專利名稱：一種磁力攪拌式生化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種磁力攪拌式生化反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種水質(zhì)污染監(jiān)測儀器，特別是一種磁力攪拌式生化反應(yīng)器。
技術(shù)背景[0002]隨著社會、科技快速發(fā)展，化學(xué)工業(yè)、環(huán)境污染等問題引起了世界各國的重 視?；さ膹U水排放直接影響到水質(zhì)污染，關(guān)系到人類的身體健康，動植物的生存。在 水體中存在著種類繁多的有機污染物，很難分別測定出各種組分的定量數(shù)值，因而生化 需氧量(BiochemicalOxygen Demand，BOD)作為一種表征有機污染程度的綜合性指標(biāo)， 在水質(zhì)評價過程中得到了廣泛的應(yīng)用。BOD表示水體中有機物在微生物氧化作用下所消 耗的溶解氧量，單位是mg/L，代表水體中可生物降解部分有機污染物的污染程度。目 前國外和國內(nèi)主要采用5天20°C培養(yǎng)法測定水樣中的BOD值，記為BOD5,然而，這 種方法存在許多不足之處，如測定周期長、操作復(fù)雜、重現(xiàn)性差、干擾性大、不宜現(xiàn)場 監(jiān)測等，而且現(xiàn)有的測量方式都是采用生物膜作為敏感元件，使得生物量和生物膜厚 度之間存在不可調(diào)和的矛盾，從檢測的靈敏度考慮，需要較多的生物量；而從傳質(zhì)的角 度考慮，則希望生物膜較薄，因此，傳統(tǒng)的BOD傳感器測量結(jié)果不穩(wěn)定、重現(xiàn)性差，未 能得到廣泛應(yīng)用。在國內(nèi)同行業(yè)中科研單位和企業(yè)科技人員在不斷地研究、探索、改 進(jìn)水質(zhì)污染檢測儀器，迫切需要一種操作簡單、準(zhǔn)確、快速、自動化程度高、使用范圍 廣的新方法來測定BOD，雖然在技術(shù)上取得一些進(jìn)展，但在實際運用中仍然存在著尚未 克服的技術(shù)難題，希望研究出高穩(wěn)定性和高準(zhǔn)確性的水質(zhì)污染檢測儀器。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型的目的在于克服以上不足，提供一種磁力攪拌式生化反應(yīng)器，克服 生物模式測量方法中存在的問題，采用集成控制系統(tǒng)與進(jìn)出液控制系統(tǒng)相結(jié)合，利用計 算機集成控制系統(tǒng)將溫度傳感器、液位探頭、電極探頭、加熱片、磁力發(fā)生器進(jìn)行集成 控制。進(jìn)出液控制系統(tǒng)由溢流管、出液管、曝氣管、進(jìn)液管組成，同時由計算機集成控 制系統(tǒng)控制，將各道工藝流程編入程序，統(tǒng)一管理。能精確控制反應(yīng)器中的溫度，使微 生物的活性始終保持在同一水平線上進(jìn)水與出水和曝氣。反應(yīng)階段所消耗的溶解氧就可 以控制在同一數(shù)量上，攪拌與曝氣使水中的溶解氧達(dá)到平衡與動態(tài)平衡。顆粒與生物反 應(yīng)，消耗水中的溶解氧，測定出溶解前后的差值，在差值反代到標(biāo)準(zhǔn)曲線中，可以測量 出對應(yīng)的BOD值，并能有效的控制微生物顆粒與水樣中的有機污染物發(fā)生的生物反應(yīng)差 值。該測定儀操作簡單方便、快速、準(zhǔn)確、自動化程序高，能自動顯示測量BOD的數(shù) 字，攜帶方便，適用范圍廣，效率高。[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是含有集成控制系統(tǒng)、進(jìn)出 液控制系統(tǒng)、溫度傳感器、液位探頭、電極探頭、加熱片、溢流管、出液管、磁力發(fā)生 器、磁力棒、微生物網(wǎng)籠、玻璃反應(yīng)器、有機玻璃罩、螺桿支撐、下底座、升降支撐滑 座、進(jìn)液管、升降機滑塊、曝氣管、上支撐座、網(wǎng)籠橫桿，下底座是一個正方形狀，在3下底座的上面四角設(shè)有螺桿支撐與上支撐座相連接構(gòu)成一個框架，在框架內(nèi)設(shè)有有機玻 璃罩，在有機玻璃罩內(nèi)設(shè)有玻璃反應(yīng)器，上支撐座是個正方形，中間設(shè)有圓孔與玻璃反 應(yīng)器上端口徑相吻合，玻璃反應(yīng)器的右方上端設(shè)有曝氣管，玻璃反應(yīng)器右方下端設(shè)有進(jìn) 液管，玻璃反應(yīng)器下端與磁力發(fā)生器相連接，磁力發(fā)生器的下端與下底座相連接，在磁 力發(fā)生器的上方設(shè)有加熱片，在加熱片的上方有一根磁力棒，在下底座的右側(cè)設(shè)有升降 支撐滑座，在升降支撐滑座上設(shè)有升降機滑塊，升降機滑塊的頂端與網(wǎng)籠橫桿的一端相 連接，網(wǎng)籠橫桿另一端懸掛微生物網(wǎng)籠，微生物網(wǎng)籠設(shè)置在玻璃反應(yīng)器內(nèi)，溫度傳感 器、液位探頭、電極探頭設(shè)置在玻璃反應(yīng)器內(nèi)，溫度傳感器、電極探頭、液位探頭、加 熱片、磁力發(fā)生器的電子線路與集成控制系統(tǒng)相連接，集成控制系統(tǒng)采用集成塊控制， 在集成控制系統(tǒng)上面設(shè)有顯示屏及數(shù)碼啟閉開關(guān)，進(jìn)出液控制系統(tǒng)設(shè)有溢流管與出液 管，溢流管的另一端與玻璃反應(yīng)器的上端相連接，出液管的另一端與玻璃反應(yīng)器的下端 相連接，構(gòu)成了一個完整的磁力攪拌式生化反應(yīng)器。[0005] 該磁力攪拌式生化反應(yīng)器采用的技術(shù)原理是采用集成控制系統(tǒng)與進(jìn)出液控制 系統(tǒng)相結(jié)合，利用計算機集成控制系統(tǒng)將溫度傳感器、液位探頭、電極探頭、加熱片、 磁力發(fā)生器進(jìn)行集成控制。進(jìn)出液控制系統(tǒng)由溢流管、出液管、曝氣管、進(jìn)液管組成， 同時由計算機集成控制系統(tǒng)控制，將各道工藝流程編入程序，統(tǒng)一管理，能精確控制反 應(yīng)器中的溫度，使微生物的活性始終保持在同一水平線上進(jìn)水與出水和曝氣。反應(yīng)階段 所消耗的溶解氧就可以控制在同一數(shù)量上，攪拌與曝氣使水中的溶解氧達(dá)到平衡與動態(tài) 平衡。顆粒與生物反應(yīng)，消耗水中的溶解氧，測定出溶解前后的差值，在差值反代到標(biāo) 準(zhǔn)曲線中，可以測量出對應(yīng)的BOD值，并能有效的控制微生物顆粒與水樣中的有機污染 物發(fā)生的生物反應(yīng)差值。當(dāng)啟動測定儀時，進(jìn)出液控制系統(tǒng)開始運轉(zhuǎn)，位于玻璃反應(yīng)器 右下端的進(jìn)液管穿過有機玻璃罩，向玻璃反應(yīng)器內(nèi)輸入待測污水至溢流管上端，待測污 水淹沒溫度傳感器的探頭、液位探頭、電極探頭及微生物網(wǎng)籠，多出的待測污水通過溢 流管流至進(jìn)出液控制系統(tǒng)中，保證檢測質(zhì)量。微生物網(wǎng)籠內(nèi)的固定化微生物顆粒與輸入 的待測污水在玻璃反應(yīng)器內(nèi)混合，磁力發(fā)生器開始反應(yīng)，上方的加熱片開始加熱，加熱 片是溫控系統(tǒng)的一部分，微生物反應(yīng)需要在恒溫的條件下進(jìn)行，通過加熱片的加熱，加 熱控制溫度條件至水樣達(dá)到預(yù)定的測量溫度，使溶液保持恒溫的效果。加熱片上方的磁 力棒通過磁力發(fā)生器的磁力作用，通電后開始旋轉(zhuǎn)，使微生物與待測污水混合、攪拌， 使混合液溫度及溶解氧量均勻。位于玻璃反應(yīng)器右上端的曝氣管對混合液進(jìn)行曝氣，將 空氣中的氧強制向混合液轉(zhuǎn)移，使混合液獲得足夠的溶解氧，并且防止玻璃反應(yīng)器內(nèi)的 混合液產(chǎn)生沉淀，加強玻璃反應(yīng)器內(nèi)有機物與微生物顆粒及溶解氧的接觸，保證微生物 在有充足溶解氧的條件下，對待測污水中有機物的氧化分解作用。電極探頭可測量出混 合溶液中的溶解氧含量，溶解氧含量的多少直接反應(yīng)為電極輸出的電壓信號的多少，通 過處理電極輸出的電壓信號，可以標(biāo)定溶液中的溶解氧。液位探頭探測玻璃反應(yīng)器中溶 液液位，控制玻璃反應(yīng)器中的溶液量，當(dāng)溶液淹沒探頭時，輸出信號控制進(jìn)出液控制系 統(tǒng)關(guān)閉工作。在玻璃反應(yīng)器內(nèi)，利用生物傳感器原理，以固定化微生物顆粒作為生物識 別元件，待測污水中的有機物與微生物接觸后，被微生物分解，即可監(jiān)測出與BOD有線 性關(guān)系的溶解氧濃度的變化，提高了測定儀的穩(wěn)定性、測定結(jié)果的重現(xiàn)性及準(zhǔn)確性。位 于右方的升降機上的微生物網(wǎng)籠、網(wǎng)籠橫桿、升降機滑塊、升降支撐滑座能夠嚴(yán)格的控制固定化微生物顆粒與水樣中的有機污染物發(fā)生生化反應(yīng)的起點和終點，確保測定儀測 定的穩(wěn)定性，當(dāng)測量完成后，位于升降支撐滑座上的升降機滑塊就會往上滑動，從而帶 動網(wǎng)籠橫桿做上升運動，使微生物網(wǎng)籠離開待測污水，同時，待測污水也通過出液管輸 入進(jìn)出液控制系統(tǒng)進(jìn)行排出。集成控制系統(tǒng)的顯示屏上顯示不同時間段的污水濃度及電 壓差，得到測算BOD的數(shù)據(jù)。測定儀的上支撐座及下底座之間設(shè)有螺栓支撐，使整個裝 置牢固、穩(wěn)定。[0006]本實用新型有益效果是采用集成控制系統(tǒng)與進(jìn)出液控制系統(tǒng)相結(jié)合，利用計 算機集成控制系統(tǒng)將溫度傳感器、液位探頭、電極探頭、加熱片、磁力發(fā)生器進(jìn)行集成 控制。進(jìn)出液控制系統(tǒng)由溢流管、出液管、曝氣管、進(jìn)液管組成，同時由計算機集成控 制系統(tǒng)控制，將各道工藝流程編入程序，實現(xiàn)自動化管理控制，能精確控制反應(yīng)器中的 溫度，使微生物的活性始終保持在同一水平線上進(jìn)水與出水和曝氣。反應(yīng)階段所消耗 的溶解氧就可以控制在同一數(shù)量上，攪拌與曝氣使水中的溶解氧達(dá)到平衡與動態(tài)平衡。 顆粒與生物反應(yīng)，消耗水中的溶解氧，測定出溶解前后的差值，在差值反代到標(biāo)準(zhǔn)曲線 中，可以測量出對應(yīng)的BOD值，并能有效的控制微生物顆粒與水樣中的有機污染物發(fā)生 的生物反應(yīng)差值。該測定儀操作簡單方便、快速、準(zhǔn)確、自動化程序高，能自動顯示測 量BOD的數(shù)字，攜帶方便，適用范圍廣，效率高。


[0007]下面是結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步描述[0008]圖中是一種磁力攪拌式生化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖[0009]在圖中1.集成控制系統(tǒng)、2.進(jìn)出液控制系統(tǒng)、3.溫度傳感器、4.液位探頭、 5.電極探頭、6.加熱片、7.溢流管、8.出液管、9.磁力發(fā)生器、10.磁力棒、11.微生物 網(wǎng)籠、12.玻璃反應(yīng)器、13.有機玻璃罩、14.螺桿支撐、15.下底座、16.升降支撐滑座、 17.進(jìn)液管、18.升降機滑塊、19.曝氣管、20.上支撐座、21.網(wǎng)籠橫桿具體實施方式
[0010]在圖中下底座15是一個正方形狀，在下底座15的上面四角設(shè)有螺桿支撐14 與上支撐座20相連接構(gòu)成一個框架，在框架內(nèi)設(shè)有有機玻璃罩13，在有機玻璃罩13內(nèi)設(shè) 有玻璃反應(yīng)器12，上支撐座20是個正方形，中間設(shè)有圓孔與玻璃反應(yīng)器12上端口徑相吻 合，玻璃反應(yīng)器12的右方上端設(shè)有曝氣管19，玻璃反應(yīng)器12右方下端設(shè)有進(jìn)液管17， 玻璃反應(yīng)器12下端與磁力發(fā)生器9相連接，磁力發(fā)生器9的下端與下底座15相連接，在 磁力發(fā)生器9的上方設(shè)有加熱片6，在加熱片6的上方有一根磁力棒10，在下底座15的 右側(cè)設(shè)有升降支撐滑座16，在升降支撐滑座16上設(shè)有升降機滑塊18，升降機滑塊18的 頂端與網(wǎng)籠橫桿21的一端相連接，網(wǎng)籠橫桿21另一端懸掛微生物網(wǎng)籠11，微生物網(wǎng)籠 11設(shè)置在玻璃反應(yīng)器12內(nèi)，溫度傳感器3、液位探頭4、電極探頭5設(shè)置在玻璃反應(yīng)器 12內(nèi)，溫度傳感器3、電極探頭5、液位探頭4、加熱片6、磁力發(fā)生器9的電子線路與集 成控制系統(tǒng)1相連接，集成控制系統(tǒng)1采用集成塊控制，在集成控制系統(tǒng)1上面設(shè)有顯示 屏及數(shù)碼啟閉開關(guān)，進(jìn)出液控制系統(tǒng)2設(shè)有溢流管7與出液管8，溢流管7的另一端與玻 璃反應(yīng)器12的上端相連接，出液管8的另一端與玻璃反應(yīng)器12的下端相連接，構(gòu)成了一5個完整的磁力攪拌式生化反應(yīng)器。[0011] 采用集成控制系統(tǒng)1與進(jìn)出液控制系統(tǒng)2相結(jié)合，利用計算機集成控制系統(tǒng)1將 溫度傳感器3、液位探頭4、電極探頭5、加熱片6、磁力發(fā)生器9進(jìn)行集成控制。進(jìn)出 液控制系統(tǒng)2由溢流管7、出液管8、曝氣管19、進(jìn)液管17組成，同時由計算機集成控 制系統(tǒng)1控制，將各道工藝流程編入程序，統(tǒng)一管理，能精確控制反應(yīng)器中的溫度，使 微生物的活性始終保持在同一水平線上進(jìn)水與出水和曝氣。反應(yīng)階段所消耗的溶解氧就 可以控制在同一數(shù)量上，攪拌與曝氣使水中的溶解氧達(dá)到平衡與動態(tài)平衡。顆粒與生物 反應(yīng)，消耗水中的溶解氧，測定出溶解前后的差值，在差值反代到標(biāo)準(zhǔn)曲線中，可以測 量出對應(yīng)的BOD值，并能有效的控制微生物顆粒與水樣中的有機污染物發(fā)生的生物反應(yīng) 差值。當(dāng)啟動測定儀時，進(jìn)出液控制系統(tǒng)2開始運轉(zhuǎn)，位于玻璃反應(yīng)器12右下端的進(jìn)液 管17穿過有機玻璃罩13，向玻璃反應(yīng)器12內(nèi)輸入待測污水至溢流管7上端，待測污水 淹沒溫度傳感器3的探頭、液位探頭4、電極探頭5及微生物網(wǎng)籠11，多出的待測污水通 過溢流管7流至進(jìn)出液控制系統(tǒng)2中，保證檢測質(zhì)量。微生物網(wǎng)籠11內(nèi)的固定化微生物 顆粒與輸入的待測污水在玻璃反應(yīng)器12內(nèi)混合，磁力發(fā)生器9開始反應(yīng)，上方的加熱片 6開始加熱，加熱片6是溫控系統(tǒng)的一部分，微生物反應(yīng)需要在恒溫的條件下進(jìn)行，通過 加熱片6的加熱，加熱控制溫度條件至水樣達(dá)到預(yù)定的測量溫度，使溶液保持恒溫的效 果。加熱片6上方的磁力棒10通過磁力發(fā)生器9的磁力作用，通電后開始旋轉(zhuǎn)，使微生 物與待測污水混合、攪拌，使混合液溫度及溶解氧量均勻。位于玻璃反應(yīng)器12右上端的 曝氣管19對混合液進(jìn)行曝氣，將空氣中的氧強制向混合液轉(zhuǎn)移，使混合液獲得足夠的溶 解氧，并且防止玻璃反應(yīng)器12內(nèi)的混合液產(chǎn)生沉淀，加強玻璃反應(yīng)器12內(nèi)有機物與微生 物顆粒及溶解氧的接觸，保證微生物在有充足溶解氧的條件下，對待測污水中有機物的 氧化分解作用。電極探頭5可測量出混合溶液中的溶解氧含量，溶解氧含量的多少直接 反應(yīng)為電極輸出的電壓信號的多少，通過處理電極輸出的電壓信號，可以標(biāo)定溶液中的 溶解氧。液位探頭4探測玻璃反應(yīng)器12中溶液液位，控制玻璃反應(yīng)器12中的溶液量，當(dāng) 溶液淹沒探頭時，輸出信號控制進(jìn)出液控制系統(tǒng)2關(guān)閉工作。在玻璃反應(yīng)器12內(nèi)，利用 生物傳感器原理，以固定化微生物顆粒作為生物識別元件，待測污水中的有機物與微生 物接觸后，被微生物分解，即可監(jiān)測出與BOD有線性關(guān)系的溶解氧濃度的變化，提高了 測定儀的穩(wěn)定性、測定結(jié)果的重現(xiàn)性及準(zhǔn)確性。位于右方的升降機上的微生物網(wǎng)籠11、 網(wǎng)籠橫桿21、升降機滑塊18、升降支撐滑座16能夠嚴(yán)格的控制固定化微生物顆粒與水 樣中的有機污染物發(fā)生生化反應(yīng)的起點和終點，確保測定儀測定的穩(wěn)定性，當(dāng)測量完成 后，位于升降支撐滑座16上的升降機滑塊18就會往上滑動，從而帶動網(wǎng)籠橫桿21做上 升運動，使微生物網(wǎng)籠11離開待測污水，同時，待測污水也通過出液管8輸入進(jìn)出液控 制系統(tǒng)2進(jìn)行排出。集成控制系統(tǒng)1的顯示屏上顯示不同時間段的污水濃度及電壓差， 得到測算BOD的數(shù)據(jù)。測定儀的上支撐座20及下底座15之間設(shè)有螺栓支撐，使整個裝 置牢固、穩(wěn)定。該生化反應(yīng)器利用固定化微生物顆粒作為磁力攪拌式生化反應(yīng)器的全新 生物識別元件，突破了采用生物膜作為生物識別元件的缺陷，與傳統(tǒng)的生物膜式反應(yīng)器 相比，溶解氧、有機物分子的擴(kuò)散阻力大大減少，并且與微生物的接觸充分，提高了測 定結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，該方法成功地克服了傳統(tǒng)的生物膜法存在的重現(xiàn)性差、靈敏 度低等缺點。
權(quán)利要求1. 一種磁力攪拌式生化反應(yīng)器，含有集成控制系統(tǒng)、進(jìn)出液控制系統(tǒng)、溫度傳感 器、液位探頭、電極探頭、加熱片、溢流管、出液管、磁力發(fā)生器、磁力棒、微生物網(wǎng) 籠、玻璃反應(yīng)器、有機玻璃罩、螺桿支撐、下底座、升降支撐滑座、進(jìn)液管、升降機滑 塊、曝氣管、上支撐座、網(wǎng)籠橫桿，其特征是下底座是一個正方形狀，在下底座的上 面四角設(shè)有螺桿支撐與上支撐座相連接構(gòu)成一個框架，在框架內(nèi)設(shè)有有機玻璃罩，在有 機玻璃罩內(nèi)設(shè)有玻璃反應(yīng)器，上支撐座是個正方形，中間設(shè)有圓孔與玻璃反應(yīng)器上端口 徑相吻合，玻璃反應(yīng)器的右方上端設(shè)有曝氣管，玻璃反應(yīng)器右方下端設(shè)有進(jìn)液管，玻璃 反應(yīng)器下端與磁力發(fā)生器相連接，磁力發(fā)生器的下端與下底座相連接，在磁力發(fā)生器的 上方設(shè)有加熱片，在加熱片的上方有一根磁力棒，在下底座的右側(cè)設(shè)有升降支撐滑座， 在升降支撐滑座上設(shè)有升降機滑塊，升降機滑塊的頂端與網(wǎng)籠橫桿的一端相連接，網(wǎng)籠 橫桿另一端懸掛微生物網(wǎng)籠，微生物網(wǎng)籠設(shè)置在玻璃反應(yīng)器內(nèi)，溫度傳感器、液位探 頭、電極探頭設(shè)置在玻璃反應(yīng)器內(nèi)，溫度傳感器、電極探頭、液位探頭、加熱片、磁力 發(fā)生器的電子線路與集成控制系統(tǒng)相連接，集成控制系統(tǒng)采用集成塊控制，在集成控制 系統(tǒng)上面設(shè)有顯示屏及數(shù)碼啟閉開關(guān)，進(jìn)出液控制系統(tǒng)設(shè)有溢流管與出液管，溢流管的 另一端與玻璃反應(yīng)器的上端相連接，出液管的另一端與玻璃反應(yīng)器的下端相連接，構(gòu)成 了一個完整的磁力攪拌式生化反應(yīng)器。
專利摘要一種磁力攪拌式生化反應(yīng)器，屬于一種水質(zhì)污染監(jiān)測儀器，采用集成控制系統(tǒng)與進(jìn)出液控制系統(tǒng)相結(jié)合，利用計算機集成控制系統(tǒng)將溫度傳感器、液位探頭、電極探頭、加熱片、磁力發(fā)生器進(jìn)行集成控制。進(jìn)出液控制系統(tǒng)由計算機集成控制系統(tǒng)控制，將各道工藝流程編入程序，實現(xiàn)自動化管理控制。精確控制反應(yīng)器中的溫度，使微生物的活性始終保持在同一水平線上進(jìn)水與出水和曝氣。反應(yīng)階段所消耗的溶解氧就可以控制在同一數(shù)量上，攪拌與曝氣使水中的溶解氧達(dá)到平衡與動態(tài)平衡。顆粒與生物反應(yīng)，消耗水中的溶解氧，通過測定出溶解前后的差值，進(jìn)一步測量出對應(yīng)的BOD值。該測定儀操作簡單方便、快速、準(zhǔn)確、自動化程序高，能自動顯示測量BOD的數(shù)字，攜帶方便，適用范圍廣，效率高。
文檔編號G01N27/26GK201803979SQ201020237300
公開日2011年4月20日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
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