CN210945613U - 一种高效微生物扩培装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效微生物扩培装置，包括罐体、减速电机、联轴器、搅拌轴、搅拌臂和气泵，减速电机设置在罐体的顶端，搅拌轴设置在罐体内的中心位置并通过联轴器与减速电机传动连接；罐体为无色透明材质，其顶部设置有营养液进料口和菌种进料口，底部设置有排料口和曝气管，位于罐体内的曝气管上至少设置一个曝气盘；气泵与曝气管连接；罐体的外侧围设加热层和补光灯；搅拌臂包括与搅拌轴固定的径向臂和设置在径向臂靠近罐体内壁一端的竖向臂；竖向臂与罐体的母线平行，竖向臂上设置与罐体内壁接触的毛刷。本实用新型对菌种的快速繁殖具有良好的效果，具有使用寿命长、处理效果好、操作简便、节能减排、降本增效等优点。

Description

一种高效微生物扩培装置

技术领域

本实用新型涉及环保水处理技术领域，具体涉及一种高效微生物扩培装置。

背景技术

目前国内外工程上采用微生物强化技术修复污染水体最为普遍的方法是直接投加菌种法。然而，实验室产出的初代微生物常称为菌种，量十分少，需要经过菌种繁殖孵化后，才能应用于水体治理中，因此如何高效的对菌种进行繁殖是行业内的一个研究方向。

在现有的菌种培育过程中一般有由工厂或车间筛选、训化、强化、集中扩大培养水处理专用菌种，并配置成复合菌液成品，然后，将工厂或车间培育的微生物菌种运输到工程实施现场，周期性地运用操作工人向污染水体水面喷洒复合菌液。在培育菌种过程中所采用光源为点光源或者平面光源，光照面积较少不利于部分喜光的菌种快速繁殖；另一方面，菌种繁殖的热源采用点热源或者局部热源的方式对培养液进行局部加热，然后再通过培养液之间的热传递进行热量传递，孵化腔内的培养热温度不尽相同，局部高温会杀死菌种，而远离点热源的培养温度过低，不利于菌种的快速繁殖。

因此，如何提供一种能够对菌种快速繁殖培育是解决本领域技术人员需解决的技术问题之一。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术的不足，提供了一种使用寿命长、处理效果好、操作简便、节能减排、降本增效的微生物扩培装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种高效微生物扩培装置，包括罐体、减速电机、搅拌轴、搅拌臂和气泵，所述减速电机设置在罐体的顶端，搅拌轴设置在罐体内的中心位置并与减速电机传动连接；所述罐体为无色透明材质，其顶部设置有营养液进料口和菌种进料口，底部设置有排料口和曝气管，位于罐体内的曝气管上至少设置一个曝气盘；所述气泵与曝气管连接；罐体的外侧围设加热层和补光灯；所述搅拌臂包括与搅拌轴固定的径向臂和设置在径向臂靠近罐体内壁一端的竖向臂；所述竖向臂与罐体的母线平行，竖向臂上设置与罐体内壁接触的毛刷。

进一步的，所述曝气盘包括曝气盘座和三元乙丙橡胶材质的曝气盘片，曝气盘座下端接入曝气管，曝气盘片上均布开设曝气孔；曝气时在气体的压力下曝气孔自行扩张，停止曝气时曝气盘片自身的弹力使曝气孔收缩封闭。

进一步的，高效微生物扩培装置还包括PLC控制模块、用于测量罐体内培养液液位的液位传感器、用于测量罐体内培养液温度的温度传感器以及用于测量罐体内培养液ORP值的ORP测试仪，所述营养液进料口、菌种进料口、排料口上分别设置第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，所述减速电机、气泵、液位传感器、温度传感器、ORP测试仪、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与PLC控制模块电性连接。

进一步的，所述搅拌轴上设置随其一起转动的消泡装置。

进一步的，所述罐体的上端和下端均为椭圆结构的椭圆部，所述排料口设置在下端的椭圆部的最低点。

进一步的，所述椭圆部的外侧面贴附镀锌层。

进一步的，所述镀锌层的表面设置保温层。

进一步的，所述加热层为围设在罐体侧面的电热丝。

进一步的，所述补光灯为围设在罐体侧面的LED灯带。

相对于现有技术，本实用新型提供的微生物扩培装置能够有效的增大罐体的光照面积和受热面积，对菌种的快速繁殖具有良好的效果。该装置具有使用寿命长，处理效果好，操作简便的优点。该装置既节能减排又降本增效，具有较为显著的经济效益和社会效益。

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他的附图。

图1是本实用新型的结构图；

图2是图1中I处的局部放大视图；

图3是本实用新型中曝气盘的结构图；

图4是本实用新型的控制框图。

附图标记说明如下：

图中：1、罐体；101、椭圆部；2、减速电机；3、联轴器；4、营养液进料口；5、菌种进料口；6、排料口；7、第一电磁阀；8、第二电磁阀；9、第三电磁阀；10、搅拌轴；11、消泡装置；12、径向臂；13、竖向臂；14、补光灯；15、加热层；16、曝气盘；1601、曝气盘座；1602、曝气盘片；17、曝气管；18、镀锌层；19、保温层；20、液位传感器；21、温度传感器；22、ORP测试仪；23、PLC控制模块；24、气泵。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参见图1-图4所示，本实用新型提供了一种高效微生物扩培装置，包括罐体1、减速电机2、联轴器3、搅拌轴10、搅拌臂和气泵24，所述减速电机2设置在罐体1的顶端，搅拌轴10设置在罐体1内的中心位置并通过联轴器3与减速电机2传动连接；所述罐体1为无色透明材质，其顶部设置有营养液进料口4和菌种进料口5，底部设置有排料口6和曝气管17，位于罐体1内的曝气管17上至少设置一个曝气盘16；所述气泵24与曝气管17连接；罐体1的外侧围设加热层15和补光灯14；所述搅拌臂包括与搅拌轴10固定的径向臂12和设置在径向臂12靠近罐体1内壁一端的竖向臂13；所述竖向臂13与罐体1的母线平行，竖向臂13上设置与罐体1内壁接触的毛刷。

参见图3所示，本实用新型中曝气盘16包括ABS工程塑料材质的曝气盘座1601和三元乙丙橡胶材质的曝气盘片1602，曝气盘座1601下端接入曝气管17，曝气盘片1602上均布开设曝气孔。曝气孔的直径在0.1mm～1mm之间，采用数控加工开设曝气孔以保证曝气孔的质量和精度。曝气时在气体的压力下曝气孔自行扩张，停止曝气时曝气盘片1602自身的弹力使曝气孔收缩封闭。

为了保证微生物能够处于较好的培养状态，需要提供合适的培养温度，一般控制温度稳定在20～30℃左右，加热采用电热丝提供热源。在罐体1下端的侧面上均匀布置电热丝，温度传感器21实时监测培养液的温度，当低于菌种繁殖所需的适宜温度时PLC控制模块23使电热丝通电加热，当高于菌种繁殖所需的适宜温度时PLC控制模块23使电热丝断电停止加热，确保菌种培育液处在恒温值快速培育菌种。

在罐体1的外壁上设置多段电热丝，电热丝成网状分布在贴附在罐体1的侧面，通过热交换的方式加热罐体，电热丝温度较点热源相比温度更低，不会因为局部高温造成菌种死亡；电热丝分布在罐体1外周，使罐体1内各个范围内的温度较平均，有利于稳定控制培养液温度，菌种可一直保持在最佳温度繁殖。由于大部分菌种的生存环境小于40℃，考虑到罐壁有一定的隔热效果，电热丝的发热温度通常情况下控制在50℃以下。

本实用新型中，还包括PLC控制模块23、液位传感器20、温度传感器21以及ORP测试仪22。液位传感器20用于测量罐体1内的液位，市售的液位传感器20种类和型号较多，本领域的技术人员根据选用的种类或者型号悉知其具体安装使用方法，因此对于液位传感器20的安装位置及安装结构此处不做赘述。温度传感器21可安装在罐体1的侧面，其温度探头伸入罐体1内部从而更精确地测量培养液的温度。ORP测试仪22同样安装在罐体1的侧面，ORP探头设置在罐体1内部以测量培养液的ORP值。营养液进料口4上设置用于控制是否向罐体1内添加营养液的第一电磁阀7，菌种进料口5上设置用于控制向罐体1内添加菌种的第二电磁阀8，排料口6上设置用于控制排料操作的第三电磁阀9。所述减速电机2、气泵24、液位传感器20、温度传感器21、ORP测试仪22、第一电磁阀7、第二电磁阀8和第三电磁阀9均与PLC控制模块23电性连接，PLC控制模块23接收液位传感器20、温度传感器21、ORP测试仪22的信号。根据液位传感器20测得的液位信号来控制第一电磁阀7和第二电磁阀8，从而分别实现营养液和菌种的投加。在培养好养微生物时，PLC控制模块23根据ORP测试仪22测得的信号控制气泵24的启停，实现营养液中氧气含量的控制。PLC控制模块23根据温度传感器21测得的参数控制电热丝电路的通断，对营养液的温度进行控制。因此实现了设备的高度自动化，提高生产效率，减少人员的投入。

本实用新型中，所述罐体1的上端和下端均为椭圆结构的椭圆部101，所述排料口6设置在下端的椭圆部101的最低点以便完全排出菌种。椭圆部101的外侧面贴附镀锌层18，镀锌层18的表面设置保温层19。镀锌层18可以阻止光线外射，起到增强光照作用，有利于光合细菌的培养。保温层19起到保温作用，防止温度散失，节约电能。

在具体实施时，所述搅拌轴10上设置随其一起转动的消泡装置11。所述加热层15为围设在罐体1侧面的电热丝，补光灯14为围设在罐体1侧面的LED灯带，使罐体1具有较大的受热面积和受光面积，保证罐体1内的环境条件均匀一致，从而有利于菌种的快速繁殖。

本实用新型中，罐体1采用无色透明的有机玻璃材质，光线能够通过，具有较好的光线透过能力，并且热传导性能良好。有机玻璃自身材料的性质比较稳定，与大部分的化学物质不会产生反应，有利于菌种繁殖的长期使用。

微生物菌种包括好氧微生物，当需要培养好氧微生物时，可由PLC控制模块23控制气泵24工作向曝气盘16供气，此时曝气盘片1602上曝气孔自行鼓胀开，确保空气通过。在停止曝气时，曝气盘片1602上的曝气孔呈封闭状态，由于曝气盘片1602的曝气孔可自行扩张和收缩，避免曝气孔受堵现象。使氧气充分溶解于微生物培养，提高微生物培养液中的含氧量。ORP测试仪22的ORP探头安装在罐体1内以测量微生物培养液的ORP值，气泵24的开启与关闭则由罐体内微生物液的ORP值决定，ORP测试仪22将ORP值的电信号传输至PLC控制模块23，当ORP值小于设定值时启动气泵24，当ORP值大于设定值时关停气泵24。

微生物菌中有一种细菌为光合细菌，光合细菌在有光照缺氧的环境中进行光合作用而生长。当所需培养的微生物菌是光合细菌时，设置在罐体1外壁上的补光灯14打开，气泵24关闭。通过补光灯14对罐体1内的光合细菌提供光照以使其生长。补光灯14优选LED灯带，LED灯的光谱比日光灯更连续，微生物菌生长更好。另外，由于光合细菌具有趋光性，光合细菌容易贴附于罐体1内壁从而阻碍光源穿过罐体1，降低了光的强度，影响光的利用效率和光合细菌的生长速率。为此，搅拌臂上设有柔性毛刷，毛刷固定在竖向臂13上，且毛刷可与罐体1内壁接触，搅拌臂在对液体进行搅拌的同时，毛刷可以刷洗罐体1的内壁，从而将贴付于罐体1内壁上的光合细菌从罐体1内壁上刷落，实现搅拌与清洁罐体内壁同时进行。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种高效微生物扩培装置，包括罐体（1）、减速电机（2）、搅拌轴（10）、搅拌臂和气泵（24），所述减速电机（2）设置在罐体（1）的顶端，搅拌轴（10）设置在罐体（1）内的中心位置并与减速电机（2）传动连接，其特征在于:所述罐体（1）为无色透明材质，其顶部设置有营养液进料口（4）和菌种进料口（5），底部设置有排料口（6）和曝气管（17），位于罐体（1）内的曝气管（17）上至少设置一个曝气盘（16）；所述气泵（24）与曝气管（17）连接；罐体（1）的外侧围设加热层（15）和补光灯（14）；所述搅拌臂包括与搅拌轴（10）固定的径向臂（12）和设置在径向臂（12）靠近罐体（1）内壁一端的竖向臂（13）；所述竖向臂（13）与罐体（1）的母线平行，竖向臂（13）上设置与罐体（1）内壁接触的毛刷。

2.根据权利要求1所述的高效微生物扩培装置，其特征在于：所述曝气盘（16）包括曝气盘座（1601）和三元乙丙橡胶材质的曝气盘片（1602），曝气盘座（1601）下端接入曝气管（17），曝气盘片（1602）上均布开设曝气孔。

3.根据权利要求1所述的高效微生物扩培装置，其特征在于：还包括PLC控制模块（23）、用于测量罐体（1）内培养液液位的液位传感器（20）、用于测量罐体（1）内培养液温度的温度传感器（21）以及用于测量罐体（1）内培养液ORP值的ORP测试仪（22），所述营养液进料口（4）、菌种进料口（5）、排料口（6）上分别设置第一电磁阀（7）、第二电磁阀（8）、第三电磁阀（9），所述减速电机（2）、气泵（24）、液位传感器（20）、温度传感器（21）、ORP测试仪（22）、第一电磁阀（7）、第二电磁阀（8）和第三电磁阀（9）均与PLC控制模块（23）电性连接。

4.根据权利要求1所述的高效微生物扩培装置，其特征在于：所述搅拌轴（10）上设置随其一起转动的消泡装置（11）。

5.根据权利要求1所述的高效微生物扩培装置，其特征在于：所述罐体（1）的上端和下端均为椭圆结构的椭圆部（101），所述排料口（6）设置在下端的椭圆部（101）的最低点。

6.根据权利要求5所述的高效微生物扩培装置，其特征在于：所述椭圆部（101）的外侧面贴附镀锌层（18）。

7.根据权利要求6所述的高效微生物扩培装置，其特征在于：所述镀锌层（18）的表面设置保温层（19）。

8.根据权利要求1至7任一项所述的高效微生物扩培装置，其特征在于：所述加热层（15）为围设在罐体（1）侧面的电热丝。

9.根据权利要求1至7任一项所述的高效微生物扩培装置，其特征在于：所述补光灯（14）为围设在罐体（1）侧面的LED灯带。

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