CN109022271A - 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法 - Google Patents

一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109022271A
CN109022271A CN201811228798.XA CN201811228798A CN109022271A CN 109022271 A CN109022271 A CN 109022271A CN 201811228798 A CN201811228798 A CN 201811228798A CN 109022271 A CN109022271 A CN 109022271A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tank
cultivation
spreads cultivation
class seed
seed pot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811228798.XA
Other languages
English (en)
Inventor
安鹏
杨德玉
方广君
赵彭年
朱婧涵
王加友
丁凡
丁一凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd filed Critical Shenyang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority to CN201811228798.XA priority Critical patent/CN109022271A/zh
Publication of CN109022271A publication Critical patent/CN109022271A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/58Reaction vessels connected in series or in parallel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/14Pressurized fluid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/12Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus by pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/32Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of substances in solution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/42Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of agitation speed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48Automatic or computerized control
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor

Abstract

本发明涉及可应用于环保生物领域,具体地说是一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法。扩培罐分别与一级种子罐、菌液暂存罐相连通;氮源罐通过氮源管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通,碳源罐通过碳源管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通,空压机通过空气管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通;一级种子罐及扩培罐分别安装有搅拌装置,一级种子罐、扩培罐及菌液暂存罐的罐体上分别设有夹套,一级种子罐及扩培罐上的夹套分别与恒温水箱相连通,菌液暂存罐上的夹套与冷水机组相连通,各夹套的温度反馈至自控系统,自控系统分别与搅拌装置、恒温水箱及冷水机组相连。本发明装置可用于硝化细菌的工业化扩培,解决废水氨氮处理难题。

Description

一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法
技术领域
本发明涉及可应用于环保生物领域,具体地说是一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法。
背景技术
硝化菌是一类具有硝化作用的自养化能细菌,包括亚硝酸盐菌 (AOB)和硝酸盐菌(NOB)两个生理菌群。硝化菌世代周期长、对溶解氧、水温、有毒物质敏感,在常见的污水处理系统的活性污泥中含量较低,但在脱氮过程起着至关重要的作用,脱氮过程中没有硝化过程就无法进行反硝化脱氮,因此硝化能力强弱直接关系到污水厂能否正常运行和能否出水达标。另外,由于工业废水具有水质波动大、成分复杂、含难降解污染物多、毒性大等特点,如果运行不当,硝化菌的硝化活性将受到抑制,导致污泥性状变差,出水氨氮浓度升高。污水系统硝化功能崩溃后,需从其他生化处理单元投加新的活性污泥,时间长、工作量大,而通过投加富集的硝化菌可以有效解决上述问题,可以减轻崩溃后的硝化系统对污水处理系统正常运行的影响。因此硝化细菌的扩培装置是目前研究热点,但由于硝化菌的特性,目前市场上缺乏系统成套的硝化菌扩培装置,导致废水脱氨处理难度增大。
于2017年05月17日公告的、公告号为CN206173357U的实用新型专利,介绍了一种硝化细菌高密度发酵的分批培养扩培罐系统,包括通风搅拌罐罐体,其罐体主要由进料管、絮凝剂加药管、磁粉投料管、出料管、冷却夹层、搅拌机以及电极等组成,该系统的缺点是不仅需要外加磁场,而且控制参数较多,过程较复杂,无法实现全自动控制。
于2017年10月27日公告的,公告号为CN206590950U的实用新型专利,介绍了一种溶解氧自动化控制的MBR全程硝化菌富集装置,包括反应器、进水桶、水浴锅和控制柜等组成,该装置的缺点是硝化菌产率低,富集时间长,以及菌种变异的风险大等。
发明内容
为了提高硝化菌在线扩培的自动化程度,降低硝化菌生产成本,解决废水氨氮处理难题,本发明的目的在于提供一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,包括一级种子罐 (1)、扩培罐、菌液暂存罐(3)、冷水机组(4)、恒温水箱(6)、空压机(9)、氮源罐(11)、碳源罐(12)及自控系统(23),其中扩培罐为至少一个,与一级种子罐(1)相连通,每个所述扩培罐均连通有菌液暂存罐(3);所述氮源罐(11)通过氮源管线(18)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通,所述碳源罐(12)通过碳源管线(17) 分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通,所述空压机(9)通过空气管线(19)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通,分别提供发酵过程中所需的原料氮源、碳源和空气;所述一级种子罐(1)及扩培罐分别安装有搅拌装置,所述一级种子罐(1)、扩培罐及菌液暂存罐 (3)的罐体上分别设有夹套(15),该一级种子罐(1)及扩培罐上的夹套(15)分别与由蒸汽发生器(6')提供热源的恒温水箱(6) 相连通,所述菌液暂存罐(3)上的夹套(15)与冷水机组(4)相连通,各所述夹套(15)的温度反馈至自控系统(23),该自控系统(23) 分别与所述搅拌装置、恒温水箱(6)及冷水机组(4)相连。
所述氮源罐(11)及碳源罐(12)分别通过管线与原料配制罐(5) 相连,该原料配制罐(5)上安装有搅拌装置。
所述一级种子罐(1)及扩培罐上均安装有电极探头(16),该电极探头(16)与所述自控系统(23)相连。
所述一级种子罐(1)与空压机(9)之间的空气管线(19)上及扩培罐与空压机(9)之间的空气管线(19)上均设置有空气流量计 (13)及电磁阀门(22),该空气流量计(13)及电磁阀门(22)分别与所述自控系统(23)相连。
所述恒温水箱(6)引出的管线上设有恒温循环泵(7),经过该恒温循环泵(7)的管线分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐连接,并在连接的管线上分别设有与所述自控系统(23)相连的电磁阀门 (22)。
所述氮源罐(11)引出的氮源管线(18)上设有分别与自控系统 (23)相连的计量泵(10)及电磁阀门(22),经过该计量泵(10) 及电磁阀门(22)的氮源管线(18)分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐相连。
所述碳源罐(12)引出的碳源管线(17)上设有分别与自控系统 (23)相连的计量泵(10)及电磁阀门(22),经过该计量泵(10) 及电磁阀门(22)的碳源管线(17)分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐相连。
所述一级种子罐(1)、扩培罐及菌液暂存罐(3)上均开设有取样口(24)及排料口(25),该一级种子罐(1)的排料口(25)通过排料管线(20)与扩培罐相连,所述扩培罐的排料口(25)通过排料管线(20)与菌液暂存罐(3)相连,在所述排料管线(20)上设有与自控系统(23)相连的电磁阀门(22)。
所述一级种子罐(1)上的取样口(24)和排料口(25)设置在有效容积的1/2处,所述扩培罐上的取样口(24)和排料口(25)设置在有效容积的1/3、1/2或3/4处,所述菌液暂存罐(3)上的取样口(24)和排料口(25)设置在有效容积的1/3、1/2或3/4处。
所述扩培罐与一级种子罐(1)的容积比为5/1~15/1。
一种利用所述装置多级放大的硝化菌全自动在线扩培方法,将经硝化细菌于种子罐1中发酵后培养,待菌株培养至对数生长期后通过空压机在线压入扩培罐中进行扩培,整个扩培周期为70-75h,扩培发酵后将发酵液培养物再通过空压机压入菌液暂存罐;而后再重新引入硝化细菌通过种子罐、扩培罐进行在线扩培,扩培后将培养物再次压入菌液暂存罐,通过反复注入新硝化细菌进而于菌液暂存罐获得大量富集培养的发酵物。
所述硝化细菌培养至对数生长期,按照现有技术完成。
所述扩培培养中扩培罐内加入供生长至对数生长期的硝化细菌生长的营养物质,并于100-150r/min的搅拌转速、DO控制在40%-50%、 pH为7.5,25-30℃下扩培至培养液中溶解氧降至30%时,调整搅拌转速在150-200r/min的、DO控制在30%-60%、pH为7.5,25-30℃下继续扩培,整个扩培周期为70-75h;其中,整个扩培过程中控制培养液中氨氮浓度为150-300mg/L。
所述营养物质按重量百分比计,10%氯化铵、20%碳酸钠、0.2%硫酸镁、0.2%氯化钾、0.02%硫酸亚铁、0.1%氯化钙、2%氯化钠和0.001%硫酸锰,余量为水。
本发明的优点与积极效果为:
1.本发明装置具有结构简单、操作方便,自动化程度高,可实现工业化放大等特点。
2.本发明采用pH电极、DO电极、MLSS电极以及温度电极连锁控制硝化菌扩培过程中所需原料投加量和扩培条件,硝化菌培养效率高。
3.本发明采用从小规模至大规模的连续扩培方法,充分利用了微生物生长周期规律,将处于最佳活性状态的菌种应用于工业化放大,所得菌种收率高、活性高。
4.本发明采用冷水机组保藏扩培后的硝化菌,硝化菌活化周期短,活性高。
5.本发明可同时连接多个扩培罐,提高扩培效率。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图;其中:1为一级种子罐,2为二级扩培罐,3为菌液暂存罐,4为冷水机组,5为原料配制罐,6为恒温水箱,6'为蒸汽发生器,7为恒温循环泵,8为料液输送泵,9为空压机,10为计量泵,11为氮源罐,12为碳源罐,13为空气流量计, 14为搅拌桨,14'为电机,15为夹套,16为电极探头,17为碳源管线,18为氮源管线,19为空气管线,20为排料管线,21为冷水管线, 22为电磁阀门,23为自控系统,24为取样口,25为排料口,26为电线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
实施例1
如图1所示,本发明包括一级种子罐、扩培罐、自控系统、配料系统、菌液暂存系统以及辅助系统,其中扩培罐为至少一个,与一级种子罐1相连通,每个扩培罐均连通有菌液暂存罐3;本实施例的扩培罐为一个,即二级扩培罐2,该二级扩培罐2分别连通有一个空压机9和一个菌液暂存罐3。
一级种子罐1和二级扩培罐2上均安装有进料管线、搅拌装置、夹套15、电极探头16、取样口24、排料口25以及带视镜的人孔,进料管线包括碳源管线17、氮源管线18及空气管线19,氮源罐11 通过氮源管线18分别与一级种子罐1及二级扩培罐2相连通,碳源罐12通过碳源管线17分别与一级种子罐1及二级扩培罐2相连通,空压机9通过空气管线19分别与一级种子罐1及二级扩培罐2相连通。氮源罐11引出的氮源管线18上设有分别与自控系统23相连的计量泵10及电磁阀门22,经过该计量泵10及电磁阀门22的氮源管线18分别与一级种子罐1和二级扩培罐2相连。碳源罐12引出的碳源管线17上设有分别与自控系统23相连的计量泵10及电磁阀门22,经过该计量泵10及电磁阀门22的碳源管线17分别与一级种子罐1 和二级扩培罐2的顶部相连。一级种子罐1与空压机9之间的空气管线19上及二级扩培罐2与空压机9之间的空气管线19上均设置有空气流量计13及电磁阀门22,该空气流量计13及电磁阀门22分别与自控系统23相连。空气管线19通至一级种子罐1和二级扩培罐2底部穿线管进行布气。发酵过程中所需的原料碳源和氮源分别通过碳源管线17和氮源管线18连续泵入扩培罐,所需的空气由空压机9通过空气管线19连续压入一级种子罐1和二级扩培罐2,并由空气流量计13计量空气量,维持硝化菌生长所需的营养。一级种子罐1及二级扩培罐2上均安装有电极探头16,该电极探头16与自控系统23 相连;所需的营养物质的量通过电极探头16反馈至自控系统23,并通过电磁阀门22进行调节。
一级种子罐1及二级扩培罐2上分别安装有搅拌装置,搅拌装置包括搅拌桨14和电机14',电机14'固定在罐体上,输出端伸入罐体内,与带有桨叶的搅拌轴相连;通过电机14'驱动带有桨叶的搅拌轴旋转搅拌,使气、液与菌种均匀混合,确保扩培过程中硝化菌的生长速率稳定,其中搅拌采用平直叶搅拌桨叶(三档六叶),电机搅拌速度反馈至自控系统23,在不同的阶段自动调整搅拌速度。
菌液暂存系统包括冷水机组4及带有夹套15的菌液暂存罐3。一级种子罐1、二级扩培罐2及菌液暂存罐3的罐体上分别设有夹套 15,该一级种子罐1及二级扩培罐2上的夹套15分别与由蒸汽发生器6'提供热源的恒温水箱6相连通、形成闭路循环,夹套15的温度反馈至自控系统23,根据硝化菌的生长情况自动调节夹套温度。恒温水箱6引出的管线上设有恒温循环泵7,经过该恒温循环泵7的管线分别与一级种子罐1和二级扩培罐2连接,并在连接的管线上分别设有与自控系统23相连的电磁阀门22。菌液暂存罐3上的夹套15 通过冷水管线21与冷水机组4相连通、形成闭路循环,夹套15的温度反馈至自控系统23,控制菌液保存温度。冷水管线21上设有与自控系统23相连的电磁阀门22。
本发明的自控系统23为现有技术,采用DCS或者PLC控制系统,通过电线26分别与搅拌装置中的电机14'、恒温水箱6、冷水机组4、恒温循环泵7、计量泵10、空气流量计13、电极探头16及电磁阀门 22相连。电极探头16主要含有pH电极、DO电极、MLSS电极以及温度电极,电极安装在罐体侧面,与自控系统23相连。
配料系统包括原料配制罐5、料液输送泵8及搅拌装置,氮源罐 11及碳源罐12分别通过管线与原料配制罐5相连,并在连接的管线上设置有料液输送泵8;原料配制罐5上安装有搅拌装置,该搅拌装置与一级种子罐1和二级扩培罐2上的搅拌装置结构相同。通过原料配制罐5配制所需浓度的碳源和氮源,配制后的碳源和氮源通过料液输送泵8分别泵入氮源罐11和氮源罐12备用。
辅助系统包括操作平台及楼梯扶手,该楼梯扶手选择图集 02J401。
一级种子罐1、二级扩培罐2及菌液暂存罐3上均开设有取样口24及排料口25,该一级种子罐1的排料口25通过排料管线20与二级扩培罐2相连,二级扩培罐2的排料口25通过排料管线20与菌液暂存罐3相连,该菌液暂存罐3上的夹套15通过冷水管线21与冷水机组4相连,在排料管线20及冷水管线21上均设有与自控系统23 相连的电磁阀门22。一级种子罐1上的取样口24和排料口25设置在有效容积的1/2处,扩培罐上的取样口24和排料口25设置在有效容积的1/3、1/2或3/4处,菌液暂存罐3上的取样口24和排料口 25设置在有效容积的1/3、1/2或3/4处。本发明的二级扩培罐 2与一级种子罐1的容积比为5/1~15/1,二者及所有管线的材质均为不锈钢304或316L。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于:本实施例的扩培罐为两个或两个以上,每个扩培罐分别与一级种子罐1相连通,且每个扩培罐均配制一个空压机9和一个菌液暂存罐3;即,一级种子罐1的排料口25 引出的排料管线20分为与扩培罐数量相等的多路,每个扩培罐均通过排料管线20与一级种子罐1相连通;每个扩培罐上均通过空气管线19连接有空压机9,且每个扩培罐的排料口25均通过排料管线20 连接一个菌液暂存罐3,每个菌液暂存罐3上的夹套15均通过冷水管线21连接一个冷水机组4,或者各菌液暂存罐3上的夹套15共用一个冷水机组4。这样,可以将一级种子罐1中发酵后的菌液分别压入不同的扩培罐中进一步扩培,各个扩培罐中扩培后的发酵液再分别通过各自扩培罐连接的空压机分别压入各自的菌液暂存罐3。其余均与实施例1完全相同。
实施例3
全自动在线扩培方法:
一种利用所述装置多级放大的硝化菌全自动在线扩培方法,将含有硝化细菌的活性污泥于种子罐1中发酵后培养,待菌株培养至对数生长期后通过空压机在线压入扩培罐中进行扩培,整个扩培周期为 70-75h,扩培发酵后将发酵液培养物再通过空压机压入菌液暂存罐;而后再重新引入硝化细菌通过种子罐、扩培罐进行在线扩培,扩培后将培养物再次压入菌液暂存罐,通过反复注入新硝化细菌进而于菌液暂存罐获得大量富集培养的发酵物。
所述含有硝化细菌的活性污泥培养至对数生长期,按照现有硝化细菌培养的方式进行。
所述扩培培养中扩培罐内加入供生长至对数生长期的硝化细菌生长的营养物质,并于100-150r/min的搅拌转速、DO控制在40%-50%、pH为7.5,25-30℃下扩培至培养液中溶解氧降至30%时,调整搅拌转速在150-200r/min的、DO控制在30%-60%、pH为7.5,25-30℃下继续扩培,整个扩培周期为70-75h;其中,整个扩培过程中控制培养液中氨氮浓度为150-300mg/L。
进一步的说:
(1)打开自控系统23。标定pH、DO电极16。
(2)将活性污泥按10%(菌种浓缩液污泥浓度 12000mg/L-15000mg/L)的接种量接种至一级种子罐1中,按照常规培养方式将菌株培养至对数生长期,而后将一级种子罐1发酵后的菌液通过空压机9从排料口25处压入二级扩培罐2中进一步扩培;二级扩培罐2中加入原料配制罐5配置好的营养物质通过扩培罐2的加料口进行投加,启动搅拌按钮,设置初期搅拌转速范围为 100-150r/min,设定搅拌为自动;打开空压机9,DO与搅拌关联控制,在确定搅拌转速后通过空气流量计13将DO控制在40%-50%范围内;调节培养液pH至7.5并设定为自动;打开冷水机组4,通过恒温水箱6将温度控制在30℃,设定控制方式为自动,进行扩培培养,同时在扩培过程中通过原料配制罐5分别配制硝化菌所需的氮源营养液和碳源营养液,再通过料液输送泵8置于氮源罐11和碳源罐12中,通过调控电磁阀门22和计量泵10对两种营养液的补料速度进行调节在扩培过程中补加氮源和碳源,使扩培过程中培养液氨氮浓度维持在 150-300mg/L,。扩培期间,通过取样口24取样,取样频率为4~5h/ 次,通过检测样品的氨氮含量、亚硝态氮含量和硝态氮含量以及污泥浓度判断硝化菌的生长状态,待溶解氧DO值将至30%—即扩培中后期,调整搅拌速度范围控制在150~200r/min,DO保持在30%~60%区间内,可通过空气计量器13和搅拌桨14速度双重微调控制,进行扩培;整个扩培周期为70-75h。发酵停止后,降低搅拌速度至100~120 r/min,停止曝气,扩培后的发酵液再通过空压机9从二级扩培罐2 上的排料口25处压入菌液暂存罐3储存,完成一个批次的富集培养。
之后重复上述步骤(2)进行下一批次富集培养,各批次富集培养物均暂存于菌液暂存罐3中,在5-10℃暂存。
其中,所述营养物质按重量百分比计,10%氯化铵、20%碳酸钠、 0.2%硫酸镁、0.2%氯化钾、0.02%硫酸亚铁、0.1%氯化钙、2%氯化钠和0.001%硫酸锰,余量为水。
培养过成中硝化菌不断产酸,通过pH自控系统控制计量泵向培养液中补充碳酸钠至pH达到设定值,为硝化菌提供最有利的生长环境,可使硝化细菌能在短时间内快速生长繁殖和形成大颗粒絮凝体,所培养的硝化细菌活性高、耐受冲击能力强。
本发明在线扩培装置特设有种子罐,目的是先将菌种进行小规模发酵,给菌种提供最佳的生长环境,当菌种达到微生物对数期,即活性达到最佳状态时,立即将其转移至扩培罐进行大规模发酵。硝化菌通过在最佳生长环境下连续扩培,降低了菌种在不良环境下发生变异的风险,保证了硝化菌产率的同时缩短了富集时长。该在线扩培装置设有菌液暂存罐的目的有两点,一是提供较好的菌种保存环境以防菌种发生变异,二是在工业化应用时保证活性高、足够量的硝化菌种;并且暂存罐温度设置为5-10℃。
按照上述的装置和在线培养过程将培养体系初始污泥浓度控制在200~300mg/L,经扩培后终可得到污泥浓度为2000~3000mg/L的硝化细菌,硝化活性最优达到150mgNH3-N/L·h。利用本发明装置进行硝化细菌的培养,可实现精确地自动化控制,操作简单便捷,培养效率高,废水处理成本低。

Claims (11)

1.一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,其特征在于:包括一级种子罐(1)、扩培罐、菌液暂存罐(3)、冷水机组(4)、恒温水箱(6)、空压机(9)、氮源罐(11)、碳源罐(12)及自控系统(23),其中扩培罐为至少一个,与一级种子罐(1)相连通,每个所述扩培罐均连通有菌液暂存罐(3);所述氮源罐(11)通过氮源管线(18)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通,所述碳源罐(12)通过碳源管线(17)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通,所述空压机(9)通过空气管线(19)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通,分别提供发酵过程中所需的原料氮源、碳源和空气;所述一级种子罐(1)及扩培罐分别安装有搅拌装置,所述一级种子罐(1)、扩培罐及菌液暂存罐(3)的罐体上分别设有夹套(15),该一级种子罐(1)及扩培罐上的夹套(15)分别与由蒸汽发生器(6')提供热源的恒温水箱(6)相连通,所述菌液暂存罐(3)上的夹套(15)与冷水机组(4)相连通,各所述夹套(15)的温度反馈至自控系统(23),该自控系统(23)分别与所述搅拌装置、恒温水箱(6)及冷水机组(4)相连。
2.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,其特征在于:所述氮源罐(11)及碳源罐(12)分别通过管线与原料配制罐(5)相连,该原料配制罐(5)上安装有搅拌装置。
3.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,其特征在于:所述一级种子罐(1)及扩培罐上均安装有电极探头(16),该电极探头(16)与所述自控系统(23)相连。
4.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,其特征在于:所述一级种子罐(1)与空压机(9)之间的空气管线(19)上及扩培罐与空压机(9)之间的空气管线(19)上均设置有空气流量计(13)及电磁阀门(22),该空气流量计(13)及电磁阀门(22)分别与所述自控系统(23)相连。
5.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,其特征在于:所述恒温水箱(6)引出的管线上设有恒温循环泵(7),经过该恒温循环泵(7)的管线分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐连接,并在连接的管线上分别设有与所述自控系统(23)相连的电磁阀门(22)。
6.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,其特征在于:所述氮源罐(11)引出的氮源管线(18)上设有分别与自控系统(23)相连的计量泵(10)及电磁阀门(22),经过该计量泵(10)及电磁阀门(22)的氮源管线(18)分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐相连。
7.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,其特征在于:所述碳源罐(12)引出的碳源管线(17)上设有分别与自控系统(23)相连的计量泵(10)及电磁阀门(22),经过该计量泵(10)及电磁阀门(22)的碳源管线(17)分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐相连。
8.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置,其特征在于:所述一级种子罐(1)、扩培罐及菌液暂存罐(3)上均开设有取样口(24)及排料口(25),该一级种子罐(1)的排料口(25)通过排料管线(20)与扩培罐相连,所述扩培罐的排料口(25)通过排料管线(20)与菌液暂存罐(3)相连,在所述排料管线(20)上设有与自控系统(23)相连的电磁阀门(22)。
9.一种利用权利要求1所述装置多级放大的硝化菌全自动在线扩培方法,其特征在于:将经硝化细菌于种子罐1中发酵后培养,待菌株培养至对数生长期后通过空压机在线压入扩培罐中进行扩培,整个扩培周期为70-75h,扩培发酵后将发酵液培养物再通过空压机压入菌液暂存罐;而后再重新引入硝化细菌通过种子罐、扩培罐进行在线扩培,扩培后将培养物再次压入菌液暂存罐,通过反复注入新硝化细菌进而于菌液暂存罐获得大量富集培养的发酵物。
10.按权利要求9所述的多级放大的硝化菌全自动在线扩培方法,其特征在于:所述扩培培养中扩培罐内加入供生长至对数生长期的硝化细菌生长的营养物质,并于100-150r/min的搅拌转速、DO控制在40%-50%、pH为7.5,25-30℃下扩培至培养液中溶解氧降至30%时,调整搅拌转速在150-200r/min的、DO控制在30%-60%、pH为7.5,25-30℃下继续扩培,整个扩培周期为70-75h;其中,整个扩培过程中控制培养液中氨氮浓度为150-300mg/L。
11.按权利要求10所述的多级放大的硝化菌全自动在线扩培方法,其特征在于:所述营养物质按重量百分比计,10%氯化铵、20%碳酸钠、0.2%硫酸镁、0.2%氯化钾、0.02%硫酸亚铁、0.1%氯化钙、2%氯化钠和0.001%硫酸锰,余量为水。
CN201811228798.XA 2018-10-22 2018-10-22 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法 Pending CN109022271A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811228798.XA CN109022271A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811228798.XA CN109022271A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109022271A true CN109022271A (zh) 2018-12-18

Family

ID=64613581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811228798.XA Pending CN109022271A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109022271A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110484447A (zh) * 2019-08-30 2019-11-22 英诺维尔智能科技(苏州)有限公司 一种适用于规模化生物制品生产的逐级放大系统
CN112322481A (zh) * 2020-12-29 2021-02-05 罗千松 好氧菌连续自动化培育方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6569334B1 (en) * 1999-06-10 2003-05-27 Bicom Corporation Method of high-concentration culture of nitrifying bacteria or denitrifying bacteria contained in activated sludge, culture promoter to be used in high-concentration culture method of nitrifying bacteria, and method of weight loss treatment of activated sludge
KR100813028B1 (ko) * 2007-01-02 2008-03-14 (주)상록이티씨 하ㆍ폐수 중의 질소성분 제거와 동시에 악취 저감을 위한 미생물 배양 공급기
CN102070251A (zh) * 2010-11-29 2011-05-25 哈尔滨工业大学 一种固定化耐冷硝化细菌的制备方法
CN202214354U (zh) * 2011-08-25 2012-05-09 浙江商达环保有限公司 污水处理厂用生物增效剂现场扩培系统
CN102674539A (zh) * 2012-05-09 2012-09-19 浙江清华长三角研究院 一种基于膜生物反应器的硝化污泥高效富集培养系统及方法
CN203613179U (zh) * 2013-12-06 2014-05-28 青岛理工大学 一种低温硝化细菌富集培养装置
CN106396132A (zh) * 2016-11-28 2017-02-15 北京工业大学 一种间歇式、氨氮流加‑间歇式运行交替的硝化细菌菌群筛选和富集培养方法
CN106479884A (zh) * 2016-09-20 2017-03-08 天津科技大学 连续转鼓式黑曲霉菌株固态发酵法扩培及孢子生产设备
CN106520610A (zh) * 2016-11-10 2017-03-22 中冶华天工程技术有限公司 高密度复合硝化细菌菌剂的生产工艺及硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统
CN107058087A (zh) * 2015-12-29 2017-08-18 辽宁海润环保技术股份有限公司 硝化菌连续培养装置及其培养方法
CN108102952A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 沈阳化工研究院有限公司 一种筛选耐低温耐高盐自养硝化菌的方法及其应用
CN108192817A (zh) * 2018-02-13 2018-06-22 大庆天之草生物新材料科技有限公司 一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺与设备
CN109055285A (zh) * 2018-10-22 2018-12-21 沈阳化工研究院有限公司 一种自养硝化细菌聚生体的高密度富集方法
CN209065915U (zh) * 2018-10-22 2019-07-05 沈阳化工研究院设计工程有限公司 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置
CN110499265A (zh) * 2019-07-29 2019-11-26 辽宁格瑞凯特科技有限公司 一种自养硝化细菌聚生体及其扩培方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6569334B1 (en) * 1999-06-10 2003-05-27 Bicom Corporation Method of high-concentration culture of nitrifying bacteria or denitrifying bacteria contained in activated sludge, culture promoter to be used in high-concentration culture method of nitrifying bacteria, and method of weight loss treatment of activated sludge
KR100813028B1 (ko) * 2007-01-02 2008-03-14 (주)상록이티씨 하ㆍ폐수 중의 질소성분 제거와 동시에 악취 저감을 위한 미생물 배양 공급기
CN102070251A (zh) * 2010-11-29 2011-05-25 哈尔滨工业大学 一种固定化耐冷硝化细菌的制备方法
CN202214354U (zh) * 2011-08-25 2012-05-09 浙江商达环保有限公司 污水处理厂用生物增效剂现场扩培系统
CN102674539A (zh) * 2012-05-09 2012-09-19 浙江清华长三角研究院 一种基于膜生物反应器的硝化污泥高效富集培养系统及方法
CN203613179U (zh) * 2013-12-06 2014-05-28 青岛理工大学 一种低温硝化细菌富集培养装置
CN107058087A (zh) * 2015-12-29 2017-08-18 辽宁海润环保技术股份有限公司 硝化菌连续培养装置及其培养方法
CN106479884A (zh) * 2016-09-20 2017-03-08 天津科技大学 连续转鼓式黑曲霉菌株固态发酵法扩培及孢子生产设备
CN106520610A (zh) * 2016-11-10 2017-03-22 中冶华天工程技术有限公司 高密度复合硝化细菌菌剂的生产工艺及硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统
CN106396132A (zh) * 2016-11-28 2017-02-15 北京工业大学 一种间歇式、氨氮流加‑间歇式运行交替的硝化细菌菌群筛选和富集培养方法
CN108102952A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 沈阳化工研究院有限公司 一种筛选耐低温耐高盐自养硝化菌的方法及其应用
CN108192817A (zh) * 2018-02-13 2018-06-22 大庆天之草生物新材料科技有限公司 一种连续化供应对数生长期菌液的生产工艺与设备
CN109055285A (zh) * 2018-10-22 2018-12-21 沈阳化工研究院有限公司 一种自养硝化细菌聚生体的高密度富集方法
CN209065915U (zh) * 2018-10-22 2019-07-05 沈阳化工研究院设计工程有限公司 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置
CN110499265A (zh) * 2019-07-29 2019-11-26 辽宁格瑞凯特科技有限公司 一种自养硝化细菌聚生体及其扩培方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
贺亮: "城市污水处理厂污泥水处理与硝化菌富集中试试验研究" *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110484447A (zh) * 2019-08-30 2019-11-22 英诺维尔智能科技(苏州)有限公司 一种适用于规模化生物制品生产的逐级放大系统
CN112322481A (zh) * 2020-12-29 2021-02-05 罗千松 好氧菌连续自动化培育方法
CN112322481B (zh) * 2020-12-29 2024-01-30 罗千松 好氧菌连续自动化培育方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104986857B (zh) 一种低碳氮比城市生活污水脱氮除磷联合剩余污泥发酵装置和方法
CN104962505A (zh) 污水处理过程中富集培养固定化硝化菌的方法及装置
CN104609557A (zh) 一种利用序批式活性污泥法处理屠宰废水的方法
CN102079578A (zh) 一种活性污泥中聚磷菌的快速富集方法
CN106830302A (zh) 溶解氧自动化控制的mbr全程硝化菌富集装置及其方法
CN107364956A (zh) 一种快速培养好氧颗粒污泥的方法和序批式反应装置
CN109055285A (zh) 一种自养硝化细菌聚生体的高密度富集方法
CN112520945A (zh) 一种煤气化废水生物强化处理方法和装置
CN103224289A (zh) 一种生物滤池全程自养脱氮工艺的扩大启动方法
CN109022271A (zh) 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法
CN112646705A (zh) 一种微生物智能原位连续驯化、扩培系统及其操作方法和应用
CN111661923A (zh) 两段式短程硝化与厌氧氨氧化耦合内源反硝化的深度脱氮装置及方法
CN105695321A (zh) 一种溶解氧智能控制缺养菌培养驯化装置及方法
CN212504905U (zh) 全自动低温、高海拔微生物培养及驯化设备
CN204779602U (zh) 污水生化池微生物定向驯化恒温培养系统
CN209065915U (zh) 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置
CN111925913A (zh) 一种培养厌氧氨氧化菌的方法
CN216584399U (zh) 一种生活污水处理装置
CN216947026U (zh) 一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置
CN110002600A (zh) 微生物菌落的培养方法、原位培养装置及废水治理方法
CN114031182A (zh) 一种含盐废水中耐盐菌驯化培养装置及使用方法
CN201962122U (zh) 处理低c/n污水好氧生物膜a2o工艺的实时控制装置
CN107827232A (zh) 一种以n2o为终产物的反硝化菌的培养方法
CN208182995U (zh) 一种一体化多级菌剂活化装置
CN207891336U (zh) 高浓度有机废水及固体废弃物的一体化处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181218