CN218666019U - 一种用于微生物固定化的培育装置 - Google Patents

Abstract

一种用于微生物固定化的培育装置，包括微生物培育部分和配套装置部分，所述微生物培育部分由第一阶段培育罐和第二阶段培育罐组成，第一阶段培育罐和第二阶段培育罐之间通过第一三通连接阀、第二三通连接阀连接；第二阶段培育罐底部设有出菌口，所述出菌口上设置出菌阀；所述配套装置部分包括连接于培育罐中的曝气头、pH自动感应头、pH调节装置以及营养盐添加装置。采用本实用新型的培育装置，通过阶梯式培养，既能快速持续培育高效微生物，也能快速形成生物膜，能有效减少两个阶段所需要的总时间，还能快速从培育罐中提取出高浓度微生物。

Description

一种用于微生物固定化的培育装置

技术领域

本实用新型属于生态工程和环境工程领域，涉及用于好氧微生物扩展培养的装置，尤其是培养出来的微生物用于后续微生物固定化制作的类型。

背景技术

在黑臭水体治理过程中，微生物治理具有高效、节能、经济、绿色的优势。以硝化细菌为例，可以通过细胞的代谢活动，将水体中的高浓度氨氮转化为亚硝酸盐氮，并进一步转化为硝酸盐氮，后再通过反硝化细菌将硝酸盐氮转化为氮气，实现水体脱氮的效果。目前市面上常用的微生物治理的方式是向水体中直接投加微生物菌剂，或将微生物菌剂进行固定化操作，再投入水体中，得到水质净化。

在微生物培养过程中，培养基中基质的种类和浓度直接影响到细胞的代谢变化和产物的合成。然而现有的微生物培养装置对微生物培养方式较为单一，且得到的菌液不利于后续固定化制作。

有研究表明，在微生物培养的过程中就加入载体，使其形成稳定的生物膜复合体，一方面能够提高微生物的抗冲击力，减轻后续在固定化过程中对微生物造成的损伤；另一方面，在不添加载体时，悬浮生长的微生物易形成大块的絮状体，不利于微生物均匀包埋进固定化填料中。

CN 111944676 A公开了一种硝化菌剂驯化培养装置系统，该套系统能实现连续大规模驯化培养，同时能最大化利用营养组分。不过该方法属于单一微生物培养，未考虑到后续微生物同载体附着生长的培养过程，所培养出的微生物不利于后续的固定化制作。

CN 213327636 U公开了一种硝化细菌培养装置，可以同时培养在不同生长温度下的硝化细菌，然后将不同温度下培养的硝化细菌在混合菌室混合可以得到适应温度范围广的混合硝化细菌菌种。但培养出来的微生物以菌悬液为主，抗冲击力不强，不利于后续的固定化。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于微生物扩培的装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于微生物固定化的培育装置，包括微生物培育部分和配套装置部分，所述微生物培育部分由第一阶段培育罐和第二阶段培育罐组成，第一阶段培育罐和第二阶段培育罐之间通过第一三通连接阀、第二三通连接阀连接；第二阶段培育罐底部设有出菌口，所述出菌口上设置出菌阀；所述配套装置部分包括连接于培育罐中的曝气头、pH自动感应头、pH调节装置以及营养盐添加装置。

可选地，第一阶段培育罐内设有第一曝气头，第二阶段培育罐内设有第二曝气头，分别通过曝气软管同曝气泵相连。

可选地，第一阶段培育罐内设有第一pH自动感应头，第二阶段培育罐内设有第二pH自动感应头，第一pH自动感应头、第二pH自动感应头分别同第一控制芯片、第二控制芯片相连。

可选地，所述pH调节装置包括碱性溶液瓶和第一控制芯片、第二控制芯片，所述碱性溶液瓶通过软管同第三泵相连，进一步分别通过第一控制芯片、第二控制芯片、第一软管、第二软管放入第一阶段培育罐和第二阶段培育罐的溶液中。

可选地，所述营养盐添加装置包括第一营养盐瓶、第二营养盐瓶，第一阶段培育罐、第二阶段培育罐分别通过软管连接第一泵、第二泵及第一营养盐瓶、第二营养盐瓶相连以将营养盐加入到培育罐中。

可选地，所述第一阶段培育罐中连接软管，通过第一泵还同进水瓶相连以将进水瓶中水打入第一阶段培育罐中。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

将微生物通过两个培育罐进行阶梯式培养，在培育的过程中，能通过第一个培育罐快速增加微生物数量，并在第二个培育罐中提供载体让微生物能附着生长，最终形成较稳定的生物膜，实现阶梯式培养。

通过控制进水和营养盐添加装置，能最大化的利用营养组分，减少不必要的浪费。

通过pH检测调节装置，能够更好的维持培育罐内稳定的pH环境，使得微生物能更稳定生长。

最后更容易分离得到高浓度已挂膜的菌悬液，抗冲击力更强，且有利于后续更均匀分布在固定化载体中。

本实用新型所采用的微生物培育罐，为开放式构造，设备简单，操作方便，便于日常维护和保养；而阶梯式培养，能有效减少两个阶段所需要的总时间，达到持续出高浓度微生物的效果。自动化的进水、营养液和pH调节装置可以有效减少人力投入，且保持系统内环境的更稳定状态。本装置培养所得到的微生物菌剂产品，适应性良好，使用方式灵活，尤其能快速接上后续的微生物固定化步骤，具有很好的经济效益和环境效益，可用于河道治理项目，也可用于污水厂系统，或者保存以备用。

附图说明

图1为本实用新型一种用于微生物固定化的培育装置实施例的示意图。

图中：1、第一阶段培育罐；2、第二阶段培育罐；3-1、第一三通连接阀；3-2、第二三通连接阀；4、出菌口；5、出菌阀；6-1、第一曝气头；6-2、第二曝气头；7-1、第一pH自动感应头；7-2、第二pH自动感应头；8-1、第一软管；8-2、第一软管；9-1、第一泵；9-2、第二泵；9-3、第三泵；10、进水瓶；11、第一营养盐瓶；12、第二营养盐瓶；13、pH调节液瓶；14、曝气软管；15、曝气泵；16-1、第一控制芯片；16-2、第二控制芯片。

具体实施方式

本实用新型提供的一种制作成本低、操作简便，并可持续有效地输出经载体培养挂膜的微生物的一种装置。

总的而言，本实用新型一种用于微生物培育的装置，包括两个阶梯式培育罐、配套曝气装置、营养盐添加装置、pH监测调节装置这五部分。其中两个阶梯式培育罐通过三通阀相连。罐内有曝气头，通过软管同曝气泵相连，形成曝气装置。另有进水瓶、营养盐瓶(根据所需数量，可以串联多个营养盐瓶)通过软管同培育罐相连，形成营养盐添加装置。罐内还有pH自动探头，通过感应器同碱液瓶相连，形成pH检测调节装置。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1所示为本实用新型的一种用于微生物固定化的培育装置实施例，包括微生物培育部分和配套装置部分。其中微生物培育部分由第一阶段培育罐1和第二阶段培育罐2组成，第一阶段培育罐1和第二阶段培育罐2之间通过第一三通连接阀3-1、第二三通连接阀3-2连接。第二阶段培育罐2底部设有出菌口4，并通过在其上设置出菌阀5可控制出菌口4的开或关。

第一阶段培育罐1不需要排泥。曝气带动的水体搅拌可以混匀，通过打开第一三通连接阀3-1、第二三通连接阀3-2将第一阶段培育罐1的上半部分水连同里面的菌直接加入第二阶段培育罐2中继续培育。

所述两个培育罐中各设有第一曝气头6-1、第二曝气头6-2，分别通过曝气软管14同曝气泵15相连，该曝气装置部分保持24小时不间断曝气状态。

所述两个培育罐中各设有第一pH自动感应头7-1、第二pH自动感应头7-2，第一pH自动感应头7-1、第二pH自动感应头7-2分别同第一控制芯片16-1、第二控制芯片16-2相连。同时，碱性溶液瓶13通过软管同第三泵9-3相连，进一步分别通过控制第一控制芯片16-1、第二控制芯片16-2、第一软管8-1、第二软管8-2放入第一阶段培育罐1和第二阶段培育罐2的溶液中。该pH监测调节装置实时监测水体中的pH值，当pH值偏低时，第一控制芯片16-1、第二控制芯片16-2开启第三泵9-3，将碱性溶液瓶13中的pH调节液通过第一软管8-1、第二软管8-2加入培育罐中，使罐内pH值回到合适范围内。

所述两个培育罐还分别通过软管连接第一泵9-1、第二泵9-2及第一营养盐瓶11、第二营养盐瓶12相连。该营养盐添加装置可通过定时开启水泵的方式，将营养盐加入到培育罐中。

所述第一阶段培育罐1中连接软管，通过第一泵9-1还同进水瓶10相连。当第一阶段培育罐1中水量减少后，可通过第一泵9-1将进水瓶中水打入第一阶段培育罐1中。

在一个可选的具体实施例中，第一阶段培育罐1中首先选用自然河道水体进行初培养。在另一个可选的具体实施例中，第二阶段培育罐2中选用市面上采购到的商业化硝化细菌进行初培养。两个实施例中，均选择培育针对氨氮去除的硝化细菌。

在第一阶段培育罐1中培养的水体，经过30天左右的定期添加营养盐，随时调节pH值后，打开三通阀，将经搅拌混匀的上层水体导入培育罐2中，继续进行培养。在培育罐2中，可事先加入一定载体。

在第二阶段培育罐2中培育30天左右后，暂停曝气，静置约1小时，待载体全部沉淀后，通过出菌阀5的开启，将其中培育的已形成生物膜的载体抽出，经离心后，去除上清液，得到载体微生物，用于后续固定化操作。离心后的上清液返回到第一阶段培育罐1中，继续培养。

在第一阶段培育罐1中重新补充进水，继续加营养盐，调节pH。待一定时间后，通过三通阀再次加入到已事先放入载体的第二阶段培育罐2中。如此可循环培养。

优选的，载体可选择生物炭、活性炭、火山岩粉末、膨润土等表面积较大粉末状的固体材料。

优选的，进水瓶10中进水可选用自然河道中的河水通过高温灭菌冷却放置。

采用本实用新型的装置进行微生物培育，在第二阶梯培养的时候不仅仅是微生物的扩培，还包括同步载体挂膜，而且第二阶段培育罐2上设置的出菌口4、出菌阀5便于最后取出载体。总之，通过阶梯式培养，既能快速持续培育高效微生物，也能快速形成生物膜，能有效减少两个阶段所需要的总时间，还能快速从培育罐中提取出高浓度微生物。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于微生物固定化的培育装置，其特征在于：包括微生物培育部分和配套装置部分，所述微生物培育部分由第一阶段培育罐和第二阶段培育罐组成，第一阶段培育罐和第二阶段培育罐之间通过第一三通连接阀、第二三通连接阀连接；第二阶段培育罐底部设有出菌口，所述出菌口上设置出菌阀；所述配套装置部分包括连接于培育罐中的曝气头、pH自动感应头、pH调节装置以及营养盐添加装置。

2.根据权利要求1所述的用于微生物固定化的培育装置，其特征在于：第一阶段培育罐内设有第一曝气头，第二阶段培育罐内设有第二曝气头，分别通过曝气软管同曝气泵相连。

3.根据权利要求1所述的用于微生物固定化的培育装置，其特征在于：第一阶段培育罐内设有第一pH自动感应头，第二阶段培育罐内设有第二pH自动感应头，第一pH自动感应头、第二pH自动感应头分别同第一控制芯片、第二控制芯片相连。

4.根据权利要求1所述的用于微生物固定化的培育装置，其特征在于：

所述pH调节装置包括碱性溶液瓶和第一控制芯片、第二控制芯片，所述碱性溶液瓶通过软管同第三泵相连，进一步分别通过第一控制芯片、第二控制芯片、第一软管、第二软管放入第一阶段培育罐和第二阶段培育罐的溶液中。

5.根据权利要求1所述的用于微生物固定化的培育装置，其特征在于：

所述营养盐添加装置包括第一营养盐瓶、第二营养盐瓶，第一阶段培育罐、第二阶段培育罐分别通过软管连接第一泵、第二泵及第一营养盐瓶、第二营养盐瓶相连以将营养盐加入到培育罐中。

6.根据权利要求1所述的用于微生物固定化的培育装置，其特征在于：

所述第一阶段培育罐中连接软管，通过第一泵还同进水瓶相连以将进水瓶中水打入第一阶段培育罐中。

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