CN212741371U - 一种硝化菌剂驯化培养装置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硝化菌剂驯化培养装置系统，属于硝化菌培养技术领域。包括开放式培养池体、过滤系统，以及曝气系统、营养液流加系统和pH控制系统。过滤系统为外置‑半封闭式结构，与池体循环连接，内设膜组件、反冲洗管理，并通过电磁阀开关控制，营养液流加系统通过液位计控制进水罐和营养液罐流加营养液，先分流再合流输入池体；在流加过程中，通过调整两个分流管道计量泵流量大小，控制进水氨氮的浓度梯度。本实用新型采用连续驯化培养方法，逐步提高进水营养物组分浓度，不断驯化提升硝化细菌的硝化能力，提高硝化速率和培养效率，驯化培养所得到的菌剂产品，适应性良好，使用方式灵活，具有很好的经济效益和环境效益。

Description

一种硝化菌剂驯化培养装置系统

技术领域

本实用新型涉及硝化菌培养技术领域，更具体地说，涉及一种硝化菌剂驯化培养装置系统。

背景技术

在污水治理过程中，生物脱氮方法是最为根本的方法，能够将微生物发酵氨化得到的氨氮，通过硝化细菌、反硝化细菌等脱氮微生物的代谢活动，将其转化成氮气释放，最终实现污水中氮污染的消除。其中，硝化细菌的硝化作用是整个氮素循环的起始环节，也是关键步骤。硝化作用效率的高低，直接影响到后续脱氮微生物的代谢，进而影响整个污废水氮的去除效果，关系到出水水质能否达标。目前，提升污废水处理效率的方式有多种，例如改进工艺，但是这种方式工程量大，时间长，投入成本高，而且可能会对既有的运行系统存在一定的影响。相较而言，通过采用投加高效的硝化菌剂，提高其在既有系统中的比重，变相提升系统的运行处理效率显得更加经济简便。

CN109136066A公开了一种硝化细菌连续培育生物反应器，该套反应器能实现硝化细菌的在线培养，解决商品化硝化菌种活性低的问题，加快污泥硝化反应启动的速度。不过该方法属于分批式培养，培养效率低；无法及时排出代谢废弃物，会对硝化细菌的代谢造成一定的抑制；而且装置部件多，控制比较繁琐，运行成本高；培育罐体密封，曝气作用下，易造成罐体气压过高，存在安全隐患。

CN207596864U公开了一种硝化细菌培养装置，通过PLC控制系统，控制硝化细菌培养过程中的换水和添加药剂，从而实现自动化运行。但是，培养规模有限，培养周期较长；而且试剂罐营养物质丰富，极易造成杂菌的繁殖，消耗营养组分。

CN106434412B公开了一种硝化细菌连续生产方法及其生产设备，采用连续培养方式硝化细菌NB-1进行培养，并通过膜过滤系统对菌体与培养液进行分离，得到需要的菌剂。但，此方法采用的为市售自养型菌种，世代周期长，培养效率慢，而且菌剂不一定能适应污水厂处理系统；同时，膜过滤系统设在培养罐内部，清洗更换时需要停止培养设备，影响工作效率。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对现有技术存在的缺陷与不足，本实用新型提供了一种硝化菌剂驯化培养装置系统，本实用新型采用连续驯化培养方法，在培养过程中，逐步提高进水营养物组分浓度，不断驯化提升硝化细菌的硝化能力，提高硝化速率和培养效率，驯化培养所得到的菌剂产品，适应性良好，使用方式灵活，具有很好的经济效益和环境效益，可用于污水厂系统，也可用于河道治理项目，或者保存备用。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种硝化菌剂驯化培养装置系统，包括池体、过滤系统，还包括曝气系统、营养液流加系统以及pH控制系统；

所述的过滤系统为外置-半封闭式结构，过滤系统与池体循环连接；过滤系统设有膜组件、反冲洗管路，过滤系统外设电磁阀开关，过滤系统通过电磁阀开关控制过滤和反冲洗功能；

所述的池体的一侧连接有曝气系统，池体的输入端设置有营养液流加系统，所述的营养液流加系统包括进水罐和营养液罐，池体内设置有池体液位计，通过池体液位计控制进水罐和营养液罐流加营养液；先分别采用管道分流，再合流输入至池体；流加过程中，通过调整两个分流管道计量泵流量大小，来控制进水氨氮的浓度梯度。

进一步地，所述的进水罐内设液位计控制进水，进水选用污水厂尾水、膜过滤出水、自来水中的一种或多种。

进一步地，所述的曝气系统包括风机和曝气盘，风机通过管路与曝气盘连接，管路上设置有气体流量计。

进一步地，所述的池体内设置有pH控制系统，pH控制系统包括碱液罐和pH计，碱液罐通过管道与池体连接，碱液罐的进碱由pH计控制。

进一步地，所述的池体为开放式培养池体，池体沿池内壁顶部四周设置有淋洗管路、淋洗喷头；沿池内壁底部设斜角板。

进一步地，所述的进水罐通过管道分别与池体内壁淋洗管路、过滤系统内反冲洗管路连接。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型采用连续驯化培养方法，在培养过程中，逐步提高进水营养物组分浓度，不断驯化提升硝化细菌的硝化能力，提高硝化速率和培养效率，实现连续大规模培养；同时，根据出水氨氮浓度控制进水和出水流速，最大化的利用营养组分，减少不必要的浪费。

本实用新型所采用的培养池体和过滤系统为开放式或半封闭式构造，设备简单，操作方便，便于日常保养和维修；通过电磁阀开关控制膜组件的过滤和反冲洗，实现自动化的过滤和清洗，保证其高效的过滤的过滤性能；同时，通过液位计来控制池体或罐体的液面，从而实现自动化进水，减少人力投入，驯化培养所得到的菌剂产品，适应性良好，使用方式灵活，具有很好的经济效益和环境效益，可用于污水厂系统，也可用于河道治理项目，或者保存备用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

图中：1、池体；11、池体液位计；12、pH计；13、曝气盘；2、过滤系统；21、电磁阀开关；3、风机；4、进水罐；41、进水液位计；5、营养液罐；6、碱液罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述：

实施例1

从图1可以看出，本实施例的一种硝化菌剂驯化培养装置系统，包括池体1、过滤系统2，还包括曝气系统、营养液流加系统以及pH控制系统。

池体1为开放式培养池体，池体1沿池内壁顶部四周设置有淋洗管路、淋洗喷头；沿池内壁底部设斜角板，池体1沿池体外壁顶部设置进泥管、营养液进水管、进碱管、污泥过滤进管，池体1沿池体底部设置出泥管、进气管、污泥过滤出管；池底内部安设曝气管路。

过滤系统2为外置-半封闭式结构，过滤系统2与池体1循环连接；过滤系统2设有膜组件、反冲洗管路，过滤系统2外设电磁阀开关21，膜组件的过滤出水管和反冲洗管路通过电磁阀开关21控制，反冲洗管路通过管道及泵体与进水罐4连接，过滤系统2通过电磁阀开关21控制过滤和反冲洗功能。

池体1的一侧连接有曝气系统，池体1的输入端设置有营养液流加系统，营养液流加系统包括进水罐4和营养液罐5，池体1内设置有池体液位计11，通过池体液位计11控制进水罐4和营养液罐5流加营养液，保证池体1液面高度；先分别采用管道分流，再合流输入至池体1；流加过程中，通过调整两个分流管道计量泵流量大小，来控制进水氨氮的浓度梯度。

进水罐4通过管道分别与池体1内壁淋洗管路、过滤系统2内反冲洗管路连接；进水罐4内设液位计41用于控制进水，保证进水罐4内水量稳定，进水可选用污水厂尾水、膜过滤出水、自来水中的一种或多种。

曝气系统包括风机3和曝气盘13，风机3通过管路与曝气盘13连接，管路上设置有气体流量计，曝气盘13均匀的安装在曝气管路上。

池体1内设置有pH控制系统，pH控制系统包括碱液罐6和pH计12，碱液罐6通过管道与池体1连接，碱液罐6的进碱由pH计12控制，通过pH计12控制碱液罐6中碱液的流加，控制池体1培养体系的酸碱度。

经过驯化培养好的硝化菌剂可打入污水处理生化池，或用于黑臭水体治理，也可保存备用。

实施例2

采用该培养系统，把所有装置设备及管路安装、调试完毕，先通过进泥管向池体1投加污水厂回流污泥，占有效容积80％(v/v)，往营养液罐5内按计算比例投加氯化铵和葡萄糖；往碱液罐6里投加碳酸钠；开启进水泵，向营养液罐5、碱液罐6和进水罐4内进水。

开启风机3，调节气体流量计，保证池体1内溶氧和污泥扰动，调节pH计12，维持池内pH在7.3左右，开启污泥过滤进管，调节流量大小，确保过滤系统2内污泥不溢流，开启电磁阀开关21，设定循环模式，自动启停过滤出水和反冲洗。

在驯化培养过程中，进水氨氮浓度按照梯度设计：200mg/L-500mg/L-1000mg/L-1500mg/L-2000mg/L；葡萄糖浓度维持不变。初始出水流速(即停留时间)设定为1d，每天取过滤出水，测定出水氨氮浓度，根据出手氨氮浓度调整营养液进水氨氮浓度和过滤出水流速，当出水氨氮低于50mg/L时，提高一级进水氨氮浓度。

当营养液进水氨氮在2000mg/L下，停留时间1d内，出水氨氮浓度维持在20mg/L以下，则表示硝化菌剂驯化培养完成。

实施例3

以实施例2中驯化培养好的硝化菌剂，添加到污水厂活性污泥中，考察该菌剂对污水厂活性污泥氨氮去除效果的提升情况；取污水厂氧化沟水样，添加氯化铵，使得氨氮在30mg/L左右；取100mL调配后的混合水样，按照0.4％(v/v)比例，添加驯化的硝化菌剂，将摇瓶转入摇床培养，摇床温度为20℃，转速为180rpm，以不加硝化菌剂为对照组。

结果如表1所示，由该表数据可知，添加硝化菌剂的处理组，处理12h后，氨氮浓度明显低于对照组(未添加)，氨氮的去除率增加了30％。由此可知，通过该方法驯化培养得到的硝化菌剂对活性污泥氨氮去除有一定的提升效果。

表1硝化菌剂对污水厂活性污泥氨氮去除效果的提升情况

实施例4

以实施例2驯化培养好的硝化菌剂处理黑臭水体，考察该菌剂对黑臭水体中氨氮的去除情况；取黑臭河道水体，按照0.4％(v/v)比例，添加硝化菌剂，将摇瓶转入摇床培养，摇床温度为20℃，转速为180rpm，以不加硝化菌剂为对照组。

结果如表2所示，由表中数据可知，对照组的黑臭水体对氨氮基本无去除效果，而添加硝化菌剂的处理组，12h后氨氮去除可达到92％，由此证明，通过该方法驯化培养得到的硝化菌剂，可以用于黑臭水体的氨氮的去除。

表2硝化菌剂对黑臭水体中氨氮的去除效果

本实用新型采用连续驯化培养方法，在培养过程中，逐步提高进水营养物组分浓度(主要是氨氮)，不断驯化提升硝化细菌的硝化能力，提高硝化速率和培养效率，实现连续大规模培养；同时，根据出水氨氮浓度控制进水和出水流速，最大化的利用营养组分，减少不必要的浪费。

本实用新型所采用的池体1和过滤系统2为开放式或半封闭式构造，设备简单，操作方便，便于日常保养和维修；通过电磁阀开关21控制膜组件的过滤和反冲洗，实现自动化的过滤和清洗，保证其高效的过滤性能；同时，分别通过池体液位计11、液位计41来控制池体1和罐体4的液面，从而实现自动化进水，减少人力投入。

本实用新型驯化培养所得到的菌剂产品，适应性良好，使用方式灵活，具有很好的经济效益和环境效益，可用于污水厂系统，也可用于河道治理项目，或者保存备用。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种硝化菌剂驯化培养装置系统，包括池体(1)、过滤系统(2)，其特征在于：还包括曝气系统、营养液流加系统以及pH控制系统；

所述的过滤系统(2)为外置-半封闭式结构，过滤系统(2)与池体(1)循环连接；过滤系统(2)设有膜组件、反冲洗管路，过滤系统(2)外设电磁阀开关(21)，过滤系统(2)通过电磁阀开关(21)控制过滤和反冲洗功能；

所述的池体(1)的一侧连接有曝气系统，池体(1)的输入端设置有营养液流加系统，所述的营养液流加系统包括进水罐(4)和营养液罐(5)，池体(1)内设置有池体液位计(11)，通过池体液位计(11)控制进水罐(4)和营养液罐(5)流加营养液；先分别采用管道分流，再合流输入至池体(1)；流加过程中，通过调整两个分流管道计量泵流量大小，来控制进水氨氮的浓度梯度。

2.根据权利要求1所述的一种硝化菌剂驯化培养装置系统，其特征在于：所述的进水罐(4)内设液位计(41)控制进水，进水选用污水厂尾水、膜过滤出水、自来水中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种硝化菌剂驯化培养装置系统，其特征在于：所述的曝气系统包括风机(3)和曝气盘(13)，风机(3)通过管路与曝气盘(13)连接，管路上设置有气体流量计。

4.根据权利要求1所述的一种硝化菌剂驯化培养装置系统，其特征在于：所述的池体(1)内设置有pH控制系统，pH控制系统包括碱液罐(6)和pH计(12)，碱液罐(6)通过管道与池体(1)连接，碱液罐(6)的进碱由pH计(12)控制。

5.根据权利要求1所述的一种硝化菌剂驯化培养装置系统，其特征在于：所述的池体(1)为开放式培养池体，池体(1)沿池内壁顶部四周设置有淋洗管路、淋洗喷头；沿池内壁底部设斜角板。

6.根据权利要求1所述的一种硝化菌剂驯化培养装置系统，其特征在于：所述的进水罐(4)通过管道分别与池体(1)内壁淋洗管路、过滤系统(2)内反冲洗管路连接。

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