一種海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養(yǎng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養(yǎng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]甲烷作為一種重要的能源，在人類的生產(chǎn)生活中扮演著重要的角色。同時(shí)，甲烷又是大氣中含量最多的碳?xì)浠衔?，其?duì)全球變暖的貢獻(xiàn)僅次于co2，目前對(duì)全球氣候變暖的“貢獻(xiàn)率”達(dá)15%，它引起的溫室效應(yīng)是等摩爾0)2的20?30倍。據(jù)悉，全球每年甲烷產(chǎn)生量的85%及消耗量的60%都是基于微生物的作用。微生物進(jìn)行的甲烷厭氧氧化(anaerobicoxidat1n of methane)能夠使大部分甲燒氣體(90%以上)在進(jìn)入大氣圈之前就被大量地消耗。因此，甲烷厭氧氧化在全球的甲烷排放控制過(guò)程中起了不容忽視的作用，它能有效緩解目前日趨嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。
[0003]亞硝酸鹽型甲燒厭氧氧化(nitrite-dependentanaerobic methane oxidat1n)是一種新發(fā)現(xiàn)的甲烷厭氧氧化過(guò)程，其反應(yīng)方程式如式(I)所示。在很多生態(tài)系統(tǒng)中檢測(cè)到了亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物的基因序列，并已證實(shí)該反應(yīng)在淡水濕地系統(tǒng)的甲烷控制中起著重要作用。目前，國(guó)內(nèi)外研宄者已經(jīng)獲得了多種淡水亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化富集物，對(duì)淡水亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物做了較多研宄。然而，卻未成功富集過(guò)海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化富集物，雖然亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物的基因序列在海洋生態(tài)系統(tǒng)中已經(jīng)被檢測(cè)到。
[0004]3CH4+8N(V+8H+—3C0 2+4N2+10H20 (I)
[0005](AG0’= — 928 kj moF1 CH4)
[0006]由于海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物的生長(zhǎng)條件非?？量蹋瑢?shí)驗(yàn)室需提供穩(wěn)定的厭氧、低溫、高壓以及高鹽度的環(huán)境，才可能獲得該微生物的富集物，這對(duì)微生物的培養(yǎng)裝置提出了很高的要求，設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定、高效的海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養(yǎng)裝置很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有培養(yǎng)裝置不耐壓、不穩(wěn)定、魯棒性差、密封性差、缺乏報(bào)警系統(tǒng)等不足，提供一種海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養(yǎng)裝置。
[0008]海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養(yǎng)裝置包括反應(yīng)器系統(tǒng)、控制器系統(tǒng)，反應(yīng)器系統(tǒng)包括反應(yīng)罐、低溫水槽、反應(yīng)罐蓋板、攪拌電機(jī)、攪拌軸、攪拌槳、反應(yīng)罐溫度探頭、反應(yīng)罐D(zhuǎn)O探頭、反應(yīng)罐pH探頭、反應(yīng)罐電導(dǎo)率探頭、頂空氣壓探頭、液體取樣管、氣體取樣口、出氣管、出氣閥、進(jìn)氣管、進(jìn)氣閥、壓縮機(jī)、冷凝管、水槽液位探頭、水槽溫度探頭、水槽循環(huán)泵、水槽進(jìn)水口、軟木塞、水槽排水管、水槽排水閥、取樣針；反應(yīng)罐浸沒(méi)在低溫水槽的水浴中，反應(yīng)罐上端為反應(yīng)罐蓋板，反應(yīng)罐蓋板中間設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上端連接攪拌電機(jī)，下端連接攪拌槳，反應(yīng)罐蓋板上還設(shè)有反應(yīng)罐溫度探頭、反應(yīng)罐D(zhuǎn)O探頭、反應(yīng)罐pH探頭、反應(yīng)罐電導(dǎo)率探頭、頂空氣壓探頭、液體取樣管、氣體取樣口、出氣管和進(jìn)氣管，其中出氣管和進(jìn)氣管上分布設(shè)有出氣閥和進(jìn)氣閥；低溫水槽上端設(shè)有水槽進(jìn)水口，并塞有軟木塞，低溫水槽左下端設(shè)有水槽排水管，其上設(shè)有水槽排水閥，低溫水槽右側(cè)自上而下分別設(shè)有壓縮機(jī)、水槽液位探頭、水槽溫度探頭和冷凝管，低溫水槽下部設(shè)有水槽循環(huán)泵；控制器系統(tǒng)與反應(yīng)罐溫度探頭、反應(yīng)罐D(zhuǎn)O探頭、反應(yīng)罐pH探頭、反應(yīng)罐電導(dǎo)率探頭、頂空氣壓探頭、水槽液位探頭和水槽溫度探頭相連接。
[0009]所述的反應(yīng)罐上部為圓柱形，下部為半球形，上部圓柱形高徑比為I?2:1，下部半球形直徑與上部圓柱形直徑相等。所述的反應(yīng)罐與低溫水槽的體積比為0.2?0.3:1，反應(yīng)罐底部與低溫水槽底部的距離為5?10cm。所述的攪拌槳直徑與反應(yīng)罐直徑的比為0.3?0.5:1，離反應(yīng)罐蓋板的距離與反應(yīng)罐總高度的比為0.7?0.8:1。所述的液體取樣管上端由橡膠塞密封，下端插入液面I?3cm ;氣體取樣口也由橡膠塞密封；取樣針通過(guò)液體取樣管取液體樣品，通過(guò)氣體取樣口取氣體樣品，還通過(guò)氣體取樣口向反應(yīng)罐內(nèi)添加酸堿液，進(jìn)行PH的手動(dòng)調(diào)節(jié)。所述的進(jìn)氣管下端為45°斜面，斜面朝向攪拌軸，下端離反應(yīng)罐蓋板的距離與反應(yīng)罐總高度的比為0.6?0.7:1。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果:I)海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物生長(zhǎng)條件非?？量?，本實(shí)用新型為其提供了厭氧、低溫、高壓和高鹽度的培養(yǎng)環(huán)境，并通過(guò)各類探頭監(jiān)測(cè)這些環(huán)境指標(biāo)；2)海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物是一種生長(zhǎng)非常緩慢的微生物，其富集培養(yǎng)是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，長(zhǎng)達(dá)數(shù)年甚至十?dāng)?shù)年，所以必需保證其培養(yǎng)裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，本實(shí)用新型提供了完善的控制報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)各類探頭監(jiān)測(cè)的信號(hào)超出合適范圍時(shí)，立即發(fā)出警報(bào)或切斷電源，降低由于儀器故障或操作失誤引起的損失；3)為降低由于個(gè)別探頭失靈而引起裝置故障的概率，本實(shí)用新型采用了多個(gè)探頭監(jiān)測(cè)同一個(gè)指標(biāo)的方法，如:溫度過(guò)高，則罐內(nèi)溫度探頭、槽內(nèi)溫度探頭和氣壓探頭都會(huì)發(fā)出警報(bào)，溫度過(guò)低，甚至結(jié)冰，則罐內(nèi)溫度探頭、槽內(nèi)溫度探頭、氣壓探頭和電導(dǎo)率探頭(部分水結(jié)冰后，剩余水的電導(dǎo)率迅速增加)都會(huì)發(fā)出警報(bào)，某個(gè)探頭失靈，其他探頭還可以繼續(xù)獨(dú)立工作。4)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)巧妙、裝置緊湊，將所有反應(yīng)罐的開(kāi)口都設(shè)在反應(yīng)罐蓋板上，消除了開(kāi)口處密封不佳引起培養(yǎng)液泄漏的可能，增加了裝置的易用性，此外，液體取樣管的特殊設(shè)計(jì)，方便了液體樣品的采集，也增加了裝置的一體性。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養(yǎng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養(yǎng)裝置包括反應(yīng)器系統(tǒng)1、控制器系統(tǒng)2，反應(yīng)器系統(tǒng)I包括反應(yīng)罐3、低溫水槽4、反應(yīng)罐蓋板5、攪拌電機(jī)6、攪拌軸7、攪拌槳8、反應(yīng)罐溫度探頭9、反應(yīng)罐D(zhuǎn)O探頭10、反應(yīng)罐pH探頭11、反應(yīng)罐電導(dǎo)率探頭12、頂空氣壓探頭13、液體取樣管14、氣體取樣口 15、出氣管16、出氣閥17、進(jìn)氣管18、進(jìn)氣閥19、壓縮機(jī)20、冷凝管21、水槽液位探頭22、水槽溫度探頭23、水槽循環(huán)泵24、水槽進(jìn)水口25、軟木塞26、水槽排水管27、水槽排水閥28、取樣針29 ;反應(yīng)罐3浸沒(méi)在低溫水槽4的水浴中，反應(yīng)罐3上端為反應(yīng)罐蓋板5，反應(yīng)罐蓋板5中間設(shè)有攪拌軸7，攪拌軸7上端連接攪拌電機(jī)6，下端連接攪拌槳8，反應(yīng)罐蓋板5上還設(shè)有反應(yīng)罐溫度探頭9、反應(yīng)罐D(zhuǎn)O探頭10、反應(yīng)罐pH探頭11、反應(yīng)罐電導(dǎo)率探頭12、頂空氣壓探頭13、液體取樣管14、氣體取樣口 15、出氣管16和進(jìn)氣管18，其中出氣管16和進(jìn)氣管18上分布設(shè)有出氣閥17和進(jìn)氣閥19 ;低溫水槽4上端設(shè)有水槽進(jìn)水口 25，并塞有軟木塞26，低溫水槽4左下端設(shè)有水槽排水管27，其上設(shè)有水槽排水閥28，低溫水槽4右側(cè)自上而下分別設(shè)有壓縮機(jī)20、水槽液位探頭22、水槽溫度探頭23和冷凝管21，低溫水槽4下部設(shè)有水槽循環(huán)泵24 ;控制器系統(tǒng)2與反應(yīng)罐溫度探頭9、反應(yīng)罐D(zhuǎn)O探頭10、反應(yīng)罐pH探頭11、反應(yīng)罐電導(dǎo)率探頭12、頂空氣壓探頭13、水槽液位探頭22和水槽溫度探頭23相連接。
[0013]所述的反應(yīng)罐3上部為圓柱形，下部為半球形，上部圓柱形高徑比為I?2:1，下部半球形直徑與上部圓柱形直徑相等。所述的反應(yīng)罐3與低溫水槽4的體積比為0.2?0.3: 1，反應(yīng)罐3底部與低溫水槽4