本发明专利技术公开了一种基于微生物呼吸耗氧监测的水质毒性在线预警装置和方法，涉及水质毒性在线预警技术领域。本发明专利技术实施例提供的技术方案，通过在生物反应器内，培养微生物，并通过控制条件使微生物生长处于动态平衡状态，进而使生物反应器中存留的溶解氧值处于稳定状态，当水体中存在毒性污染时，微生物的呼吸作用强弱发生变化，进而导致生物反应器中存留的溶解氧水平发生变化，通过捕捉溶解氧水平的变化，实现对水体毒性污染的在线预警。这种方法，只需使用溶解氧传感器在线监测生物反应器内存留的溶解氧水平，测量简单，具有较好的可操作性，而且不需要特殊的试剂或仪器，维护简单，运行成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水质毒性在线预警
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着我国工业水平的高速发展，人民生活水平的快速提高，环境污染已经成为我国目前所面临的重大问题之一。据环保部门统计全国九大水系都已遭受到不同程度的污染，绝大多数已相当严重，直接威胁到水体生态环境以及人民群众的正常生活，因水体污染导致的集体中毒事件屡见报端，使得原本并不富裕的淡水资源变得更加匮乏。所以关注水质安全、饮用水安全问题是关系到老百姓生活的重大问题。可能产生毒性污染的原因包括:(I)储存、运输危险品发生事故；(2)化肥、农药等有毒物质无意中污染水源；(3)水源地附近企业发生事故；(4)恐怖分子或对社会不满的极端分子投毒。这些可能发生的事故一旦发生都会对水体生态环境，工农渔业生产，甚至人民群众的生活饮用水带来了巨大的威胁。整个自然界有超过100000种的毒性物质，即使世界上最先进的检测仪器也无法把这些毒性物质全部单个检测出来，因此，在水体污染监测中，一般首先通过在线生物监测的方式，对有毒物质对水体的综合毒性进行检测并报警，然后再通过实验室设备具体来分析造成毒性污染的物质的具体成分。在线生物监测是非常有效的急性毒性的监测报警方法，它可以对水质的变化起到预警作用。目前，在线生物毒性监测的方法主要包括:发光细菌、水蚤、藻类、贻贝、鱼、微生物。以上几种方法中，微生物法更适合于在线监测水中急性毒性的出现。采用微生物在线监测水体中有毒污染的方法，主要是利用微生物电池的原理或微生物电解的原理，但是，采用上述原理制备的微生物在线监测系统，还需要使用特殊的试剂或仪器，所以，维护复杂，且运行成本比较高，
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种基于微生物呼吸耗氧监测的水质毒性在线预警装置，包括:生物反应器和控制系统，所述生物反应器用于培养微生物，并使微生物生长处于动态平衡状态，所述生物反应器内设置有固定数量的微生物载体，所述微生物载体用于微生物的附着培养；所述生物反应器上设置有溶解氧传感器，所述溶解氧传感器与所述控制系统连接，所述控制系统用于接收所述溶解氧传感器上传的所述生物反应器中存留的溶解氧数据，还用于分析所述存留的溶解氧数据是否达到报警阈值，还用于当所述存留的溶解氧数据达到报警阈值时，发出报警信息，还用于控制所述生物反应器的加入物质量、排出物质量和运行状态参数，使所述生物反应器中的微生物生长处于动态平衡状态。优选地，所述微生物载体包括壳体和填充于所述壳体内的载体，所述壳体包括外壁和内壁，所述外壁采用疏水性材料制备而成，所述内壁采用亲水性材料制备而成。更优选地，所述填充于所述壳体内的载体为碳纤维载体。优选地，所述生物反应器上设置有混合水入口、营养液入口和微生物培养液出口，所述混合水入口用于加入待监测水与饱和溶解氧水的混合水，所述营养液入口用于加入营养液，所述微生物培养液出口用于排出微生物培养液。更优选地，所述在线预警装置还包括分离设备，所述微生物培养液出口与所述分离设备的入口连通，所述分离设备的第一出口与所述生物反应器的循环液入口连通，使含有所述微生物载体的液体返回至所述生物反应器，所述分离设备的第二出口与废液罐连通，使含有脱落物和死亡微生物的液体排至废液罐。优选地，所述在线预警装置还包括待监测水过滤设备、温度传感器和/或压力传感器，所述待监测水过滤设备用于对待监测水进行过滤，所述温度传感器和/或压力传感器安装于所述生物反应器上，所述温度传感器和所述压力传感器均与所述控制系统连接。一种基于微生物呼吸耗氧监测的水质毒性在线预警方法，包括如下步骤:SI，向生物反应器中通入饱和溶解氧水和微生物生长所需的营养液，对微生物进行培养，使生物反应器中的微生物生长处于动态平衡状态；S2，向生物反应器中通入待监测水，监测所述生物反应器中存留的溶解氧值；S3，判断所述生物反应器中存留的溶解氧值是否达到了报警阈值，如果是，则发出报警信息，否则，继续。优选地，S3中，所述发出报警信息，包括如下步骤:S301，判断报警持续的时间是否达到设定的阈值，如果是，则执行S302，否则，继续；S302，增加向生物反应器中通入的饱和溶解氧水和待监测水的体积比例，使饱和溶解氧水对待监测水进行稀释，直至报警停止，将饱和溶解氧水和待监测水的体积比例恢复至SI中的状态。优选地，SI中，所述使生物反应器中的微生物生长处于动态平衡状态，采用如下方法判断微生物生长处于动态平衡状态:S101，检测生物反应器中存留的溶解氧值；S102，判断生物反应器中存留的溶解氧值是否达到稳定值，如果是，则生物反应器中的微生物生长处于动态平衡状态，否则，未达到动态平衡状态。优选地，所述微生物为人工培养的单一微生物或待监测水中的微生物。本专利技术的有益效果是:本专利技术实施例提供的技术方案，通过在生物反应器内，培养微生物，并通过控制条件使微生物生长处于动态平衡状态，进而使生物反应器中存留的溶解氧值处于稳定状态，当水体中存在毒性污染时，微生物的呼吸作用强弱发生变化，进而导致生物反应器中存留的溶解氧水平发生变化，通过捕捉溶解氧水平的变化，实现对水体毒性污染的在线预警。这种方法，只需使用溶解氧传感器在线监测生物反应器内存留的溶解氧水平，测量简单，具有较好的可操作性，而且不需要特殊的试剂或仪器，维护简单，运行成本低。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的在线预警装置结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的微生物载体的剖面示意图；图3是本专利技术实施例提供的水体毒性监测曲线图。图中，各符号的含义如下:I生物反应器，2控制系统，3微生物载体，4分离设备，5蠕动栗，6溶解氧传感器，7外壁，8内壁，9碳纤维载体，10混合水入口，11营养液入口，12微生物培养液出口，13循环液入口。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的，其原理是微生物在有毒有害物质影响下，呼吸作用的强弱会发生变化，进而导致水中溶解氧水平变化，通过测定生物反应器中存留的溶解氧水平的变化，对水质毒性进行在线预警。本专利技术当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于微生物呼吸耗氧监测的水质毒性在线预警装置，其特征在于，包括：生物反应器和控制系统，所述生物反应器用于培养微生物，并使微生物生长处于动态平衡状态，所述生物反应器内设置有固定数量的微生物载体，所述微生物载体用于微生物的附着培养；所述生物反应器上设置有溶解氧传感器，所述溶解氧传感器与所述控制系统连接，所述控制系统用于接收所述溶解氧传感器上传的所述生物反应器中存留的溶解氧数据，还用于分析所述存留的溶解氧数据是否达到报警阈值，还用于当所述存留的溶解氧数据达到报警阈值时，发出报警信息，还用于控制所述生物反应器的加入物质量、排出物质量和运行状态参数，使所述生物反应器中的微生物生长处于动态平衡状态。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢涛，姚新，刘锐，徐劲草，李红华，
申请(专利权)人：中科宇图天下科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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