CN209685745U - 一种微生物菌剂培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微生物菌剂培养装置。该微生物菌剂培养装置包括微生物活化培养罐和电气自动控制柜；所述微生物活化培养罐中设有测试温度的温度电极、测试pH的pH电极和测试溶氧含量的溶氧电极，所述温度电极、pH电极和溶氧电极的输出端均接入所述电气自动控制柜。本实用新型提供的微生物菌剂培养装置，能够有效减少环境水体生物修复过程中的菌剂投加量，解决菌剂运输和存放造成的菌种活力下降、反应时间较长及发挥效果缓慢等问题。

Description

一种微生物菌剂培养装置

技术领域

本实用新型涉及微生物水生态修复领域，更具体地，涉及一种微生物菌剂培养装置。

背景技术

随着水体污染越来越严重，人们对于水生态保护的意识显著增强，水体修复技术在这种条件下应运而生，目前主流水体生态修复技术主要包括物理法、化学法及生物法。

作为治本的生物修复技术可在常温常压下高效完成，该方法从水体生态修复层面出发，旨在通过微生物、植物及水生动物的培养，针对水体中人为排放造成的污染及环境恶化崩溃，实现污染物的消除并且保持水质稳定，从根本上逐步恢复环境的自净能力，维持良性生态循环。在生物修复方法中，微生物技术更是具有明显的应用优势：其来源广、繁殖快、对环境适应性强；不仅能够去除各类有机物和富营养化氮素及磷素，还能去除臭味、降低色度、抑制病原菌生长等；处理方法温和，对环境的影响小，不产生二次污染。

但是，微生物修复技术具有投加量较大，水体中菌浓度和数量不易保持，菌剂保存及运输造成的活力下降，难以达到污染物去除设计目标，人工成本较大。

实用新型内容

本实用新型针对微生物水体生态修复中存在的投加量较大，菌剂保存及运输造成的活力下降而难以达到处理目标，需要实时培养等难题，提供了一种微生物菌剂培养装置，可以实现菌剂的半连续化培养，操作自动简单，省时省力。

该微生物菌剂培养装置，包括微生物活化培养罐和电气自动控制柜；所述微生物活化培养罐中设有测试温度的温度电极、测试pH的pH电极和测试溶氧含量的溶氧电极，所述温度电极、pH电极和溶氧电极的输出端均接入所述电气自动控制柜。

优选地，所述微生物活化培养罐中还设有温控加热管和/或换热水管，所述温控加热管接入所述电气自动控制柜；所述换热水管的进水端与设在所述微生物活化培养罐外的换热水泵相连，所述电气自动控制柜根据所述温度电极的输出控制所述换热水泵的开启及关闭。

优选地，该微生物菌剂培养装置还包括与所述微生物活化培养罐相连的酸碱液进料泵，所述酸碱液进料泵接入所述电气自动控制柜，所述电气自动控制柜根据所述pH电极控制所述酸碱液进料泵的开启及关闭。

优选地，所述微生物活化培养罐中还设有曝气装置，所述曝气装置通过管路与设在所述微生物活化培养罐外的空气泵相连，所述空气泵与所述电气自动控制柜相连，所述电气自动控制柜根据所述溶氧电极的输出控制所述空气泵的开启及关闭。

优选地，所述微生物活化培养罐的上部设有光照装置，所述电气自动控制柜控制所述光照装置的开启及关闭。

优选地，所述微生物活化培养罐的上部与进水泵相连，所述进水泵由设在所述电气自动控制柜中的定时控制系统控制。

优选地，所述微生物活化培养罐的底部通过出水控制高压水泵与喷洒装置相连，所述出水控制高压水泵由所述电气自动控制柜控制。

优选地，所述喷洒装置设在所述微生物活化培养罐外，采用可旋转式固定支架固定；所述喷洒装置包括相互连接的喷洒出水管和电磁流量阀，所述出水管通过电磁流量阀与所述出水控制高压水泵相连。

优选地，所述电气自动控制柜中还包括用于显示温度值、pH值以及溶氧值仪表数据显示平台。

优选地，所述微生物活化培养罐和电气自动控制柜置于箱式保护柜中，所述箱式保护柜的上部和正面设有开口和与所述开口对应的可拆卸门。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的微生物菌剂培养装置和培养方法，能够有效减少环境水体生物修复过程中的菌剂投加量，解决菌剂运输和存放造成的菌种活力下降、反应时间较长及发挥效果缓慢等问题，优选地是可以实现菌剂的半连续化培养和自动喷洒，节约人工及机械成本，提升施工安全强度。

附图说明

为了更清楚地说明本工艺实用新型的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些优选实施例，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他的附图。

图1为本实用新型一个优选实施方式中提供的微生物菌剂培养装置示意图；

其中，1、太阳能电池板；2、箱式保护柜；3、可移动式固定支架；4、微生物活化培养罐；5、电气自动控制柜；6、温控加热管；7、自然光灯；8、微孔曝气盘；9、温度电极；10、pH电极；11、溶氧电极；12、高压喷洒器；13、出水管；14、进水管路；15、酸液进料管；16、碱液进料管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种微生物菌剂培养装置，包括微生物活化培养罐和电气自动控制柜；所述微生物活化培养罐中设有测试温度的温度电极、测试pH的pH电极和测试溶氧含量的溶氧电极，所述温度电极、pH电极和溶氧电极的输出端均接入所述电气自动控制柜。在实际操作过程中，将微生物菌剂生长所必需的营养物质添加至微生物活化培养罐中，向所述微生物活化培养罐中加入所需体积的水；将菌种以所需接种量接种至所述微生物活化培养罐中，通过设置在所述微生物活化培养罐内部的温度电极、pH电极和溶氧电极设置最佳培养条件，活化培养。其中，通过电气自动控制柜接收温度电极、pH电极以及溶氧电极输出的信号，从而实时监控和调节微生物活化培养罐中的各参数值。其中，所述温度电极用于感知微生物活化培养罐中的培养温度，pH电极用于感知微生物活化培养罐中培养基的pH值，溶氧电极用于感知微生物活化培养罐中培养基的溶氧值。

其中，微生物活化培养罐中还包括温控系统、pH系统、曝气系统以及光照系统，所述温控系统与所述电气自动控制柜相连，所述电气自动控制柜根据所述温度电极输出的信号控制所述温控系统调节所述微生物活化培养罐中的温度，所述电气自动控制柜根据所述pH电极输出的信号控制所述pH系统调节所述微生物活化培养罐中的培养液的pH值，所述电气自动控制柜根据所述溶氧电极输出的信号控制所述曝气系统调节所述微生物活化培养罐中的培养液的溶氧值。

在本实用新型一个优选实施方式中，微生物活化培养罐中还设有温控加热管和/或换热水管，所述温控加热管接入所述电气自动控制柜，所述电气自动控制柜根据所述温度电极的输出控制所述温控加热管的开启及关闭。所述换热水管的进水端与设在所述微生物活化培养罐外的换热水泵相连，所述电气自动控制柜根据所述温度电极的输出控制所述换热水泵的开启及关闭。即温控系统包括上述温控加热管和换热水管。当电气自动控制柜从温度电极处感知到培养罐中温度变化时，换热水泵和/或温控加热管开始自动工作，通过温控加热管和/或换热水泵对培养罐中温度进行控制。若是设有换热水管，在出水端处设有排水管，将换热后的水排出。其中，温控加热管和/或换热水管的设置位置可以根据设计需要设计，只要不影响其控温功能即可。更优选地是，微生物活化培养罐中还设有温控加热管和换热水管。当罐内温度过低，温控加热管开始工作加温；当温度过高，电气自动控制系统开启换热水泵，冷却水进入换热水管带走多余热量。

在本实用新型一个优选实施方式中，微生物活化培养罐中还包括与所述微生物活化培养罐相连的酸碱液进料泵，所述酸碱液进料泵接入所述电气自动控制柜，所述电气自动控制柜根据所述pH电极控制所述酸碱液进料泵的开启及关闭。即pH系统包括酸碱液进料泵。当电气自动控制柜从pH电极处感知到培养罐中pH值变化时，酸碱液进料泵自动开始工作，从而调节培养罐中培养基的pH值。优选地是，含有两个进料泵即酸液进料泵和碱液进料泵，通过输液管接入培养罐内，当罐内pH较低时，碱液进料泵自动开启，调整pH回升；当罐内pH较高时，酸液进料泵自动开启。

在本实用新型一个优选实施方式中，微生物活化培养罐中还设有曝气装置，所述曝气装置通过管路与设在所述微生物活化培养罐外的空气泵相连，所述电气自动控制柜根据所述溶氧电极的输出控制所述空气泵的开启及关闭。即曝气系统包括曝气装置和空气泵。当电气自动控制柜从溶氧电极处感知到培养罐中溶氧值降低时，空气泵开关自动打开，使空气进入管路，曝气装置开始工作，进一步调节培养罐中培养基的溶氧值。其中，曝气装置可以为微孔曝气盘。微孔曝气盘通过曝气管与空气泵相连。当罐内溶氧较低时，空气泵自动开启，曝气增氧；当溶氧达到菌种培养要求时，空气泵自动关闭，节省电能。

在本实用新型一个优选实施方式中，所述微生物活化培养罐的上部设有光照装置，所述电气自动控制柜控制所述光照装置的开启及关闭。在实际操作过程中，当光照条件不够时，电气自动控制柜可以通过控制设在培养罐上部的光照装置调节培养体系中的光照条件，以达到最佳的培养条件。

在本实用新型一个优选实施方式中，为了进一步实现自动化，可以通过进水泵向微生物活化培养罐中加水，其中，水的含量可以通过自动定时控制系统来控制。优选地是，微生物活化培养罐的上部与进水泵相连，所述进水泵由设在所述电气自动控制柜中的定时控制系统控制。可以在微生物活化培养罐中设置水位计，从而能更精确地调控水位。进水泵与微生物活化培养罐通过进水管路相连接。

在本实用新型一个优选实施方式中，为了能实现喷洒，微生物活化培养罐的底部通过出水控制高压水泵与喷洒装置相连，所述出水控制高压水泵由所述电气自动控制柜控制。培养罐底部经由出水管路与出水控制高压水泵相连，通过电气自动控制柜实现精确流量喷洒。优选地是，喷洒装置包括相互连接的菌剂喷洒出水管和电磁流量阀，所述菌剂喷洒出水管与所述微生物活化培养罐底部相连，所述喷洒出水管通过电磁流量阀与所述出水控制高压水泵相连。当菌剂活化培养完成后，电气自动控制柜开启出水控制高压水泵，开始菌剂喷洒，喷洒量一般设定为90％，剩余10％留存罐内作为种子液进行半连续培养。其中，还可以包括定时装置，以实现当菌剂活化培养完成后，电气自动控制柜开启出水控制高压水泵。

在本实用新型一个优选实施方式中，所述微生物活化培养罐和电气自动控制柜置于箱式保护柜中，所述箱式保护柜的上部和正面设有开口和与所述开口对应的可拆卸门。即箱式保护柜上部和正面可打开，方便操作和观察，平时无人值守装置自动运行时，关闭箱式保护柜以保护内部结构。其中，微生物活化培养罐上盖也可打开，方便操作清洗。本实用新型的微生物活化培养罐可以采用全透明材质。其中，箱式保护柜可以置于可移动式固定支架上。其中，为了方便给微生物菌剂培养装置提供能量，可以在保护柜上部设置太阳能电池板。

在本实用新型一个优选实施方式中，电气自动控制柜中还包括仪表数据显示平台。可以将微生物活化培养罐中的进水量、温度、pH值、溶氧情况以及光照情况显示出来。

本实用新型还提供了一种微生物菌剂培养方法，包括如下步骤：

1)将菌种生长所必需的营养物质添加至微生物活化培养罐中；

2)向所述微生物活化培养罐中加入所需体积的水；

3)将菌种以所需接种量接种至所述微生物活化培养罐中，通过设置在所述微生物活化培养罐内部的温度电极、pH电极和溶氧电极设置最佳培养条件，活化培养。

更优选地是，上述培养可以通过上述装置实现半连续自动化，即微生物活化培养罐通过进水管路由进水泵控制进水，进水量由电气自动控制柜定时开关控制，进水完成后，第一次由人工投加微生物菌剂至培养罐内，并根据进水营养指标适当补充生物促进剂，促进菌种生长繁殖，同时打开控制柜内的温度、曝气、pH及光照控制系统，通过自动控制维持微生物良好的生长繁殖环境。培养完成后，定时开关开启出水控制高压主水泵，菌剂开始自动喷洒，喷洒结束后出水泵关闭，罐体进水泵开启进水，进行菌剂半连续化培养，如此循环。

以下为具体实施例，用来进一步详述本实用新型。

实施例1

本实施例提供了一种微生物菌剂培养装置，如图1所示，主要包括可移动式固定支架3，置于支架上的箱式保护柜2，保护柜2内部的微生物活化培养罐及电气自动控制柜5，置于保护柜外部的可旋转式高压喷洒器(菌剂喷洒出水管)，保护柜上部的太阳能电池板1，其中，太阳能电池板可以为整个装置提供能量。

箱式保护柜2上部和正面可打开，方便操作和观察，平时无人值守装置自动运行时，关闭箱式保护柜2以保护内部结构。

微生物活化培养罐4上盖可打开，方便操作清洗，侧面上部设有4个预留口并分别通过管路接通进水泵、换热水泵、空气泵及酸碱液进料泵。其中，进水泵通过进水管路14接通，培养罐内部接入温度电极9、pH电极10和溶氧电极11，电极的输出端均接入电气自动控制柜。为保持微生物活化培养所需最佳温度，培养罐内部安装有温控加热管6及换热水管，温控加热管6通过线路接入电气自动控制柜5，由其中的控制系统自动控制开启及关闭；换热水管进水端接通换热水泵，换热水泵开关接入控制柜，出水端设有出水管。pH调节由电气自动控制柜控制酸碱液进料泵的开启和关闭，酸碱液进料泵包括酸液进料管15和碱液进料管16，由人工配制酸碱液存储于箱式保护柜内。培养罐内部安装有微孔曝气盘8，并通过管路接通空气泵，空气泵开关接入电气自动控制柜内，根据罐内溶解氧浓度自动控制曝气的开启及关闭。培养罐上部安装有自然光灯7，开关通过线路接入电气自动控制柜内。培养罐底部设有换热水管排水口及出液口，出液口通过出液管接通出水控制高压水泵，出水控制高压水泵开关接入电气自动控制柜5内，由定时控制系统控制。

电气自动控制柜内部含有装置运行定时控制系统、进水泵开关、温控加热管开关、换热水泵开关、酸碱液进料控制泵开关、空气泵开关、出水控制高压水泵开关、自然光灯开关、运行数据显示器。

高压喷洒器12固定在底座支架上、箱式保护柜旁，并可以进行360°旋转，通过出水管13接通出水控制高压水泵，当活化培养完成后，出水控制高压水泵由控制柜定时控制开启关闭，实现菌剂的多角度精确流量喷洒。

实施例2

本实施例为结合实施例1进行的微生物菌剂培养和喷雾操作。将该装置固定置于待修复水域岸边或水体中，打开培养罐上盖，根据待治理水体水质分析结果配制一定量生物促进剂(营养充足则不需要加入)，加入到微生物活化培养罐中，在电气自动控制柜内部设定好进水泵开启时长，进水容积百分比设定为80％，开始进水。进水完成后，进水泵自动关闭，向培养罐内投加菌种，接种量为培养罐有效容积的1％-10％。根据不同菌种的生理特性，在控制柜设定好温度、pH，溶氧及光照控制条件，通过控制系统自动进行温度、酸碱及溶氧补偿，维持菌种生长繁殖最佳条件，同时设定好培养时间，开始活化培养。活化到达指定时间时活化完成，根据控制柜设定的时间高压出液泵自动开启，喷洒器开始自动喷洒，喷洒完成后出液泵自动关闭，整个活化扩繁及喷洒操作完成。

实施例3

本实施例为结合实施例2进行的氨氮去除菌剂活化及半连续培养喷洒。将该装置置于待修复水域岸边或水体中，打开培养罐上盖，初次培养加入氨氮去除菌剂生物促进培养基，以确保菌剂的快速活化完成，生物促进培养基包括NaCl 0.3g/L、MgSO₄ 0.03g/L、FeSO₄ 0.03g/L、(NH₄)₂SO₄ 0.5g/L、K₂HPO₄ 5g/L。在电气自动控制柜内部设定好进水泵开启时长，进水容积百分比设定为80％，开始进水。进水完成后，进水泵自动关闭，向培养罐内投加氨氮去除菌剂菌种，接种量为培养罐有效容积的10％。在控制柜设定培养温度为30℃，溶氧控制为2mg/L，人工配制200g/L Na₂CO₃溶液和100g/L(NH₄)₂SO₄，碱液进料泵输入端接入Na₂CO₃溶液内，酸液进料泵输入端接入(NH₄)₂SO₄溶液内，设定pH控制条件为pH＝7.8，开启碱液进料泵。初次活化培养时间设定为48h，开始活化培养。活化培养完成后，由定时控制出水控制高压水泵开启，高压喷洒器开始自动喷洒，喷洒量为培养罐有效菌剂溶液的90％，剩余10％菌液留存作为半连续培养种子液。根据出液泵流量设定好喷洒时间，喷洒完成后，出液泵自动关闭。根据控制柜设定好的时间进水泵开始进水，同时酸液进料泵开启加入(NH₄)₂SO₄溶液，培养罐内部(NH₄)₂SO₄终浓度为0.25g/L，进水及进料完成后两泵自动关闭。此后半连续培养周期设定为24h，设定酸液进料泵在培养12h及18h开启，补充(NH₄)₂SO₄溶液，补充浓度为0.4g/L，每次补料完成后酸液进料泵自动关闭。培养完成后，定时控制高压出液泵开启，高压喷洒器开始自动喷洒，喷洒量为培养罐有效菌剂溶液的90％，剩余10％菌液留存作为半连续培养种子液，如此循环。

最后，本实用新型的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，包括微生物活化培养罐和电气自动控制柜；所述微生物活化培养罐中设有测试温度的温度电极、测试pH的pH电极和测试溶氧含量的溶氧电极，所述温度电极、pH电极和溶氧电极的输出端均接入所述电气自动控制柜。

2.根据权利要求1所述的一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，所述微生物活化培养罐中还设有温控加热管和/或换热水管，所述温控加热管接入所述电气自动控制柜；所述换热水管的进水端与设在所述微生物活化培养罐外的换热水泵相连，所述电气自动控制柜根据所述温度电极的输出控制所述换热水泵的开启及关闭。

3.根据权利要求1或2所述的一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，还包括与所述微生物活化培养罐相连的酸碱液进料泵，所述酸碱液进料泵接入所述电气自动控制柜，所述电气自动控制柜根据所述pH电极控制所述酸碱液进料泵的开启及关闭。

4.根据权利要求1或2所述的一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，所述微生物活化培养罐中还设有曝气装置，所述曝气装置通过管路与设在所述微生物活化培养罐外的空气泵相连，所述空气泵与所述电气自动控制柜相连，所述电气自动控制柜根据所述溶氧电极的输出控制所述空气泵的开启及关闭。

5.根据权利要求1或2所述的一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，所述微生物活化培养罐的上部设有光照装置，所述电气自动控制柜控制所述光照装置的开启及关闭。

6.根据权利要求1或2所述的一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，所述微生物活化培养罐的上部与进水泵相连，所述进水泵由设在所述电气自动控制柜中的定时控制系统控制。

7.根据权利要求1或2所述的一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，所述微生物活化培养罐的底部通过出水控制高压水泵与喷洒装置相连，所述出水控制高压水泵由所述电气自动控制柜控制。

8.根据权利要求7所述的一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，所述喷洒装置包括相互连接的菌剂喷洒出水管和电磁流量阀，所述菌剂喷洒出水管与所述微生物活化培养罐的底部相连，所述喷洒出水管通过电磁流量阀与所述出水控制高压水泵相连。

9.根据权利要求1或2所述的一种微生物菌剂培养装置，其特征在于，所述微生物活化培养罐和电气自动控制柜置于箱式保护柜中，所述箱式保护柜的上部和正面设有开口和与所述开口对应的可拆卸门。

10.根据权利要求1或2所述的微生物菌剂培养装置，其特征在于，所述电气自动控制柜中还包括用于显示温度值、pH值以及溶氧值仪表数据显示平台。