CN216947026U

CN216947026U - 一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置

Info

Publication number: CN216947026U
Application number: CN202123029658.XU
Authority: CN
Inventors: 孙建忠
Original assignee: Shandong Haijingtian Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Haijingtian Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2031-12-03

Abstract

本实用新型公开了一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置，包括培养罐，设于所述培养罐内的温度监测模块、PH监测模块、溶解氧监测模块和硫酸根监测模块，以及用于根据所述温度监测模块和所述溶解氧监测模块的监测值，调节所述培养罐内的培养液的温度的温控模块，所述培养罐设有投料口和出料口。本申请所提供的厌氧硫酸盐还原菌培养装置能够方便高效地培养厌氧硫酸盐还原菌，满足污水治理需求。

Description

一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置

技术领域

本实用新型涉及微生物培养技术领域，特别涉及一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置。

背景技术

随着社会经济的高速发展，我国的工业化程度得到极大提高，但伴随着经济发展而出现的环境问题也日益严重。目前城市生活污水处理已在工艺上取得成熟技术并得到应用，工业废水特别是含高浓度硫酸盐和重金属离子的废水处理仍是值得关注的技术难题。工业废水中，往往含有一种重要的污染物—硫酸盐，硫酸盐是水中全盐的一种存在形式。硫酸根的去除需要通过硫酸盐还原菌厌氧转化为硫化氢气体排出水体，硫酸盐还原细菌在厌氧作用中起着关键作用。因此，如何高效培养硫酸盐还原菌成为制约污水处理的重要因素。常规硫酸盐还原菌培养过程中，进水水质指标和厌氧水解系统参数的变化对硫酸盐还原细菌影响及其明显，导致硫酸盐还原菌剂的驯化培养周期较长，培养效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置，该培养装置能够方便高效地培养厌氧硫酸盐还原菌，满足污水治理需求。

为实现上述目的，本实用新型提供一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置，包括：培养罐，设于所述培养罐内的温度监测模块、PH监测模块、溶解氧监测模块和硫酸根监测模块，以及用于根据所述温度监测模块和所述溶解氧监测模块的监测值，调节所述培养罐内的培养液的温度的温控模块，所述培养罐设有投料口和出料口。

可选地，所述温控模块为设于所述培养罐的底部外周的保温夹套，所述保温夹套设有进水口和出水口。

可选地，所述投料口设于所述培养罐的顶部，所述投料口包括用于投放培养原辅料的主投料口，用于补加硫酸盐第一补料口和用于补加碱液的第二补料口。

可选地，所述培养罐的顶部设有观察口，所述观察口设有视镜。

可选地，所述培养罐的顶部还设有排气口，所述排气口连接硫化氢吸收罐。

可选地，还包括控制模块、碱液补充模块和硫酸盐补充模块，所述控制模块分别连接所述温度监测模块、所述PH监测模块、所述溶解氧监测模块、所述硫酸根监测模块、所述温控模块、所述碱液补充模块和所述硫酸盐补充模块。

可选地，还包括用于搅拌所述培养罐内培养液的搅拌模块。

可选地，所述搅拌模块包括进水端和出水端均设置在所述培养罐内的内循环管，设于所述培养罐外且连接于所述内循环管的循环泵、以及设于所述培养罐内且连接所述循环罐的出水端的旋转布水器。

可选地，所述培养罐内设有曝气装置。

可选地，所述培养罐设有排液口，所述排液口设于所述培养罐的下部距底端的四分之一至三分之一高度处。

相对于上述背景技术，本申请所提供的厌氧硫酸盐还原菌培养装置利用培养罐为硫酸盐还原菌的培养提供培养场所，通过投料口加培养液原辅料，实时监测培养液的PH和硫酸根浓度，以便及时调节培养液的PH和补充硫酸根，以便硫酸盐还原菌在适宜的PH和充足的营养基质下快速增殖。同时，该培养罐还设有温度监测模块和溶解氧监测模块，以便根据二者的监测结果控制温控模块调节培养液温度，控制培养液温度的同时，降低溶解氧含量，有利于维持厌氧硫酸盐还原菌的最适增殖条件，以便厌氧硫酸盐还原菌快速大量增殖，满足污水处理需求。

在本申请优选实施例中，还包括控制模块，控制模块能够实现上述温度和溶解氧的自动调节，同时设置碱液补充模块和硫酸盐补充模块，能够自动调节PH和补充硫酸根，使得厌氧硫酸盐还原菌的培养更加方便和精准。搅拌模块则能够提高补料后培养液的均匀性，适合厌氧硫酸盐还原菌快速增殖。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请一种实施例所提供的厌氧硫酸盐还原菌培养装置的示意图；

图2为本申请另一种实施例所提供的厌氧硫酸盐还原菌培养装置的示意图。

其中：

1-培养罐、2-保温夹套、3-支架、4-温度监测模块、5-PH监测模块、6-溶解氧监测模块、7-硫酸根监测模块、8-硫化氢吸收罐、9-控制模块、10-碱液补充模块、11-硫酸盐补充模块、12-内循环管、13-循环泵、14-旋转布水器、15-曝气管；

101-主投料口、102-第一补料口、103-第二补料口、104-观察口、105-出料口、106-排液口；

201-进水口、202-出水口。

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做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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本申请一种实施例所提供的厌氧硫酸盐还原菌培养装置的示意图，图2为本申请另一种实施例所提供的厌氧硫酸盐还原菌培养装置的示意图。

本申请实施例提供一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置，该培养装置能够方便监测培养液的温度、PH、溶氧量和硫酸盐含量等相关参数，以便维持最适的培养环境，实现厌氧硫酸盐还原菌的高效增殖，满足污水处理需求。

为实现上述目的，本申请实施例提供一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置，如图1所示，该培养装置包括一个培养罐1，培养罐1顶部开设投料口，用于培养液和辅料；底部开设出料口105，出料口105设置于培养罐1最底部，培养完成后通过自流即可放出硫酸盐还原菌菌剂，不需外加动力。进一步地，培养罐1距其底端四分之一至三分之一高度处还开设排液口106，可在培养过程中固液分离，更换营养液，降低培养液中盐类及菌剂代谢产物对菌种生产的负面作用，提高培养效果。

培养装置还包括设置在培养罐1内的温度监测模块4、PH监测模块5、溶解氧监测模块6、硫酸根监测模块7，以及用来对培养罐1的培养液进行温度调节的温控模块。通过PH监测模块5监测PH，以便向培养罐1内投放碱液，维持最适PH；通过硫酸根监测模块7监测培养液中的硫酸根含量，以便及时补充硫酸铵，为厌氧硫酸盐还原菌的增殖提供能量；而温度监测模块4配合溶解氧监测模块6用来分别监测培养液的温度和培养液中的溶氧量，通过维持合适的培养液温度，同时降低溶解氧含量来提高厌氧硫酸盐还原菌的增殖效率。培养液温度的控制是通过温控模块实现。

在图1所示的实施例，温度模块具体采用设置在培养罐1底部外周的保温夹套2，保温夹套2的底部开设进水口201，顶部一端开设出水口202，通过进水口201向保温夹套2内通入恒温水，实现对培养液温度的控制调节。进水口201设置进水阀，当培养液温度下降时，可以适当提高恒温水的流量也即调大进水阀的开度实现，此外，还可以通过适当提升恒温水的供水温度，实现温度调节的同时，随着温度的升高，培养液的溶氧量也得以控制。保温夹套2为温控装置的优选实施方式之一，在具体实施例时，也可以通过在培养罐1内设置加热机构或者在培养罐1的外壁包覆加热层，本申请不再赘述。保温夹套2的底部也即培养罐1的罐底设置支架3，支架3起到支撑固定培养罐1的作用。

在上述实施例中，投料口设置在培养罐1的顶部，其主要包括用来向培养罐1内投放按照预设配比配置的营养液等主料和相关辅料的主投料口101，还包括第一补料口102和第二补料口103，第一补料口102用来向培养罐1补充硫酸铵，以补充厌氧硫酸盐还原菌在快速增值时消耗的硫酸根；第二补料口103用来向培养罐1内补加碱液，以维持培养液的PH基本恒定。第一补料口102和第二补料口103分设在主投料口101的两侧。进一步地，为了方便观察培养液内部的工作状态，培养罐1的顶部还预留观察口104，观察口104设有透明的视镜，以便于观察的同时维持培养罐1内的厌氧环境。

在投料和补料过程中，为了提高培养液的均匀性，培养罐1内优选设置搅拌模块。在本申请一种优选实施例中，搅拌模块采用内循环管12、配合循环泵13和旋转布水器14配合。所谓内循环管12是指内循环管12的进水端和出水端均位于培养罐1内，内循环管12的局部段穿过培养罐1的罐壁延伸至培养罐1外，循环泵13连接在内循环管12位于培养罐1外的局部段，旋转布水器14设置在培养罐1的底端并与内循环管12的出水端连接，内循环管12的进水端连接在培养液的上层，通过循环泵13驱动培养液循环，旋转布水器14将培养液搅拌均匀。相对于传统的机械旋转搅拌机构，避免损伤厌氧硫酸盐还原菌，同时无需考虑机械旋转搅拌机构的固定及其供电线路穿出培养罐1的密封问题。当然，在具体实施时，搅拌模块也可以采用搅拌机，本申请对此不作强制限制。

此外，培养罐1还可设置曝气装置，利用曝气装置曝气驱动培养液循环，同时降低培养液中的溶氧量，曝气装置采用穿过培养罐1的罐壁延伸至培养罐1底部的曝气管15，在进行曝气时，通常采用氮气曝气。

作为优选地，培养罐1还设有排气口，用来将厌氧硫酸盐还原菌增殖过程中产生的硫化氢气体排出培养罐1，为了避免硫化氢气体污染环境，排气口通过排气管道连接硫化氢吸收罐8，硫化氢吸收罐8内装有硫化氢吸收液，排气管道在硫化氢吸收罐8内长进短出，保证排气管浸没在吸收液液面以下。为提高吸收效率，硫化氢吸收罐8可以串接设置为多个。吸收液通常采用质量分数为5％碱液，还可以采用硫酸铜溶液等。

在本申请的另一实施例中，为了提高厌氧硫酸盐还原菌培养装置运行的稳定性和精确性，减少人工监管投料补料的偏差。培养装置进一步包括控制模块9、碱液补充模块10和硫酸盐补充模块11。温度监测模块4、溶解氧监测模块6、PH监测模块5、硫酸根监测模块7以及温控模块、碱液补充模块10和硫酸盐补充模块11均连接控制模块9。控制模块9可采用PLC控制系统，温度监测模块4、溶解氧监测模块6、PH监测模块5、硫酸根监测模块7等相关的传感器设置在培养罐1内，相关信号线穿出培养罐1处密封。碱液补充模块10具体包括碱液罐和连接碱液罐与第二补料口103的碱液补液管，碱液补液管设置碱液补液阀，控制模块9根据实施监测的PH值控制碱液补液阀通断调节培养液的PH；硫酸盐补充模块11具体包括硫酸盐溶液储液罐和连接硫酸盐溶液储液罐和第一补料口102之间的硫酸盐补液管，硫酸盐补液管设有硫酸盐补液阀，控制模块9在实时监测的硫酸根浓度小于设定浓度时控制硫酸盐补液阀打开补液。

控制模块9连接温控模块的进水阀，通过调节进水流量来调节培养液的温度；曝气管15设置曝气阀，控制模块9连接曝气阀控制曝气。培养罐1内进一步设置液位监测模块，液位监测模块实时监测培养液的液位，当液位超出警戒液位时发出警示信号，提示人工调节进行排液。

上述厌氧硫酸盐还原菌培养装置具有以下优点：

采用内循环的搅拌模块，硫酸盐还原菌培养过程中混合更均匀，同时替代搅拌装置，既降低运行成本又避免了搅拌桨叶搅拌对菌种的破坏作用；实现硫酸根在线检测及补加控制，可以实现硫酸盐还原菌剂在最优硫酸根浓度条件下繁殖生长，提高培养速度进行持续培养；培养装置设置排液口106，可在培养过程中固液分离，更换营养液，降低培养液中盐类及菌剂代谢产物对菌种生产的负面作用，提高培养效果。

在本申请所提供的厌氧硫酸盐还原菌培养装置培养4m³厌氧硫酸盐还原菌剂，培养验证过程如下：

培养

通过投料口补加硫酸盐还原菌菌剂所需营养物质及工业水，开启设备及控制模块9。通过内循环的旋转布水器14，对硫酸盐还原菌菌剂进行搅拌混匀维持营养物质均衡。设定培养硫酸根浓度在分别在3000mg/L、6000mg/L、10000mg/L、通过硫酸根在线检测及补加控制，实现硫酸盐还原菌菌剂在最优硫酸盐浓度条件下繁殖生长，提高培养速度。硫酸盐浓度梯度提高前停止培养液内循环，静置4h，通过培养装置的排液口106，排出现有营养液，重新补加新的营养液，降低培养液中盐类及菌剂代谢产物对菌种生产的负面作用，提高培养效果。培养完成硫酸盐降解速率达到10000mg/(L.d)，通过出料口105放出培养完成硫酸盐还原菌菌剂。

还原能力验证

以上述培养过程中制备的硫酸盐还原菌菌剂，添加到酸化油脂废水中，验证菌剂的硫酸盐还原作用。建立20L的厌氧体系，添加水解池泥水混合物20L，使用机械搅拌进行搅拌，PH保持在7.5-8.5，采用加热棒保持系统温度为30℃。

检测废水中初始硫酸根浓度为9660mg/L，按照1‰(V/V)比例，添加培养完成的硫酸盐还原菌剂，即添加20ml硫酸盐还原菌菌剂至20L体系中。以不加硫酸盐还原菌菌剂组作为对照组。

每12h检测污水中硫酸根浓度。

结果如下表表1所示，由该表数据可知，添加硫酸盐还原菌菌剂的处理组，处理48h后，硫酸盐浓度已降至1863mg/L以下明显低于对照组(未添加)，硫酸盐的去除率达到80.7％而对照组硫酸盐去除率达到12.5％。由此可知，通过该方法培养得到的厌氧硫酸盐还原菌菌剂对废水中硫酸盐去除具有明显的提升效果，能够满足工业污水的处理需求。

表1硫酸盐还原菌菌剂对污水厂污泥硫酸盐去除效果的提升情况

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的厌氧硫酸盐还原菌培养装置进行了详细介绍。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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，包括：培养罐，设于所述培养罐内的温度监测模块、PH监测模块、溶解氧监测模块和硫酸根监测模块，以及用于根据所述温度监测模块和所述溶解氧监测模块的监测值，调节所述培养罐内的培养液的温度的温控模块，所述培养罐设有投料口和出料口。

2.根据权利要求1所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，所述温控模块为设于所述培养罐的底部外周的保温夹套，所述保温夹套设有进水口和出水口。

3.根据权利要求2所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，所述投料口设于所述培养罐的顶部，所述投料口包括用于投放培养原辅料的主投料口，用于补加硫酸盐第一补料口和用于补加碱液的第二补料口。

4.根据权利要求3所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，所述培养罐的顶部设有观察口，所述观察口设有视镜。

5.根据权利要求3所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，所述培养罐的顶部还设有排气口，所述排气口连接硫化氢吸收罐。

6.根据权利要求1-5任一项所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，还包括控制模块、碱液补充模块和硫酸盐补充模块，所述控制模块分别连接所述温度监测模块、所述PH监测模块、所述溶解氧监测模块、所述硫酸根监测模块、所述温控模块、所述碱液补充模块和所述硫酸盐补充模块。

7.根据权利要求6所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，还包括用于搅拌所述培养罐内培养液的搅拌模块。

8.根据权利要求7所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，所述搅拌模块包括进水端和出水端均设置在所述培养罐内的内循环管，设于所述培养罐外且连接于所述内循环管的循环泵、以及设于所述培养罐内且连接所述内循环管的出水端的旋转布水器。

9.根据权利要求6所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，所述培养罐内设有曝气装置。

10.根据权利要求9所述的厌氧硫酸盐还原菌培养装置，其特征在于，所述培养罐设有排液口，所述排液口设于所述培养罐的下部距底端的四分之一至三分之一高度处。