求。为此，竖向臂102上具有滑套103，滑套103可滑动的套于径向臂101外，竖向臂102沿径向臂101移动，从而可以改变毛刷12与罐体1内壁之间的径向距离。当罐体1内壁上的光合细菌较多、较厚时或当毛刷12由于磨损无法与罐体1内壁有效接触时，竖向臂102向罐体1内壁方向移动，毛刷12与罐体1内壁可接触的长度增加，毛刷12对罐体1内壁上的光合细菌的作用力更大，能够更彻底的将罐体1内壁上的光合细菌清洗掉。当罐体1内壁上的光合细菌较少时，竖向臂102可以向搅拌轴9方向移动，减小毛刷12与罐体1内壁的接触长度，从而减小毛刷的摩擦力降低毛刷的磨损。
竖向臂102与罐体1内壁之间的距离由调距机构13调节，调距机构13包括径向杆131、弹簧132、顶杆133和传动机构134。径向臂101上沿其长度方向即搅拌轴9的径向开有径向孔，径向杆131周向位于径向孔内并与径向孔滑动配合，径向杆131外端即远离搅拌轴9的一端伸出径向孔外与竖向臂102固定连接，径向杆131的内端即靠近搅拌轴9的一端呈锥形。弹簧132位于滑套103内，弹簧132周向套于径向杆131外，轴向两端则分别与径向臂101和竖向臂102连接。搅拌轴9由其底面向上开有盲孔，顶杆133与盲孔滑动配合，顶杆133上对应各组径向臂101所在位置具有凸缘135，凸缘135具有锥形侧面，凸缘135的锥形侧面与相应的各径向杆131的锥形端呈斜楔配合，顶杆133底部伸出罐体1外并与传动机构134连接，传动机构134驱动顶杆133上下移动。
调距机构13的工作原理是：当顶杆133向上移动时，凸缘135可以驱动径向杆131径向向外移动，径向杆131向外移动从而可以使竖向臂102向罐体1内壁移动，进而减小毛刷12与罐体1内壁的相对距离、增加毛刷12与罐体1内壁的接触长度。相反的，当顶杆133向下移动时，在弹簧132恢复力作用下，径向杆131径向向内移动，径向杆131向内移动从而可以使竖向臂102搅拌轴9移动，进而减小毛刷12与罐体1内壁的相对距离、增加毛刷12与罐体1内壁的接触长度。
传动机构134为曲柄滑块机构，曲柄滑块机构的滑块由气缸驱动横移，曲柄滑块机构的曲柄套于顶杆133并与顶杆133螺纹配合。
微生物菌中还包括好氧微生物，当需要培养好氧微生物时，本微生物孵化器还包括曝气系统，曝气系统包括ORP探头141和气泵142，气泵142通过罐体1底部开设的进气孔向罐体1内送气即使罐体1内的好氧微生物提供曝气，使其能够充分的与氧气结合作用。ORP探头141位于罐体1内以测量微生物液的ORP值，气泵142的开启与关闭则由罐体1内微生物液的ORP值决定，当ORP值小于设定下限值时，启动气泵142，当ORP值大于设定上限值，关停气泵142。
为了为微生物菌提供更好的温度，本微生物孵化器还包括对罐体1内的液体进行温控的温控元件15和测量液体pH值的pH探头16。温控元件15将培养周期内的水温控制在25℃-35℃，以较适宜温度培养微生物菌。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种序批式微生物孵化器，其特征在于：包括罐体、光源、搅拌轴、电机、搅拌臂和毛刷，所述罐体位于所需治理的水体旁，所述罐体上具有进水管和排水管，所述排水管将培育好的微生物投放至水体内，所述光源设于罐体的外壁上，所述搅拌轴同轴由罐体外部穿入罐体内，所述电机位于罐体外驱动搅拌轴转动，所述搅拌臂连接在搅拌轴上，所述毛刷连接在搅拌臂上并可与罐体内壁接触；
所述搅拌臂包括径向臂和竖向臂，所述径向臂沿搅拌轴轴向分为多组，每组径向臂沿搅拌轴周向均布，所述竖向臂连接在处于同一周向位置的径向臂并靠近罐体内壁的一端上，所述竖向臂与罐体的母线平行，所述毛刷连接在竖向臂上；所述竖向臂上具有滑套，所述滑套可滑动的套于径向臂外；
所述径向臂上开有径向孔，与所述径向孔滑动配合有径向杆，所述径向杆一端伸出径向孔外与竖向臂固定连接，所述径向杆另一端呈锥形，所述滑套内设有两端分别与径向臂和竖向臂连接的弹簧，所述搅拌轴由其底面向上开有盲孔，与所述盲孔滑动配合有顶杆，所述顶杆上对应各组径向臂所在位置具有凸缘，所述凸缘具有锥形侧面，所述凸缘的锥形侧面与相应的各径向杆的锥形端呈斜楔配合，所述顶杆底部伸出罐体外并与传动机构连接，所述传动机构驱动顶杆上下移动。
2.根据权利要求1所述的序批式微生物孵化器，其特征在于：所述罐体底部开有进气孔，还包括通过进气孔向罐体内进行曝气的气泵，所述罐体内设有ORP探头，所述ORP探头与气泵之间联锁。
3.根据权利要求1所述的序批式微生物孵化器，其特征在于：所述进水管和排水管竖向同轴连接，所述进水管与排水管之间连接有支管，所述支管与罐体的中部连接，所述进水管和排水管上分别设有电磁阀。
4.根据权利要求1-3任一项所述的序批式微生物孵化器，其特征在于：所述罐体上方呈圆柱形、底部呈半球形。
5.根据权利要求4所述的序批式微生物孵化器，其特征在于：所述光源为LED灯。
6.根据权利要求4所述的序批式微生物孵化器，其特征在于：还包括对罐体内的液体进行温控的温控元件。
7.根据权利要求1所述的序批式微生物孵化器，其特征在于：所述传动机构为曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构的滑块由气缸驱动横移，所述曲柄滑块机构的曲柄套于顶杆并与顶杆螺纹配合。
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