一種低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置，裝置包括冷卻系統(tǒng)、培養(yǎng)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)包括水槽(1)、循環(huán)泵(9)和冷水機(jī)(2)，培養(yǎng)系統(tǒng)包括攪拌器(3)、曝氣泵(4)、氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括pH計(jì)(7)和溶解氧儀(8)。此實(shí)用新型裝置充分考慮了低溫硝化細(xì)菌的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，同時(shí)還具有指標(biāo)監(jiān)測(cè)功能，可用于低溫硝化細(xì)菌的小規(guī)模富集培養(yǎng)及培養(yǎng)過程研究。
【專利說明】一種低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水產(chǎn)養(yǎng)殖和污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置，適用于低溫硝化細(xì)菌的小規(guī)模富集培養(yǎng)及培養(yǎng)過程研究，培養(yǎng)出的低溫硝化細(xì)菌可用于低溫環(huán)境下水體中(包括水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng))氨和亞硝酸鹽的去除。
【背景技術(shù)】
[0002]氮素是造成水體污染的重要因素之一，目前多采用生物法去除。在處理過程中，氨氮在硝化細(xì)菌的作用下被轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，后者進(jìn)一步被反硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化為游離氮?dú)?，其中硝化過程是生物脫氮的限制性步驟。硝化細(xì)菌包括氨氧化細(xì)菌和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌兩個(gè)類群，其中氨氧化細(xì)菌(AOB)能將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽氧化細(xì)菌(NOB)則進(jìn)一步將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。氨氧化細(xì)菌和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌屬化能自養(yǎng)型，利用氧化無機(jī)氮作為能量來源，利用二氧化碳做碳源，具有生長(zhǎng)繁殖速度慢，好氧，附著生長(zhǎng)，對(duì)溶解氧、溫度、pH、光照等外界因素變化敏感等特性。多數(shù)硝化細(xì)菌的最適作用溫度范圍在25~30°C，當(dāng)溫度降至20°C以下時(shí)，其硝化性能會(huì)急劇下降。但在部分水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)和冬季污水處理系統(tǒng)中，水體溫度經(jīng)常低于20°C。因此，富集培養(yǎng)在低溫條件下具有較高硝化能力的低溫硝化細(xì)菌，對(duì)生物脫氮具有十分重要的意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有裝置存在的缺點(diǎn)，尋求一種低溫硝化細(xì)菌培養(yǎng)裝置，該裝置適用于低溫硝化細(xì)菌的小規(guī)模富集培養(yǎng)及培養(yǎng)過程研究，培養(yǎng)出的低溫硝化細(xì)菌可用于低溫環(huán)境下水體中(包括污水處理系統(tǒng)和水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng))氨和亞硝酸鹽的去除。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置，包括冷卻系統(tǒng)、培養(yǎng)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)包括水槽(I)、循環(huán)泵(9)和冷水機(jī)(2)，培養(yǎng)系統(tǒng)包括攪拌器(3)、曝氣泵(4)、氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括pH計(jì)(7)和溶解氧儀(8)；水槽(I)底部設(shè)有循環(huán)泵(9)，循環(huán)泵(9)通過連通管(10)與冷水機(jī)(2)的入水口連接，冷水機(jī)(2)的出水口接出水管(11)，出水管(11)通向水槽(I);氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)置于水槽(I)內(nèi)，攪拌器(3)位于水槽(I)外側(cè)，攪拌器
(3)的攪拌槳深入至氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)中；曝氣泵(4)的曝氣頭固定在氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)內(nèi)；pH計(jì)(7)和溶解氧儀(8)固定在氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)內(nèi)。
[0006]所述的低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置，所述水槽(I)上設(shè)置外蓋；所述水槽(I)及其外蓋均由不透光材料制成，或者由有機(jī)玻璃黏貼不透光的紙制成。
[0007]所述的低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置，所述水槽(I)容積為150L ;所述氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)的容積均為5L。[0008]使用本實(shí)用新型裝置時(shí)，通過向培養(yǎng)容器中投加銨鹽或亞硝酸鹽，創(chuàng)造出一個(gè)適合低溫硝化細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)低溫硝化細(xì)菌的富集培養(yǎng)。具體包括如下步驟:
[0009]1、水槽內(nèi)注入自來水，控制水位略低于培養(yǎng)容器；啟動(dòng)循環(huán)泵和冷水機(jī)，實(shí)現(xiàn)自來水的冷卻,控制溫度在16?18°C。
[0010]2、向培養(yǎng)容器中加入5% -10% (V:V)泥沙、泥土或者活性污泥作為硝化細(xì)菌的種子和附著載體，然后加入適量硝化細(xì)菌培養(yǎng)液。氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)液由磷酸二氫鈉0.25g、硫酸猛0.0lg、磷酸氫二鉀0.75g、硫酸鎂0.03g、碳酸|丐5g溶解于IOOOmL蒸懼水中配置而成；亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)溶液由硫酸鎂0.03g、硫酸錳0.0lg、磷酸氫二鉀0.75g、碳酸鈉lg、磷酸二氫鉀0.25g、碳酸鈣Ig溶解于IOOOmL蒸餾水中配置而成。
[0011]3、如果要培養(yǎng)氨氧化細(xì)菌，則向培養(yǎng)容器中加入銨鹽試劑，銨鹽試劑為氯化銨、硫酸銨或碳酸銨，使氨氮含量為20mg/L ;如果培養(yǎng)亞硝酸鹽氧化細(xì)菌，向培養(yǎng)容器中加入亞硝酸鹽試劑，亞硝酸鹽試劑為亞硝酸鈉或亞硝酸鉀，使亞硝酸鹽氮含量為20mg / L；
[0012]4、將培養(yǎng)容器放入水槽中，啟動(dòng)攪拌器，控制適宜的攪拌器轉(zhuǎn)速，使硝化細(xì)菌種子和營(yíng)養(yǎng)液充分混合均勻；
[0013]5、開啟pH計(jì)和溶解氧儀，監(jiān)測(cè)培養(yǎng)容器內(nèi)pH和溶解氧變化。培養(yǎng)初期調(diào)整氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器中pH為7.5?8.0,由于氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的過程中會(huì)產(chǎn)酸，培養(yǎng)過程中需要向氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器中加堿，堿采用碳酸鈉或碳酸氫鈉的水溶液。培養(yǎng)過程中，隨著硝化細(xì)菌數(shù)量增加，會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)裝置中溶解氧發(fā)生變化，通過改變曝氣量控制氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器溶解氧為4.5?5.5mg/L，控制亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器溶解氧為2.5?3.5mg/L ；
[0014]6、定期檢測(cè)培養(yǎng)裝置中氨氮和亞硝酸鹽氮含量，當(dāng)其檢測(cè)不出時(shí)再分別補(bǔ)充至20mg / L0當(dāng)培養(yǎng)容器中硝化能力較強(qiáng)時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整補(bǔ)充量至50mg / L。如此即可富集培養(yǎng)較高數(shù)量的低溫硝化細(xì)菌。
[0015]此實(shí)用新型裝置充分考慮了低溫硝化細(xì)菌的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，同時(shí)還具有指標(biāo)監(jiān)測(cè)功能，可用于低溫硝化細(xì)菌的小規(guī)模富集培養(yǎng)及培養(yǎng)過程研究。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]本實(shí)施例在低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置中完成，用于培養(yǎng)出海水低溫硝化細(xì)菌，對(duì)改善水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)具有非常重要的意義。
[0019]參考圖1，本實(shí)施例的低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置包括冷卻系統(tǒng)、培養(yǎng)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)包括水槽1、循環(huán)泵9和冷水機(jī)2，培養(yǎng)系統(tǒng)包括攪拌器3、曝氣泵4、氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括pH計(jì)7和溶解氧儀8。水槽I底部設(shè)有循環(huán)泵9，循環(huán)泵9通過連通管10與冷水機(jī)2的入水口連接，冷水機(jī)2的出水口接出水管11，出水管11通向水槽1，水槽I中自來水水位略低于氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6水位；氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6置于水槽I內(nèi)，攪拌器3位于水槽I外側(cè)，攪拌器3的攪拌槳深入至氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6中；曝氣泵4的曝氣頭固定在氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6內(nèi)用來維持培養(yǎng)系統(tǒng)溶解氧。此外，氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6內(nèi)還固定有pH計(jì)7和溶解氧儀8，用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)pH和溶解氧變化。水槽I上設(shè)置外蓋用來避光和避免水分蒸發(fā)。水槽I及其外蓋由不透光材料制成，或者由有機(jī)玻璃黏貼紙以達(dá)到避光效果。
[0020] 所述水槽I容積為150L ;氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6的容積為5L。
[0021 ] 培養(yǎng)方法具體包括如下步驟:
[0022]1、分別向氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6中加入細(xì)沙(或者泥沙、泥土或者活性污泥)，細(xì)沙的高度不超過氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6高度的I / 3 (以培養(yǎng)容器體積的5%-10%為宜)，然后向氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6中加入人工滅菌海水，再分別向氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6中加入5mL氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)液和5mL亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)液。氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)液由磷酸二氫鈉0.25g、硫酸錳0.0lg、磷酸氫二鉀0.75g、硫酸鎂0.03g、碳酸鈣5g溶解于IOOOmL蒸餾水中配制而成；亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)液由硫酸鎂
0.03g、硫酸猛0.0lg、磷酸氫二鉀0.75g、碳酸鈉lg、磷酸二氫鉀0.25g、碳酸I丐Ig溶解于IOOOmL蒸餾水中配制而成。
[0023]2、水槽I里加入自來水，自來水水位略低于氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6內(nèi)水位。啟動(dòng)循環(huán)泵9和冷水機(jī)2，實(shí)現(xiàn)自來水的冷卻，控制水槽I內(nèi)水溫為 16 ?18°C ；
[0024]3、啟動(dòng)攪拌器3，使氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6內(nèi)的菌液混合均勻；
[0025]4、向氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5中加入氯化銨，使氨氮含量為20mg/L ；向亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6中加入亞硝酸鈉，使亞硝酸鹽氮含量為20mg/L ；
[0026]5、開啟pH計(jì)7和溶解氧儀8，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6內(nèi)pH和溶解氧的變化。培養(yǎng)初期調(diào)整氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6中pH為7.5?8.0，但由于氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮的過程中會(huì)產(chǎn)酸，故培養(yǎng)過程中需要向氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5中加碳酸鈉或碳酸氫鈉的水溶液,控制pH為7.5?8.0。培養(yǎng)過程中，隨著硝化細(xì)菌數(shù)量的增加，會(huì)導(dǎo)致氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6中溶解氧發(fā)生變化，通過改變曝氣泵4的曝氣量控制氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5的溶解氧為4.5?5.5mg / L，控制亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6的溶解氧為2.5?3.5mg/L ；
[0027]6、定期檢測(cè)氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5內(nèi)氨氮含量和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6內(nèi)的亞硝酸鹽氮含量，當(dāng)其檢測(cè)不出時(shí)再分別補(bǔ)充至20mg/L。當(dāng)氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器5、亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器6中硝化能力較強(qiáng)時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整補(bǔ)充量至50mg / L0當(dāng)其檢測(cè)不出時(shí)即可富集培養(yǎng)出較高數(shù)量的海水低溫硝化細(xì)菌。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置，其特征在于，包括冷卻系統(tǒng)、培養(yǎng)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)包括水槽(I)、循環(huán)泵(9)和冷水機(jī)(2)，培養(yǎng)系統(tǒng)包括攪拌器(3)、曝氣泵(4)、氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括pH計(jì)(7)和溶解氧儀(8);水槽(I)底部設(shè)有循環(huán)泵(9)，循環(huán)泵(9)通過連通管(10)與冷水機(jī)(2)的入水口連接,冷水機(jī)⑵的出水口接出水管(11),出水管(11)通向水槽⑴；氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)置于水槽(I)內(nèi)，攪拌器(3)位于水槽(I)外側(cè)，攪拌器(3)的攪拌槳深入至氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)中；曝氣泵(4)的曝氣頭固定在氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)內(nèi)；pH計(jì)(7)和溶解氧儀(8)固定在氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置，其特征在于，所述水槽(I)上設(shè)置外蓋；所述水槽(1)及其外蓋均由不透光材料制成，或者由有機(jī)玻璃黏貼不透光的紙制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)裝置，其特征在于，所述水槽(I)容積為150L ;所述氨氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(5)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌培養(yǎng)容器(6)的容積均為5L。
【文檔編號(hào)】C12M1/02GK203613179SQ201320793195
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】顧錦釗, 任杰, 宋志文, 徐愛玲 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué)