CN207552294U - 一种微生物孵化器及净水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微生物孵化器及净水系统，该微生物孵化器包括有罐体和罐盖，所述罐盖密封所述罐体形成孵化腔；该孵化腔内设置有蒸馏器，可对添加的营养液浓度进行动态调整，使孵化腔内营养物质浓度总保持在微生物最适浓度范围内，对提高微生物菌种的繁殖孵化速度具有良好的效果。

Description

一种微生物孵化器及净水系统

技术领域

本实用新型涉及微生物繁殖领域，具体涉及一种微生物孵化器及净水系统。

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。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、刺激性气味气体逸出水命。排放进入水体的重金属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。

在微生物培育过程中，所需营养液的最佳浓度是时刻进行变化的，现行业内配置的营养液通常都为固定浓度的，不利于微生物的快速繁育。

因此，需要一种微生物孵化器进行微生物的高速不间断培育，并结合水体治理的实际情况进行结构改进。

实用新型内容

为了克服现在微生物培育的问题，本实用新型提供了一种微生物孵化器及净水系统，该微生物孵化器可通过内部的蒸馏器，不断改变微生物环境的营养物质浓度，具有较高的微生物培育效率，维护较为便利，对水体治理具有良好的作用。

相应的，本实用新型提供的微生物孵化器，所述微生物孵化器包括罐体和罐盖，所述罐盖密封所述罐体顶部，形成用于微生物繁殖的孵化腔；

沿所述孵化腔中轴线方向安装有搅拌轴，所述搅拌轴顶部从所述罐盖穿出，底部位于所述孵化腔内并沿径向延伸出用于搅拌的搅拌桨；所述搅拌桨末端设置有用于刮刷所述罐体内壁的毛刷；

所述罐盖上安装有用于通入气体的气管接口和用于输入营养液的营养液接口；所述罐体上安装有用于微生物排出的出料口、用于废渣排出的废料口；

在所述孵化腔内，安装有蒸馏器；所述蒸馏器包括蒸馏室、用于对所述蒸馏室加热的加热器、回流管、回流室和混合室；

所述加热器安装于所述蒸馏室外壁上，所述营养液接口与所述蒸馏室相连通；所述蒸馏室上部连接至回流管的始端，所述回流管的末端与所述回流室连通；所述回流管的末端高度低于所述回流管的始端高度；

所述蒸馏室底部和所述回流室底部分别通过流量控制装置通入所述混合室中，所述混合室与所述孵化腔连通。

优选的实施方式，所述混合室经过一流量控制装置与所述孵化腔连通。

优选的实施方式，所述流量控制装置为电控节流阀。

优选的实施方式，在所述孵化腔内，还设置有一根加热管；所述加热管一端连接于所述罐体底部并安装有一水泵，另一端经所述罐体外通入所述孵化腔上部，并绕在所述回流管外周。

优选的实施方式，所述罐盖上还固定有一电机；所述电机的输出轴经一减速器与所述搅拌轴顶部连接。

优选的实施方式，所述罐体为圆桶状，底面呈漏斗型，所述废料口安装于所述漏斗型的底面端部，所述出料口安装于所述漏斗型的底面上或罐体外壁上。

优选的实施方式，所述毛刷沿所述罐体的轴向延伸；所述毛刷的最大长度为所述罐体内壁的母线长度。

相应的，本实用新型还提供了一种净水系统，该净水系统包括以上所述的任意一项微生物孵化器、原水输入管、微生物过渡池和输出管，其中

所述微生物孵化器的出料口经一出料管通入所述微生物过渡池中；

所述原水输入管一端与需治理的水体连通，另一端通入所述微生物过渡池中，须治理的水体经所述原水输入管流进所述微生物过渡池中；

所述输出管一端与所述微生物过渡池连通，另一端通入需治理的水体中。

优选的实施方式，所述出料管上，设置有一个以上的可更换逆止阀。

本实用新型提供的微生物孵化器及净水系统，通过在孵化腔内增加蒸馏器，针对微生物培育过程的营养液浓度变化需求，不间断的调整营养物质在孵化腔内的浓度，使营养物质的浓度始终保持在最佳浓度上，对提高微生物繁育速度具有良好的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本实用新型实施例的微生物孵化器剖面视图；

图2示出了本实用新型实施例的微生物孵化器局部放大剖视图；

图3示出了本实用新型实施例的净水系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例的微生物孵化器剖视图，需要说明的是，附图中部分管道使用实线进行标示，以避免遮挡必要的零部件。

本实用新型实施例提供的微生物孵化器，所述微生物孵化器包括罐体(1)和罐盖(2)，所述罐盖(2)密封所述罐体(1)顶部，形成孵化腔；孵化腔用于培育微生物，考虑到绝大部分的微生物的生存条件为水基体环境，因此微生物培育常采用液体培育的方式，在孵化腔内注入营养液和微生物菌种，微生物逐渐在营养液中进行繁育。需要说明的是，为了避免语义歧义，本实用新型实施例对孵化腔内的液体统称为培养液，培养液中包括有营养物质、微生物、微生物代谢产物等所有物质，营养液仅指初始添加的用于微生物培育的营养物质。

具体实施中，罐体(1)一般选用圆筒的罐体(1)，且内壁各个面之间采用弧面、圆面等方式进行光滑过渡，一方面避免了营养物质在内壁各个面之间的过渡位置进行堆积，减低清洗难度，另一方面避免微生物集中在内壁各个面之间的过渡位置上，有利于孵化腔内微生物的均匀分布。本实用新型实施例的罐体(1)底部设置为漏斗型，有利于微生物的初期培育。所述罐盖(2)可通过螺纹、螺栓等方式固定在罐体(1)顶部的敞开面上，需要注意的是，由于需要保证孵化腔的密闭性，避免孵化腔内环境受到污染，需要选用密封性较为可靠的固定方式。

所述罐体(1)底部，即本实用新型实施例的漏斗形底面(101)上，设置有用于微生物排出的出料口(3)、用于废渣排出的废料口(4)。具体实施中，废渣大部分为微生物的代谢产物，废渣在重力作用下会堆积至漏斗形底面(101)端部上，因此，废料口(4)安装于漏斗形面的底部，用于排出微生物培育过程中的废渣，通常在对废料口(4)进行操作后，需要对罐体(1)进行清洁灭菌，以保证在干净的环境下，再次进行微生物的培育；同时，为了避免较多的废渣从出料口(3)中排出，出料口(3)设置在漏斗形面上；进一步的，还可以将出料口(3)设置在罐体(1)壁上，以减少从出料口(3)中排出的废渣的量。

在沿所述孵化腔和所述罐盖(2)的中轴线安装有搅拌轴(5)，该搅拌轴(5)顶部从所述罐盖(2)穿出，底部位于所述孵化腔内，并可绕着孵化腔和罐盖(2)的中轴线旋转。位于孵化腔内的搅拌轴(5)沿径向延伸出用于搅拌的搅拌桨(6)，具体实施中，在搅拌轴(5)的不同轴向位置上，分别设置有搅拌桨(6)，以增强不同高度位置的搅拌能力；在搅拌轴(5)同一径向平面内，可分别沿不同方向延伸出多个搅拌桨(6)，以增强搅拌桨(6)在该径向平面内的搅拌能力；本实用新型实施例的搅拌轴(5)底端与罐体(1)底部没有发生接触，主要考虑到孵化腔底部上的废渣浓度较高，不适宜进行搅拌；在相对静止的条件下废渣会沉淀至漏斗形面底部，有利于降低培养液中的废渣浓度。本实用新型实施例中，在搅拌轴(5)的三个径向平面上，分别设置有搅拌桨(6)；在同一径向平面上，搅拌桨(6)的数量为两片。由于在加工中会存在误差，为了避免搅拌桨(6)与罐体(1)内壁发生干涉，搅拌桨(6)的长度应小于罐体(1)的截面半径；与此同时，搅拌桨(6)的长度不宜过短，避免搅拌不充分，搅拌桨(6)的长度与所述罐体(1)的截面半径差值应保持的10～30mm范围内。

考虑到微生物在繁育时常附着在罐体(1)内壁上，为了增加其繁育速度和统计孵化腔内微生物浓度，需要将罐体(1)内壁的微生物刮刷至孵化腔内的培养液中。因此，在搅拌桨(6)的末端，安装有毛刷(7)，毛刷(7)上的刷毛可随着搅拌桨(6)的运动不断挂刷罐体(1)内壁。进一步的，该毛刷(7)沿轴向延伸，直至在轴向完全覆盖罐体(1)内壁的一条母线，保证其能无死角的刮刷罐体(1)内壁的所有位置。

具体实施中，可采用电机(8)驱动的方式驱动搅拌轴(5)进行运动。搅拌轴(5)顶部伸出罐盖(2)，与罐盖(2)的连接位置，可设置一轴承以保证密封和减低摩擦阻力。在罐盖(2)上，固定有一电机(8)，电机(8)的输出轴通过减速器(9)与转轴连接，为了避免过快的搅拌速度影响微生物的繁育速度，搅拌轴(5)的转速应低于40rpm。

在所述罐盖(2)上安装有用于配置气体的气管接口(11)和用于输入营养液的营养液接口(10)；具体实施中，气管接口(11)需要通入的气体与微生物的种类有关，因此，气管接口(11)可分别连接至氧气发生器、二氧化碳发生器等设备上，以保证不同种类微生物培育的需要；营养液接口(10)则用于将外界的营养液输入至孵化腔内。

具体实施中，使用的营养液通常都是以固定浓度和固定比例的营养物质进行配置的，但随着孵化腔内微生物的增加和微生物对营养液的分解消耗，其培养液环境是不断变化的，总体变化为微生物总量增加、液态水总量量增加，营养液的有机物浓度减少，微生物消化产物浓度增加。因此，为了保证培养液中营养物质的浓度最适宜微生物的生长，需要不断的对添加的营养液的浓度进行调整。针对某一种特定的微生物繁育，其在孵化腔内的所需的营养物质的变化在一个时间段内为可统计的，可在培育前，通过实验室进行培养测试，获取特定微生物在一定时间段内营养物质需求浓度的变化，作为蒸馏器设定调整的依据。

图2示出了本实用新型实施例的局部放大示意图。相应的，为了动态调整营养液浓度，本实用新型实施例在孵化腔内，还安装有一蒸馏器，蒸馏器包括加热器(20)、蒸馏室(16)、回流管(17)、回流室(18)、混合室(19)；具体实施中，加热器(20)可选用电加热器(20)，由于电加热器(20)工作在潮湿环境下，因此，加热器(20)需做好密封措施，通过热传递的方式对蒸馏室(16)进行加热。

所述加热器(20)安装于所述蒸馏室(16)外壁上，所述营养液接口(10)与所述蒸馏室(16)相连通；所述蒸馏室(16)上部连接至回流管(17)的始端，所述回流管(17)的末端与所述回流室(18)连通；所述回流管(17)的末端高度低于所述回流管的始端高度，以保证冷凝的蒸馏水能流至回流室(18)中。

所述蒸馏室(16)底部和所述回流室(18)底部分别通过流量控制装置与所述混合室连接；所述混合室(19)安装高度低于所述蒸馏室和所述回流室，底部与所述孵化腔连通。

营养液首先从所述罐盖(2)上的营养液接口(10)流入蒸馏器内，在蒸馏室(16)内经加热器(20)加热后，部分液态水气化冷凝，经回流管(17)流动至回流室(18)，蒸馏室(16)内的营养液浓度增大；蒸馏室(16)底部经第一电控节流阀(21)与混合室(19)相连，回流室(18)底部经第二电控节流阀(22)与混合室(19)相连；混合室(19)底部与孵化腔相通；进一步的，混合室(19)底部经过第三电控节流阀(23)与孵化腔相通，以控制营养液混入培养液的速度。

具体实施中，根据实验室测定的数据，在微生物繁育过程中不同的时间段，根据其所需浓度，经浓缩的营养液和蒸馏水分别通过第一电控节流阀(21)和第二电控节流阀(22)进入混合室(19)混合后，经第三电控节流阀(23)后排至孵化腔中，以保证孵化腔内的营养物质浓度为该时间上微生物所需营养物质的最适浓度。第一电控节流阀(21)、第二电控节流阀(22)和第三电控节流阀(23)的控制可通过外部连接的微机、单片机、PLC等控制设备进行控制。通过蒸馏水与浓缩营养液的再混合，一方面可调整营养物质浓度，另一方面可以对过热的浓缩营养液进行降温，避免因温度过高杀死微生物。

同时考虑到回流室内的蒸馏水不断增加，可能会经回流管倒流至蒸馏室，因此，回流室(18)另外还接有一根排水管(15)，用于排出多余的蒸馏水。具体实施中，可在排水管(15)末端上接入泄压阀实现定量自动排出，也可设置手动开关，定时手动控制该手动开关蒸馏水排出。

考虑到微生物培育还需要在特定温度下进行，结合本实用新型实施例采用的蒸馏器，可设置一根加热管(13)用于培养液加热和蒸馏冷凝。该加热管一端伸至培养液底部或接入罐体底部，另一端从罐体(1)外部伸入所述孵化腔上部，绕经所述蒸馏器的回流管(17)后通入孵化腔；进一步的，回流管(17)呈螺旋结构绕回流管(17)后通入孵化腔，以增大加热面积。一水泵(12)将培养液抽至该加热管(13)中，培养液在回流管(17)外周位置上受到加热，然后重新落入孵化腔中；在对培养液加热的同时，对回流管(17)进行冷却。具体实施中，通过控制水泵(12)的电机转速，控制培养液在水管中的流速，从而对培养液的温度进行控制。

图3示出了本实用新型实施例的净水系统结构示意图。相应的，该微生物孵化器可应用至一种净水系统中，该净水系统包括原水输入管(30)、本实用新型实施例的微生物孵化器、微生物过渡池(31)、输出管(32)；原水输入管(30)连接于需治理水体(29)中，通过污水泵将需治理水体通过原水输入管(30)输入至微生物过渡池中；微生物孵化器的出料口(3)经出料管(14)将培育完成的微生物输入至微生物过渡池(31)中；培育完成的微生物在微生物过渡池(31)中，在对小量的原水进行初步处理的同时，微生物自身对水体的适应性得到初步增强，然后通过输出管(32)将微生物过渡池(31)中的微生物和原水的混合体重新排放至需治理水体(29)中，该净水系统有利于提高微生物在需治理水体中的适应性，保证其存活数量，从而提高微生物孵化器的微生物水体处理效率。

进一步的，由于出料管(14)会与外界进行接触，为了减少外界环境对微生物孵化器的污染，在出料管(14)上，可设置一个或一个以上的可更换逆止阀，防止原水倒流，产生污染。在长期使用中，可通过更换逆止阀以降低污染。

需要说明的是，该净水系统的工作过程是动态的，以上所述步骤均为同步进行的，通过控制原水输入管(30)、出料管(14)和输出管(32)内的流速，即可使净水系统的运行保持动态平衡。

本实用新型实施例提供的微生物孵化器及净水系统，可以对用于水体治理的微生物进行培育；通过控制其营养液投放的浓度，使培养液中的营养物质浓度总是保持在适合微生物繁育的浓度，对提高微生物繁育效率具有良好的效果。

以上对本实用新型实施例所提供的微生物孵化器及净水系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种微生物孵化器，其特征在于，所述微生物孵化器包括罐体和罐盖，所述罐盖密封所述罐体顶部，形成用于微生物繁殖的孵化腔；

沿所述孵化腔中轴线方向安装有搅拌轴，所述搅拌轴顶部从所述罐盖穿出，底部位于所述孵化腔内并沿径向延伸出用于搅拌的搅拌桨；所述搅拌桨末端设置有用于刮刷所述罐体内壁的毛刷；

所述罐盖上安装有用于通入气体的气管接口和用于输入营养液的营养液接口；所述罐体上安装有用于微生物排出的出料口、用于废渣排出的废料口；

在所述孵化腔内，安装有蒸馏器；所述蒸馏器包括蒸馏室、用于对所述蒸馏室加热的加热器、回流管、回流室和混合室；

所述加热器安装于所述蒸馏室外壁上，所述营养液接口与所述蒸馏室相连通；所述蒸馏室上部连接至回流管的始端，所述回流管的末端与所述回流室连通，所述回流管的末端高度低于所述回流管的始端高度；

所述蒸馏室底部和所述回流室底部分别通过流量控制装置与所述混合室连接；所述混合室安装高度低于所述蒸馏室和所述回流室，底部与所述孵化腔连通。

2.如权利要求1所述的微生物孵化器，其特征在于，所述混合室经过一流量控制装置与所述孵化腔连通。

3.如权利要求2所述的微生物孵化器，其特征在于，所述流量控制装置为电控节流阀。

4.如权利要求1所述的微生物孵化器，其特征在于，在所述孵化腔内，还设置有一根加热管；所述加热管一端连接于所述罐体底部并安装有一水泵，另一端经所述罐体外通入所述孵化腔上部，并绕在所述回流管外周。

5.如权利要求1所述的微生物孵化器，其特征在于，所述罐盖上还固定有一电机；所述电机的输出轴经一减速器与所述搅拌轴顶部连接。

6.如权利要求1所述的微生物孵化器，其特征在于，所述罐体为圆桶状，底面呈漏斗型，所述废料口安装于所述漏斗型的底面端部，所述出料口安装于所述漏斗型的底面上或罐体外壁上。

7.如权利要求6所述的微生物孵化器，其特征在于，所述毛刷沿所述罐体的轴向延伸；所述毛刷的最大长度为所述罐体内壁的母线长度。

8.一种净水系统，其特征在于，包括权利要求1至7所述的任意一项微生物孵化器、原水输入管、微生物过渡池和输出管，其中：

所述微生物孵化器的出料口经一出料管通入所述微生物过渡池中；

所述原水输入管一端与需治理的水体连通，另一端通入所述微生物过渡池中，须治理的水体经所述原水输入管流进所述微生物过渡池中；

所述输出管一端与所述微生物过渡池连通，另一端通入需治理的水体中。

9.如权利要求8所述的净水系统，其特征在于，所述出料管上，设置有一个以上的可更换逆止阀。