CN209065915U - 一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，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。本实用新型具有结构简单、操作方便，自动化程度高等特点，可用于硝化细菌的工业化扩培，解决废水氨氮处理难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及硝化菌在线扩培装置，具体地说是一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，可应用于环保生物领域。
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。
实用新型内容
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，本实用新型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。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括一级种子罐、扩培罐、菌液暂存罐、冷水机组、恒温水箱、空压机、氮源罐、碳源罐及自控系统，其中扩培罐为至少一个，与一级种子罐相连通，每个所述扩培罐均连通有菌液暂存罐；所述氮源罐通过氮源管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通，所述碳源罐通过碳源管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通，所述空压机通过空气管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通，分别提供发酵过程中所需的原料氮源、碳源和空气；所述一级种子罐及扩培罐分别安装有搅拌装置，所述一级种子罐、扩培罐及菌液暂存罐的罐体上分别设有夹套，该一级种子罐及扩培罐上的夹套分别与由蒸汽发生器提供热源的恒温水箱相连通，所述菌液暂存罐上的夹套与冷水机组相连通，各所述夹套的温度反馈至自控系统，该自控系统分别与所述搅拌装置、恒温水箱及冷水机组相连；
其中：所述氮源罐及碳源罐分别通过管线与原料配制罐相连，该原料配制罐上安装有搅拌装置；
所述一级种子罐及扩培罐上均安装有电极探头，该电极探头与所述自控系统相连；
所述一级种子罐与空压机之间的空气管线上及扩培罐与空压机之间的空气管线上均设置有空气流量计及电磁阀门，该空气流量计及电磁阀门分别与所述自控系统相连；
所述恒温水箱引出的管线上设有恒温循环泵，经过该恒温循环泵的管线分别与所述一级种子罐和扩培罐连接，并在连接的管线上分别设有与所述自控系统相连的电磁阀门；
所述氮源罐引出的氮源管线上设有分别与自控系统相连的计量泵及电磁阀门，经过该计量泵及电磁阀门的氮源管线分别与所述一级种子罐和扩培罐相连；
所述碳源罐引出的碳源管线上设有分别与自控系统相连的计量泵及电磁阀门，经过该计量泵及电磁阀门的碳源管线分别与所述一级种子罐和扩培罐相连；
所述一级种子罐、扩培罐及菌液暂存罐上均开设有取样口及排料口，该一级种子罐的排料口通过排料管线与扩培罐相连，所述扩培罐的排料口通过排料管线与菌液暂存罐相连，在所述排料管线上设有与自控系统相连的电磁阀门；
所述一级种子罐上的取样口和排料口设置在有效容积的1/2处，所述扩培罐上的取样口和排料口设置在有效容积的1/3、1/2或3/4处，所述菌液暂存罐上的取样口和排料口设置在有效容积的1/3、1/2或3/4处；
所述扩培罐与一级种子罐的容积比为5/1～15/1。
本实用新型的优点与积极效果为：
1.本实用新型具有结构简单、操作方便，自动化程度高，可实现工业化放大等特点。
2.本实用新型采用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.本实用新型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。
4.本实用新型可同时连接多个扩培罐，提高扩培效率。
附图说明
图1为本实用新型的工艺流程图；
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
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
实施例一
如图1所示，本实用新型包括一级种子罐、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。
本实用新型的自控系统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。本实用新型的二级扩培罐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。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的扩培罐为两个或两个以，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。其余均与实施例一完全相同。
本实用新型的工作原理为：
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，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。
Claims (10)
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.根据权利要求8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)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。
10.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：所述扩培罐与一级种子罐(1)的容积比为5/1～15/1。
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|---|---|---|---|---|
| CN109022271A (zh) * | 2018-10-22 | 2018-12-18 | 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及扩培方法 |
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