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一種溶解氧自動(dòng)化控制的海洋氨氧化古菌富集裝置的制造方法

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一種溶解氧自動(dòng)化控制的海洋氨氧化古菌富集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種溶解氧自動(dòng)化控制的海洋氨氧化古菌富集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]硝化-反硝化生物脫氮是廢水脫氮最常用的技術(shù)之一,氨氧化過(guò)程是硝化過(guò)程的關(guān)鍵步驟和限速步驟。長(zhǎng)期以來(lái),氨氧化細(xì)菌被認(rèn)為是氨氧化過(guò)程的主要承擔(dān)者,但最近,研宄者發(fā)現(xiàn)氨氧化古菌也是氨氧化過(guò)程的承擔(dān)者,由于氨氧化古菌有著獨(dú)特的生理生化特性和工程應(yīng)用價(jià)值,已受到廣泛的關(guān)注。
[0003]氨氧化細(xì)菌是廢水處理系統(tǒng)中常見(jiàn)的微生物,但易受環(huán)境條件的影響,這限制了短程硝化工藝的應(yīng)用。然而,氨氧化古菌具有較寬的環(huán)境耐受范圍,對(duì)氨氮的親和力遠(yuǎn)高于氨氧化細(xì)菌,其親和力常數(shù)為0.13?2.0 μΜ ;對(duì)氧氣的親和力也遠(yuǎn)高于氨氧化細(xì)菌,在溶解氧I?2mg/L的條件下便可正常生長(zhǎng);對(duì)低pH的耐受性也遠(yuǎn)強(qiáng)于氨氧化細(xì)菌,氨氧化古菌能夠在pH為4.5的條件下正常進(jìn)行氨氧化,而氨氧化細(xì)菌只要pH低于6.5就無(wú)法正常生長(zhǎng);對(duì)溫度的適應(yīng)性也遠(yuǎn)強(qiáng)于氨氧化細(xì)菌,氨氧化古菌可以在2?80 °C條件下正常生長(zhǎng),而氨氧化細(xì)菌的生長(zhǎng)溫度范圍較窄。此外,在海洋生境中發(fā)現(xiàn)了大量的氨氧化古菌,說(shuō)明氨氧化古菌對(duì)鹽度有很強(qiáng)的耐受性。以上這些特性,使得氨氧化古菌在廢水深度處理、酸性廢水生物脫氮、高溫/低溫廢水生物脫氮以及高鹽廢水生物脫氮等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
[0004]據(jù)報(bào)道,在海洋環(huán)境中,氨氧化古菌可以占到微生物總數(shù)的20%,在海洋的氮循環(huán)中必定起著重要作用,研宄海洋氨氧化古菌對(duì)微生物研宄、地球化學(xué)研宄、生態(tài)研宄和工程研宄都有著重要意義。然而,氨氧化古菌生長(zhǎng)緩慢,受剪切力影響大,富集培養(yǎng)中來(lái)自氨氧化細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng),因此很難獲得較純的富集培養(yǎng)物,這極大地限制了相關(guān)的研宄和應(yīng)用。為獲得高純的海洋氨氧化古菌富集培養(yǎng)物,需要提供具選擇性富集條件的裝置,即選擇性地促進(jìn)海洋氨氧化古菌生長(zhǎng),并限制氨氧化細(xì)菌的生長(zhǎng),所以有必要設(shè)計(jì)一種專門(mén)用于海洋氨氧化古菌富集的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有培養(yǎng)裝置溶解氧控制差、水力剪切力大、生物量流失嚴(yán)重等不足,提供一種溶解氧自動(dòng)化控制的海洋氨氧化古菌富集裝置。
[0006]溶解氧自動(dòng)化控制的海洋氨氧化古菌富集裝置包括反應(yīng)器、進(jìn)水器、低溫水浴鍋和控制柜,其中反應(yīng)器包括漏斗形罐體、反應(yīng)器氣壓平衡口、反應(yīng)器DO探頭、反應(yīng)器出水口、反應(yīng)器進(jìn)水口、控溫夾套、控溫夾套出水口、控溫夾套進(jìn)水口和反應(yīng)器進(jìn)水泵,進(jìn)水器包括第一進(jìn)水器隔板、第二進(jìn)水器隔板、第三進(jìn)水器隔板、配水區(qū)、增氧區(qū)、沉淀區(qū)、排水區(qū)、進(jìn)水器DO探頭、補(bǔ)料管、補(bǔ)料泵、補(bǔ)料桶、進(jìn)水器出水口、曝氣盤(pán)、空氣泵、電磁閥、氮?dú)怃撈?、進(jìn)水器進(jìn)水管、進(jìn)水器出氣口和進(jìn)水器排水口 ;反應(yīng)器主體為漏斗形罐體,漏斗形罐體上端設(shè)有反應(yīng)器氣壓平衡口和反應(yīng)器DO探頭,漏斗形罐體上部右側(cè)設(shè)有反應(yīng)器出水口,漏斗形罐體下端設(shè)有反應(yīng)器進(jìn)水口,漏斗形罐體外側(cè)設(shè)有控溫夾套,控溫夾套上部左側(cè)設(shè)有控溫夾套出水口,控溫夾套下部右側(cè)設(shè)有控溫夾套進(jìn)水口 ;進(jìn)水器被第一進(jìn)水器隔板、第二進(jìn)水器隔板和第三進(jìn)水器隔板分割為配水區(qū)、增氧區(qū)、沉淀區(qū)和排水區(qū)四部分,配水區(qū)上端設(shè)有進(jìn)水器DO探頭和補(bǔ)料管,補(bǔ)料管通過(guò)補(bǔ)料泵與補(bǔ)料桶相連,配水區(qū)底部設(shè)有進(jìn)水器出水口,進(jìn)水器出水口通過(guò)反應(yīng)器進(jìn)水泵與反應(yīng)器進(jìn)水口相連,增氧區(qū)上部與配水區(qū)相通,底部設(shè)有曝氣盤(pán),曝氣盤(pán)一路通過(guò)空氣泵與大氣相通,曝氣盤(pán)另一路通過(guò)電磁閥與氮?dú)怃撈肯噙B,沉淀區(qū)上端設(shè)有進(jìn)水器進(jìn)水管,進(jìn)水器進(jìn)水管與反應(yīng)器出水口相連,沉淀區(qū)下部與增氧區(qū)相通,排水區(qū)上端設(shè)有進(jìn)水器出氣口,排水區(qū)右側(cè)設(shè)有進(jìn)水器排水口,排水區(qū)下部與沉淀區(qū)相通;低溫水浴鍋與控溫夾套出水口和控溫夾套進(jìn)水口相連;控制柜與反應(yīng)器DO探頭、進(jìn)水器DO探頭、空氣泵和電磁閥相連。
[0007]所述的漏斗形罐體整體形狀為漏斗形,其中上部為圓柱形,中上部為喇叭形,側(cè)壁母線與軸線的夾角為40?50°,中部也為喇叭形,側(cè)壁母線與軸線的夾角為2?4°,底部為半球形;漏斗形罐體高度與上部圓柱形直徑的比值為2?3:1 ;漏斗形罐體有效體積與進(jìn)水器有效體積的比為3?6:1。所述的反應(yīng)器由低溫水浴鍋和控溫夾套控制溫度,溫度控制為10?15°C ;控溫夾套包裹漏斗形罐體的中部和底部,與漏斗形罐體之間的間隔為2?4cm。所述的進(jìn)水器分為配水區(qū)、增氧區(qū)、沉淀區(qū)和排水區(qū)四個(gè)區(qū)域,配水區(qū)和增氧區(qū)為長(zhǎng)方形,沉淀區(qū)和排水區(qū)為梯形,其底部斜面與水平面的夾角為40?60° ;配水區(qū)、增氧區(qū)、沉淀區(qū)和排水區(qū)的有效體積比為0.3?0.4:1:0.3?0.4:0.05?0.1。所述的反應(yīng)器出水口和進(jìn)水器排水口為圓柱形,高徑比為2?3:1,圓柱軸線與水平面的夾角為15?20°。所述的反應(yīng)器DO探頭和進(jìn)水器DO探頭的下端插入液面下5?10cm,補(bǔ)料管的下端插入液面下8?10cm,進(jìn)水器進(jìn)水管的下端插入液面下I?2cm。所述的控制柜通過(guò)進(jìn)水器DO探頭、空氣泵和電磁閥控制反應(yīng)器的進(jìn)水溶解氧,溶解氧控制在I?2mg/L ;控制柜通過(guò)反應(yīng)器DO探頭監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)靠近反應(yīng)器出水口處的溶解氧。
[0008]發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果:1)海洋氨氧化古菌的富集條件特殊,本實(shí)用新型為其提供了低溶解氧、低剪切力、低溫等適宜條件,并通過(guò)溶解氧探頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)溶解氧的變化;2)海洋氨氧化古菌富集過(guò)程受到氨氧化細(xì)菌的強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng),本實(shí)用新型提供了有利于海洋氨氧化古菌生長(zhǎng)而不利于氨氧化細(xì)菌生長(zhǎng)的低氧環(huán)境,可顯著提高富集物中海洋氨氧化古菌的豐度;3)海洋氨氧化古菌生長(zhǎng)緩慢,生物量的流失會(huì)延長(zhǎng)富集周期,甚至導(dǎo)致富集失敗,本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了兩個(gè)沉淀區(qū),一個(gè)為漏斗形罐體中上部的沉淀區(qū),另一個(gè)是進(jìn)水器的沉淀區(qū),最大限度地降低了生物量的流失;4)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了漏斗形變徑的反應(yīng)罐,可以使大小不同的顆粒停留在不同位置,充分利用整個(gè)罐體的體積,在不增加剪切力的條件下,使微生物與培養(yǎng)基混合得更充分。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是溶解氧自動(dòng)化控制的海洋氨氧化古菌富集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:反應(yīng)器1、進(jìn)水器2、低溫水浴鍋3和控制柜4、漏斗形罐體5、反應(yīng)器氣壓平衡口 6、反應(yīng)器DO探頭7、反應(yīng)器出水口 8、反應(yīng)器進(jìn)水口 9、控溫夾套10、控溫夾套出水口11、控溫夾套進(jìn)水口 12、第一進(jìn)水器隔板13、第二進(jìn)水器隔板14、第三進(jìn)水器隔板15、配水區(qū)16、增氧區(qū)17、沉淀區(qū)18、排水區(qū)19、進(jìn)水器DO探頭20、補(bǔ)料管21、補(bǔ)料泵22、補(bǔ)料桶23、進(jìn)水器出水口 24、反應(yīng)器進(jìn)水泵25、曝氣盤(pán)26、空氣泵27、電磁閥28、氮?dú)怃撈?9、進(jìn)水器進(jìn)水管30、進(jìn)水器出氣口 31、進(jìn)水器排水口 32。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示,溶解氧自動(dòng)化控制的海洋氨氧化古菌富集裝置包括反應(yīng)器1、進(jìn)水器2、低溫水浴鍋3和控制柜4,其中反應(yīng)器I包括漏斗形罐體5、反應(yīng)器氣壓平衡口 6、反應(yīng)器DO探頭7、反應(yīng)器出水口 8、反應(yīng)器進(jìn)水口 9、控溫夾套10、控溫夾套出水口 11、控溫夾套進(jìn)水口 12和反應(yīng)器進(jìn)水泵25,進(jìn)水器2包括第一進(jìn)水器隔板13、第二進(jìn)水器隔板14、第三進(jìn)水器隔板15、配水區(qū)16、增氧區(qū)17、沉淀區(qū)18、排水區(qū)19、進(jìn)水器DO探頭20、補(bǔ)料管21、補(bǔ)料泵22、補(bǔ)料桶23、進(jìn)水器出水口 24、曝氣盤(pán)26、空氣泵27、電磁閥28、氮?dú)怃撈?9、進(jìn)水器進(jìn)水管30、進(jìn)水器出氣口 31和進(jìn)水器排水口 32 ;反應(yīng)器I主體為漏斗形罐體5,漏斗形罐體5上端設(shè)有反應(yīng)器氣壓平衡口 6和反應(yīng)器DO探頭7,漏斗形罐體上部右側(cè)設(shè)有反應(yīng)器出水口 8,漏斗形罐體下端設(shè)有反應(yīng)器進(jìn)水口 9,漏斗形罐體外側(cè)設(shè)有控溫夾套10,控溫夾套10上部左側(cè)設(shè)有控溫夾套出水口 11,控溫夾套下部右側(cè)設(shè)有控溫夾套進(jìn)水口 12 ;進(jìn)水器2被第一進(jìn)水器隔板13、第二進(jìn)水器隔板14和第三進(jìn)水器隔板15分割為配水區(qū)16、增氧區(qū)17、沉淀區(qū)18和排水區(qū)19四部分,配水區(qū)16上端設(shè)有進(jìn)水器DO探頭20和補(bǔ)料管21,補(bǔ)料管21通過(guò)補(bǔ)料泵22與補(bǔ)料桶23相連,配水區(qū)16底部設(shè)有進(jìn)水器出水口 24,進(jìn)水器出水口 24通過(guò)反應(yīng)器進(jìn)水泵25與反應(yīng)器進(jìn)水口 9相連,增氧區(qū)17上部與配水區(qū)16相通,底部設(shè)有曝氣盤(pán)26,曝氣盤(pán)26 —路通過(guò)空氣泵27與大氣相通,曝氣盤(pán)另一路通過(guò)電磁閥28與氮?dú)怃撈?9相連,沉淀區(qū)18上端設(shè)有進(jìn)水器進(jìn)水管30,進(jìn)水器進(jìn)水管30與反應(yīng)器出水口 8相連,沉淀區(qū)18下部與增氧區(qū)17相通,排水區(qū)19上端設(shè)有進(jìn)水器出氣口 31,排水區(qū)右側(cè)設(shè)有進(jìn)水器排水口 32,排水區(qū)下部與沉淀區(qū)18相通;低溫水浴鍋3與控溫夾套出水口 11和控溫夾套進(jìn)水口 12相連;控制柜4與反應(yīng)器DO探頭7、進(jìn)水器DO探頭20、空氣泵27和電磁閥28相連。
[0012]所述的漏斗形罐體5整體形狀為漏斗形,其中上部為圓柱形,中上部為喇叭形,
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