CN108441419A - 小型靶向菌种智能化培养装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便、便于工程现场快速调试的小型靶向菌种智能化培养装置。本发明的技术方案是：包括培养装置主体，该培养装置主体内部具有培养腔室，培养装置主体顶部开设有与培养腔室连通的排气孔；培养腔室经隔板分隔成左腔室和右腔室，且左腔室上部与右腔室上部连通，对应左、右腔室分别在其底部设置左曝气机构和右曝气机构，对应左、右腔室均接有出水管，并在出水管上安装手电两用阀门；培养装置主体上装有原水供给机构、营养液补充机构；培养装置主体内设有左、右污泥浓度计、液位传感器和温度传感器，以及加热机构。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型靶向菌种智能化培养装置及方法。适用于河道黑臭水体旁路应急生化处理装置的菌种快速培养。
背景技术
河流黑臭是城市化进程中出现的一种水体严重污染现象，不但影响城市容貌，更是影响周边居民的日常生活，制约着城市环境质量的提升。为了大幅削减污染负荷，快速净化河流水质，可将污染严重的河水引入临近的污水处理厂进行集中处理，再将处理水回流至河道。但这种异地处理法的建设投资费用较高，并不适用于分散在城市中的黑臭河道治理。因此，旁路式黑臭水体的应急处理装置的市场需求很大。
目前，黑臭水体考核氨氮指标成为制约一些采用非生化方法的应用范围，比如磁分离，高效沉淀等物理方法没有去除氨氮能力，河道黑臭水体旁路应急处理装置必须采用生化工艺，而目前各种生化工艺调试时间长，无法满足工期短的需要，因此，需要一种快速投加菌种的装置，实现生化装置立即启用，满足河道验收考核的需要。
公开号为CN 101709278的中国专利主要针对高浓度亚硝化细菌的规模化培养方法，操作过程繁琐，不利于河道应急及时补充菌种。
公开号为CN 100499995C的中国专利主要针对废气生物处理的培菌方法及其专用装置，该方法直接在反应装置中培养，以废气为营养物，其培菌过程与废水不同，该方法不适合废水的快速培养。
公开号CN 105002119A的中国专利公布了一种硝化细菌的半固体培菌方法，仅仅适用于实验室灭菌条件下的纯种微生物培养，不适合现场敞口式非灭菌环境培养。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、操作方便、便于工程现场快速调试的小型靶向菌种智能化培养装置及方法。
本发明所采用的技术方案是：一种小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：包括培养装置主体，该培养装置主体内部具有培养腔室，培养装置主体顶部开设有与培养腔室连通的排气孔；
所述培养腔室经隔板分隔成左腔室和右腔室，且左腔室上部与右腔室上部连通，对应左、右腔室分别在其底部设置左曝气机构和右曝气机构，对应左、右腔室均接有出水管，并在出水管上安装手电两用阀门；
所述培养装置主体上装有用于向培养腔室提供河道污水的原水供给机构、用于向培养腔室补充营养液的营养液补充机构；
所述培养装置主体内设有用于获取左、右腔室内污泥浓度的左、右污泥浓度计、用于获取培养腔室内液位高度的液位传感器和获取水体温度的温度传感器，以及用于加热培养腔室内水体的加热机构；
所述原水供给机构、营养液补充机构、左、右污泥浓度计、液位传感器、温度传感器、加热机构、左、右曝气机构和手电两用阀门均电路连接控制器。
所述加热机构包括由内向外依次包裹于所述培养装置主体外的传热层和保温层，传热层与保温层之间形成包裹培养装置主体的加热腔室，加热腔室内设有温控加热棒并充满清水，温控加热棒与所述控制器电路连接。
所述温控加热棒设置于所述加热腔室内对应培养装置主体底部位置，加热腔室接有循环输水管路，循环输水管路一端连通加热腔室对应温控加热棒位置，另一端连通加热腔室对应培养装置主体顶部位置，循环输水管路上装有水泵，该水泵由所述控制器控制开关。
所述传热层采用薄壁防腐涂层的钢板。
所述营养液包括磷酸二氢钾、碳酸氢钠和七水硫酸镁。
所述营养液补充机构具有接于所述培养装置主体上并与培养腔室相连通的营养液管，营养液管上装有营养液阀门，该营养液阀门与所述控制器电路连接。
所述原水供给机构具有接于所述培养装置主体上并与培养腔室相连通的原水管，原水管上装有原水阀门，该原水阀门与所述控制器电路连接。
所述培养装置主体包括箱体和封盖，箱体配合盖于其顶部的封盖形成所述培养腔室。
一种应用所述培养装置进行培养的方法，其特征在于，步骤如下：
通过将原水供给机构将待处理河道污水抽入培养腔室内，同时通过营养液补充机构补充营养液，投加少量菌剂，利用左、右曝气机构为微生物提供氧气；
当通过温度传感器获取的培养腔室内水温低于设置水温时，启动加热机构，通过加热加热腔室内的清水，并通过水泵循环，确保整个培养腔室内温度均匀，实现恒温培养；
当通过左污泥浓度位计获取的污泥浓度到达设定值时，左曝气机构停止曝气，菌液静沉0.3-0.6h后，与左腔室对应的手电两用阀门打开，输出菌液；当通过右污泥浓度位计获取的污泥浓度到达设定值时，右曝气机构停止曝气，菌液静沉0.3-0.6h后，与右腔室对应的手电两用阀门打开，输出菌液；
当通过左或右污泥浓度计获取的污泥浓度低于设定值时，关闭相应出水管上的手电两用阀门，同时开启营养液补充机构和原水供给机构补充河道污水和营养液；当通过液位传感器获取的培养腔室内液位到达原先设定位置时，关闭营养液补充机构和原水供给机构。
本发明的有益效果是：本发明通过污泥浓度计配合原水供给机构、营养液补充机构、加热机构、左曝气机构、右曝气机构、温度传感器、液位传感器和手电两用阀门等实现智能控制，易于操作，实现傻瓜化管理。本发明体积小，可实现车载快速移动，适合多个工期紧张的污水应急工程需要。
附图说明
图1为实施例的结构示意图。
图2为实施例的电路框图。
1、箱体；1-1、隔板；2、封盖；2-1、排气孔；3、水泵；4、营养液管；5、营养液阀门；6、原水管；7、原水阀门；8、液位传感器；9、左污泥浓度计；10、右污泥浓度计；11、左曝气机构；12、右曝气机构；13、出水管；14、手电两用阀门；15、传热层；16、保温层；17、温控加热棒；18、循环输水管路；19、控制器；20、温度传感器；21、加热腔室。
具体实施方式
如图1所示，本实施例为一种小型靶向菌种智能化培养装置，包括培养装置主体、原水供给机构、营养液补充机构等。
本实施例中培养装置主体包括箱体和封盖，箱体配合盖于其顶部的封盖形成培养腔室。培养腔室内经隔板分隔成左腔室和右腔室，隔板下端与培养腔室底板相连，隔板上端与上方的封盖之间保持一定距离，左腔室上部与右腔室上部连通。
本实施例中原水供给机构安装于培养装置主体上，用于向培养腔室提供河道污水，该原水供给机构具有接于封盖上并与培养腔室相连通的原水管，原水管上装有原水阀门。
营养液补充机构安装于培养装置主体上，用于向培养腔室补充营养液(营养液包括磷酸二氢钾、碳酸氢钠和七水硫酸镁)，本例中营养液补充机构具有接于封盖上并与培养腔室相连通的营养液管，营养液管上装有营养液阀门。
本例中对应左、右腔室分别设置左曝气机构和右曝气机构，左、右曝气机构的曝气管分别位于左、右腔室底部。本实施例在封盖上开设有排气孔，排气孔用于曝气过程的气体排放。
箱体上接有两根出水管，两根出水管均位于箱体的靠近其底板部位，并分别与箱体内的左、右腔室连通，出水管上均安装手电两用阀门。
本实施例中在左、右腔室内、靠近其出水管位置分别设有左污泥浓度计和右污泥浓度计，且左、右污泥浓度计固定于封盖上，用于获取左、右腔室内污泥浓度。
本实施例在培养腔室内、靠近隔板上端位置设有液位传感器，液位传感器固定于封盖上，用于辅助控制培养腔的液位。在培养腔室内设有温度传感器，获取培养腔室内水体的温度。
箱体外侧由内向外依次包裹有传热层和保温层，传热层与保温层之间形成包裹箱体的加热腔室，加热腔室内对应箱体底部位置设置温控加热棒，加热腔室内充满清水。加热腔室上接有循环输水管路，循环输水管路一端连通加热腔室的对应其内温控加热棒位置，另一端连通加热腔室的对应箱体顶部位置，在循环输水管路上装有水泵，通过水泵将加热棒附近加热后的清水泵到顶部，形成内循环，实现均匀加热。本例中传热层采用薄壁防腐涂层的钢板，传热效果好，该传热层可为箱体的内壁；保温层用于避免热量过快消耗到外部环境。
如图2所示，本实施例中原水阀门、营养液阀门、手电两用阀门、左、右污泥浓度计、温控加热棒、液位传感器、温度传感器、水泵和左、右曝气机构均与控制器电路连接，控制器通过左、右污泥浓度计获取培养腔室的污泥浓度，通过液位传感器和温度传感器获取培养腔室内水体的液位高度和温度，并控制原水阀门、营养液阀门、手电两用阀门、温控加热棒、水泵和左、右曝气机构等开关。
本实施例的培养方法如下：
通过将原水供给机构将待处理河道污水抽入培养腔室内，同时通过营养液补充机构补充营养液，投加少量菌剂，利用左、右曝气机构为微生物提供氧气，保证微生物增值效果。
当通过温度传感器获取的培养腔室内水温低于设置水温时，启动温控加热棒，确保恒温培养；同时外面设置保温层，避免热量过快散发。
当通过左污泥浓度位计获取的污泥浓度(污泥浓度间接表示菌种量)到达设定值时，左曝气机构停止曝气，菌液静沉0.3-0.6h后，出水管上的手电两用阀门打开，菌液被输送到旁路生化应急装置；隔板避免右腔室的曝气影响左腔室的沉淀过程；
当通过左污泥浓度计获取的污泥浓度低于设定值时，关闭左腔室对应出水管上的手电两用阀门，同时开启营养液补充机构上的营养液阀门和原水供给机构的原水阀门，补充河道污水和营养液；
当通过液位传感器获取的培养腔室内液位到达原先设定位置时，关闭营养液补充机构和原水供给机构。
当通过右污泥浓度位计获取的污泥浓度(污泥浓度间接表示菌种量)到达设定值时，右曝气机构停止曝气，菌液静沉0.3-0.6h后，出水管上的手电两用阀门打开，菌液被输送到旁路生化应急装置；隔板避免左腔室的曝气影响左腔室的沉淀过程；
当通过右污泥浓度计获取的污泥浓度低于设定值时，关闭出水管上的手电两用阀门，同时开启营养液补充机构上的营养液阀门和原水供给机构的原水阀门，补充河道污水和营养液；
当通过液位传感器获取的培养腔室内液位到达原先设定位置时，关闭营养液补充机构和原水供给机构。
Claims (9)
1.一种小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：包括培养装置主体，该培养装置主体内部具有培养腔室，培养装置主体顶部开设有与培养腔室连通的排气孔(2-1)；
所述培养腔室经隔板分隔成左腔室和右腔室，且左腔室上部与右腔室上部连通，对应左、右腔室分别在其底部设置左曝气机构(11)和右曝气机构(12)，对应左、右腔室均接有出水管(13)，并在出水管(13)上安装手电两用阀门(14)；
所述培养装置主体上装有用于向培养腔室提供河道污水的原水供给机构、用于向培养腔室补充营养液的营养液补充机构；
所述培养装置主体内设有用于获取左、右腔室内污泥浓度的左、右污泥浓度计(9、10)、用于获取培养腔室内液位高度的液位传感器(8)和获取水体温度的温度传感器(20)，以及用于加热培养腔室内水体的加热机构；
所述原水供给机构、营养液补充机构、左、右污泥浓度计(9、10)、液位传感器(8)、温度传感器(20)、加热机构、左、右曝气机构和手电两用阀门(14)均电路连接控制器(19)。
2.根据权利要求1所述的小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：所述加热机构包括由内向外依次包裹于所述培养装置主体外的传热层(15)和保温层(16)，传热层(15)与保温层(16)之间形成包裹培养装置主体的加热腔室(21)，加热腔室(21)内设有温控加热棒(17)并充满清水，温控加热棒(17)与所述控制器(19)电路连接。
3.根据权利要求2所述的小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：所述温控加热棒(17)设置于所述加热腔室(21)内对应培养装置主体底部位置，加热腔室(21)接有循环输水管路(18)，循环输水管路(18)一端连通加热腔室(21)对应温控加热棒(17)位置，另一端连通加热腔室(21)对应培养装置主体顶部位置，循环输水管路(18)上装有水泵(3)，该水泵(3)由所述控制器(19)控制开关。
4.根据权利要求2或3所述的小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：所述传热层(15)采用薄壁防腐涂层的钢板。
5.根据权利要求1所述的小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：所述营养液包括磷酸二氢钾、碳酸氢钠和七水硫酸镁。
6.根据权利要求1或5所述的小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：所述营养液补充机构具有接于所述培养装置主体上并与培养腔室相连通的营养液管(4)，营养液管(4)上装有营养液阀门(5)，该营养液阀门与所述控制器(19)电路连接。
7.根据权利要求1所述的小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：所述原水供给机构具有接于所述培养装置主体上并与培养腔室相连通的原水管(6)，原水管上装有原水阀门(7)，该原水阀门与所述控制器(19)电路连接。
8.根据权利要求1所述的小型靶向菌种智能化培养装置，其特征在于：所述培养装置主体包括箱体(1)和封盖(2)，箱体(1)配合盖于其顶部的封盖(2)形成所述培养腔室。
9.一种应用权利要求1～8任意一项所述培养装置进行培养的方法，其特征在于，步骤如下：
通过将原水供给机构将待处理河道污水抽入培养腔室内，同时通过营养液补充机构补充营养液，投加少量菌剂，利用左、右曝气机构(11、12)为微生物提供氧气；
当通过温度传感器(20)获取的培养腔室内水温低于设置水温时，启动加热机构，确保恒温培养；
当通过左污泥浓度位计(9)获取的污泥浓度到达设定值时，左曝气机构(11)停止曝气，菌液静沉0.3-0.6h后，与左腔室对应的手电两用阀门(14)打开，输出菌液；当通过右污泥浓度位计(10)获取的污泥浓度到达设定值时，右曝气机构(12)停止曝气，菌液静沉0.3-0.6h后，与右腔室对应的手电两用阀门(14)打开，输出菌液；
当通过左或右污泥浓度计获取的污泥浓度低于设定值时，关闭相应出水管(13)上的手电两用阀门(14)，同时开启营养液补充机构和原水供给机构补充河道污水和营养液；当通过液位传感器(8)获取的培养腔室内液位到达原先设定位置时，关闭营养液补充机构和原水供给机构。
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