一種厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，屬于反硝化型甲烷厭氧氧化菌富集培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]反硝化脫氮作用作為污水處理領(lǐng)域中的主要工藝之一。傳統(tǒng)認(rèn)為，反硝過程中，厭氧脫氮菌以氮氧化物作為電子受體，以葡萄糖、乳糖等有機碳源作為電子供體。但近些年來的研究表明，在脫氮的過程中，有一類微生物在厭氧條件下，可以以甲烷作為電子供體，以N03-或N02-作為電子供體，同時生成N2和C02。這類微生物被稱為反硝化型甲烷厭氧氧化菌(DAM0)。甲烷是主要的溫室氣體之一，并且在污水處理過程中甲烷是厭氧發(fā)酵的主要產(chǎn)物。在污水脫氮過程中，利用甲烷作為微生物的碳源，不僅可以減少有機碳源的投放，還可以大大減少溫室氣體的排放，因此研究DAM0具有非常重要的意義。
[0003]由于DAM0屬于化能自養(yǎng)型細菌，生長緩慢，倍增周期較長，在自然界中的天然豐度相對較低，并且在自然界中由于難以保證高濃度甲烷持續(xù)供給，自然條件下難以形成優(yōu)勢種群。
[0004]目前，為了得到高豐度的DAM0，大多采取直接往培養(yǎng)基里面直接充純甲烷氣體的方法。純甲烷氣體一般裝在高壓氣瓶內(nèi)，甲烷屬于極易可燃氣體，操作過程非常危險。況且，純甲烷氣體價格較高，甲烷溶解度極低，通進去的甲烷大多都逸散到大氣中，利用率低，造成嚴(yán)重浪費和大氣污染。所以現(xiàn)有技術(shù)直接利用高壓純甲烷氣體來富集培養(yǎng)DAM0不但成本高，還存在很大的安全隱患。另一方面，現(xiàn)有DAM0富集系統(tǒng)，其富集容器大多也僅僅只有一個，難以在實驗過程中設(shè)置平行和對照，更無法設(shè)置實驗梯度，實驗缺乏重現(xiàn)性和科學(xué)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，自制并集中供應(yīng)甲烷氣體，通過巧妙的氣路分配對多個DAM0富集容器同時進行氣體供給，便于設(shè)置試驗梯度，進行不同樣本的試驗對照；通過合理的結(jié)構(gòu)布置使整個裝置結(jié)構(gòu)緊湊，便于試驗；通過自制甲烷，降低成本，降低安全隱患。
[0006]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0007]—種厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，包括甲烷發(fā)生器1、分氣裝置3、分氣管路5、排氣裝置6、多個DAM0富集容器7 ;所述甲烷發(fā)生器1與分氣裝置3連通，分氣裝置通過多根分氣管路5與多個DAM0富集容器7連通；所述甲烷發(fā)生器1上方設(shè)有電機4，電機可帶動伸入甲烷發(fā)生器1內(nèi)的螺旋槳轉(zhuǎn)動以便富集生成甲烷氣體；所述排氣裝置6包括環(huán)形水槽601、罩蓋602、出氣口 603 ;罩蓋602蓋在環(huán)形水槽601上，其下端沒入液面下方，當(dāng)DAM0富集容器7內(nèi)氣體壓力過高時，氣壓將罩蓋602頂起，進行排氣泄壓。
[0008]進一步的，還包括濕式氣體流量計2，所述濕式氣體流量計2設(shè)在連通甲烷發(fā)生器1與分氣裝置3的管路上，用于氣體供給流量計量。
[0009]進一步的，所述DAM0富集容器7的數(shù)量為15個，3個一組，分為5組，進行試驗對比。
[0010]進一步的，所述電機4位于甲烷發(fā)生器1上方，分氣裝置3設(shè)于電機4上方，甲烷發(fā)生器1呈圓筒形，DAM0富集容器7亦呈圓筒形，并均勻分布在甲烷發(fā)生器1周圍，其下部設(shè)有排水孔(9)。
[0011]進一步的，所述甲烷發(fā)生器1上部設(shè)有氣體出口 12，并配備安全閥；上部還設(shè)有進料口 13，下部設(shè)有出料口 10。
[0012]進一步的，所述厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置還包括支架8，作為整個裝置的支撐部件。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
[0014]1)自制并集中供應(yīng)甲烷氣體，較之采用純甲烷氣體，成本大幅降低，而且降低安全隱患。
[0015]2)通過巧妙的氣路分配對多個DAM0富集容器同時進行氣體供給，便于設(shè)置試驗梯度，進行不同樣本的試驗對照。
[0016]3)通過合理的結(jié)構(gòu)布置使整個裝置結(jié)構(gòu)緊湊，結(jié)構(gòu)設(shè)置更合理，結(jié)構(gòu)布置細節(jié)之處考慮周到，占用空間小，而且便于試驗。
[0017]4)排氣裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，通過更換不同重量的罩蓋602，可調(diào)節(jié)DAM0富集容器內(nèi)部的最大壓力；這種設(shè)計既能使DAM0富集容器與外界隔絕，保證里面處于高濃度的甲烷環(huán)境，又能使多余的甲烷氣體及時逸出，保證容器內(nèi)處于恒壓狀態(tài)。
[0018]5)設(shè)置濕式氣體流量計能計算整個實驗過程中的甲烷氣體利用量和觀察甲烷氣體的產(chǎn)生速率。
[0019]6)利用生物手段來持續(xù)不斷的供給甲烷氣體，具有安全、穩(wěn)定、價格廉價等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置的立體示意圖。
[0021]圖2是排氣裝置的剖視圖，展示了排氣裝置的結(jié)構(gòu)細節(jié)。
[0022]圖中，1.甲烷發(fā)生器，2.濕式氣體流量計，3.分氣裝置，4.電機，5.分氣管路，6.排氣裝置，7.DAM0富集容器，8.支架，9.排水孔，10.出料口，11.螺旋槳，12.氣體出口，13.進料口。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0024]參見圖1-圖2，本發(fā)明克服現(xiàn)有缺陷，提供一種方便實驗的DAM0富集裝置。本富集裝置由甲烷發(fā)生器1、濕式氣體流量計2、DAM0富集容器7、分氣裝置3、支架8組成。甲烷發(fā)生器1主要由電機4、螺旋槳11、氣體出口 12、進料口 13、出料口 10、安全閥等組成。DAM0富集容器總共有15個，均勻的分布在甲烷發(fā)生器周圍。每個DAM0富集容器主要由進氣孔、排水孔9、排氣裝置6等組成。排氣裝置6位于每個DAM0富集容器上部，由排氣口 603、罩蓋602和環(huán)形水槽601組成，環(huán)形水槽601里裝有水，罩蓋602下端浸沒在水里。正常情況下，蓋子蓋住出口，并通過水槽內(nèi)的水密封，外面的氣體不能進入。當(dāng)里面的壓力大到一定程度時，罩蓋602就會被頂開，多余氣體從水里逸出。甲烷富集容器和每個DAMO富集容器7的體積比為25:1。
[0025]實驗時，利用植物秸桿、動物糞便、池塘底泥等作為原材料來富集生成甲烷氣體，產(chǎn)生的甲烷氣體首先進入到濕式氣體流量計2內(nèi)，然后通過氣體分流裝置通到每個DAM0富集容器7中。甲烷發(fā)生器1進料口的下端浸在液面以下，實驗過程中可以在不間斷實驗的條件下定期往里補充有機質(zhì)，以保證有足夠的甲烷氣體產(chǎn)生。甲烷富集容器1上面裝有280W的電機，電機帶動螺旋槳11轉(zhuǎn)動，將里面的基質(zhì)攪拌均勻，泥漿狀的基質(zhì)可以定期通過甲烷富集容器下面的出料口 10排出。
[0026]隨著甲烷氣體的不斷產(chǎn)生，DAM0富集容器中壓力逐漸增大，當(dāng)壓力大到一定程度時，多余的混合氣體就會通過排氣裝置釋放到大氣中。這種設(shè)計既能使DAM0富集容器與外界隔絕，保證里面處于高濃度的甲烷環(huán)境，又能使多余的甲烷氣體及時逸出，保證容器內(nèi)處于恒壓狀態(tài)。15個DAM0富集容器均勻分布在甲烷發(fā)生器周圍，通過氣體分流裝置，可以同樣接受甲烷發(fā)生器產(chǎn)生的甲烷。在每組實驗有3個平行的情況下，可同時設(shè)置5組不同實驗。實驗過程中既可設(shè)置平行還可設(shè)置對照實驗，保證了實驗設(shè)計的完美性和高的實驗效率。甲烷氣體在通往每個富集容器之前，首先通過一個氣體流量計，所以還能計算整個實驗過程中的甲烷氣體利用量和觀察甲烷氣體的產(chǎn)生速率。利用生物手段來持續(xù)不斷的供給甲烷氣體，具有安全、穩(wěn)定、價格廉價等優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1.一種厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，其特征在于: 包括甲烷發(fā)生器(1)、分氣裝置(3)、分氣管路(5)、排氣裝置￠)、多個DAMO富集容器(7)； 所述甲烷發(fā)生器(1)與分氣裝置(3)連通，分氣裝置通過多根分氣管路(5)與多個DAMO富集容器(7)連通； 所述甲烷發(fā)生器(1)上方設(shè)有電機(4)，電機可帶動伸入甲烷發(fā)生器(1)內(nèi)的螺旋槳轉(zhuǎn)動以便富集生成甲烷氣體； 所述排氣裝置(6)包括環(huán)形水槽￠01)、罩蓋￠02)、出氣口 ￠03);罩蓋(602)蓋在環(huán)形水槽(601)上，其下端沒入液面下方，當(dāng)DAMO富集容器(7)內(nèi)氣體壓力過高時，氣壓將罩蓋(602)頂起，進行排氣泄壓。2.如權(quán)利要求1所述的厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，其特征在于:還包括濕式氣體流量計(2)，所述濕式氣體流量計(2)設(shè)在連通甲烷發(fā)生器(1)與分氣裝置(3)的管路上，用于氣體供給流量計量。3.如權(quán)利要求1所述的厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述DAMO富集容器(7)的數(shù)量為15個，3個一組，分為5組，進行試驗對比。4.如權(quán)利要求1所述的厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述電機(4)位于甲烷發(fā)生器⑴上方，分氣裝置⑶設(shè)于電機⑷上方，甲烷發(fā)生器⑴呈圓筒形，DAMO富集容器(7)亦呈圓筒形，并均勻分布在甲烷發(fā)生器(1)周圍，其下部設(shè)有排水孔(9)。5.如權(quán)利要求1所述的厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述甲烷發(fā)生器(1)上部設(shè)有氣體出口(12)，并配備安全閥；上部還設(shè)有進料口(13)，下部設(shè)有出料口(10)。6.如權(quán)利要求1所述的厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置還包括支架(8)，作為整個裝置的支撐部件。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種厭氧微生物富集培養(yǎng)裝置，其特征在于：包括甲烷發(fā)生器(1)、分氣裝置(3)、分氣管路(5)、排氣裝置(6)、多個DAMO富集容器(7)；所述甲烷發(fā)生器(1)與分氣裝置(3)連通，分氣裝置通過多根分氣管路(5)與多個DAMO富集容器(7)連通；所述甲烷發(fā)生器(1)上方設(shè)有電機(4)，電機可帶動伸入甲烷發(fā)生器(1)內(nèi)的螺旋槳轉(zhuǎn)動以便富集生成甲烷氣體；所述排氣裝置(6)包括環(huán)形水槽(601)、罩蓋(602)、出氣口(603)；罩蓋(602)蓋在環(huán)形水槽(601)上，其下端沒入液面下方，當(dāng)DAMO富集容器(7)內(nèi)氣體壓力過高時，氣壓將罩蓋(602)頂起，進行排氣泄壓。
【IPC分類】C12M1/107, C12M1/34, C12M1/00
【公開號】CN105255717
【申請?zhí)枴緾N201510563219
【發(fā)明人】陸詩敏, 劉興國, 陳曉龍, 時旭, 劉翀, 增憲磊, 劉娥
【申請人】中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月7日