一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统，包括通风搅拌罐罐体，所述罐体安装有进料管、絮凝剂加药管、磁粉投料管、出料管、排气管、和排液管、pH调整液和消泡剂加药管，冷却夹层配有冷却水进入管和冷却水排出管；搅拌罐还配有便于培养液和磁载硝化细菌充分混合的搅拌机，底部设置通入无菌空气的布气管，布气管经空气过滤器连接鼓风机，鼓风机和布气管之间设有气体流量计；搅拌罐内壁上装有用于测量溶解氧DO的电极、和pH的电极，电极经传输电缆与PID控制器相连，PID控制器与计算机相连。本实用新型专利技术用于硝化细菌的大规模培养和分离应用，提高工业效率。

Batch culture fermentor system for high-density fermentation of nitrifying bacteria

The batch culture fermentation tank system of the utility model discloses a high density fermentation of nitrifying bacteria, including ventilation mixing tank, the tank body provided with a feeding pipe, a flocculant dosing tube, powder feeding pipe, a discharging pipe, an exhaust pipe, and a liquid discharge pipe, pH adjusting and defoaming agent dosing pipe equipped with cooling water into the interlayer, cooling pipe and the cooling water discharge pipe; mixing tank is also equipped with a mixer for medium and magnetic nitrifying bacteria are fully mixed, pass into the sterile air distributing pipe arranged at the bottom of cloth is connected with an air blower through an air filter, gas flow meter is arranged between the blower and the air distributing pipe on the inner wall of a stirred tank; the measurement of dissolved oxygen electrode, DO and pH, the electrode connected transmission cable and the PID controller, the PID controller is connected with the computer. The utility model is used for large-scale culture and separation application of nitrifying bacteria, and the industrial efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统
本技术属于环境生物
，涉及一种细菌菌剂的生产装置。
技术介绍
城市生活污水、工业废水、农业污水、生活垃圾及初期雨水等各种点源、面源污染入侵城市水体，城市河道水环境受到不同程度的污染，氮、磷和有机污染物普遍超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的IV类标准(主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区)，水体呈现富营养化状态，特别是氨氮污染物的超标会造成浮游植物繁殖旺盛消耗水中的溶解氧，直接导致水体的发黑发臭，严重影响生态安全和人类健康。自养型硝化细菌广泛应用于水产养殖水体、城市黑臭河道的生物脱氮技术中，它对于水体的氨氮降解、水环境修复具有举足轻重的作用。但自养型硝化细菌一般以无机碳为碳源，生长缓慢，相比较普通细菌世代时间长，对氧气、pH、温度、有毒物质等环境条件变化敏感，且不易保存。在工程应用中，向水中投加高细胞密度的硝化细菌菌剂可以克服硝化细菌的流失，提高菌剂的抗冲击负荷能力。然而，高密度硝化细菌菌剂的生产工艺和装置的缺乏，阻碍了硝化细菌的产品化和商业化进程。
技术实现思路
为了提高硝化细菌菌剂的细胞密度，本技术旨在提供一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统，用于硝化细菌的大规模培养和分离应用，提高工业效率。本技术所述的一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统，包括通风搅拌罐罐体，所述通风搅拌罐罐体安装有进料管、絮凝剂加药管、磁粉投料管、出料管、排气管、和排液管、pH调整液和消泡剂加药管，冷却夹层配有冷却水进入管和冷却水排出管；通风搅拌罐还配有便于培养液和磁载硝化细菌充分混合的搅拌机，底部设置通入无菌空气的布气管，布气管经空气过滤器连接鼓风机，鼓风机和布气管之间设有气体流量计；通风搅拌罐内壁上装有用于测量溶解氧DO的电极、和pH的电极，电极经传输电缆与PID控制器相连，PID控制器与计算机相连。优选地，所述PID控制器集成有进料继电器、出料继电器、通风继电器、进料计量泵继电器、搅拌机继电器，进料继电器、出料继电器、通风继电器、进料计量泵继电器、搅拌机继电器分别与进料计量泵、出料电磁阀门、空气流量计、鼓风机、和搅拌机相连接。优选地，絮凝剂加药管和磁粉投料管连接在进料管上，进料管、消泡剂加药管、排气管、排液管和出料管直接连接在搅拌罐上，搅拌机置于搅拌罐的上部，搅拌浆内置在搅拌罐内，矩形电磁铁外置于搅拌罐，位于罐体底部。优选地，搅拌罐外侧包有冷却夹层，冷却水进水管和冷却水排水管连接在搅拌罐外的冷却夹层内。本技术与现有技术相比具有的积极效果是：本技术为一种外加电磁场的通风搅拌发酵罐系统，能够大批量地培养硝化细菌并获得高细胞密度的菌液，用于硝化细菌的大规模培养和分离应用，提高工业效率。附图说明通过结合下面附图对其实施例进行描述，本技术的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。图1高密度复合硝化菌剂的生产工艺流程。图2是高密度复合硝化菌剂的通风搅拌发酵罐。具体实施方式下面将参考附图来描述本技术所述的的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。下面结合图1-2来详细说明本实施例。高密度复合硝化细菌菌剂的分批培养生产工艺流程如图1所示。整个工艺流程包括接种、发酵、混合搅拌、沉淀分离、冷冻干燥、磁鼓分离及复配制剂等步骤。其中接种、发酵、混合搅拌和沉淀分离着这五个步骤在通风搅拌罐中分批完成。一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统，如图2所示，搅拌罐9安装有进料管1、絮凝剂加药管2、磁粉投料管3、出料管14、排气管5、和排液管17、pH调整液和消泡剂加药管4，冷却夹层10配有冷却水进入管16和冷却水排出管11。搅拌罐9还配有便于培养液和磁载硝化细菌充分混合的搅拌机6，罐内底部设置通入无菌空气的布气管12，布气管12经空气过滤器13连接鼓风机，鼓风机和布气管12之间设有气体流量计，罐外下部还设置矩形电磁铁15用于絮凝沉淀磁载硝化细菌。搅拌罐9内壁上装有用于测量溶解氧DO的电极7、和pH的电极8，电极经传输电缆与PID控制器相连，PID控制器与计算机相连；PID控制器集成有进料继电器、出料继电器、通风继电器、进料计量泵继电器、搅拌机继电器，上述这些继电器分别与进料计量泵、出料电磁阀门、空气流量计、鼓风机、和搅拌机相连接。絮凝剂加药管2和磁粉投料管3连接在进料管1上，进料管1、消泡剂加药管4、排气管5、排液管17和出料管14直接连接在搅拌罐9上，搅拌机6置于搅拌罐9的上部，搅拌浆内置在搅拌罐9内，矩形电磁铁15外置于搅拌罐，位于罐体底部。搅拌罐9外侧包有冷却夹层10，冷却水进水管16和冷却水排水管11连接在搅拌罐9外的冷却夹层10内。布气管12一端直接接入搅拌罐，另一端在罐外通过空气过滤器13连接鼓风机，鼓风机和布气管12之间设有气体流量计。搅拌罐9内壁上装有用于测量溶解氧DO的电极7、和pH的电极8，电极经传输电缆与PID控制器相连，PID控制器与计算机相连；PID控制器集成有进料继电器、出料继电器、通风继电器、进料计量泵继电器、搅拌机继电器，上述这些继电器分别与进料计量泵、出料电磁阀门、空气流量计、鼓风机、和搅拌机相连接。所述PID控制器即ProportionIntegrationDifferentiation，比例-积分-微分控制器)，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。生产方法的实施例11)硝化菌群的种子培养：取城市污水处理厂硝化污泥接种在1L三角瓶中，接种量为10％，三角瓶中盛满300mL培养基，每升培养基含：NaHCO31.5g，CH3COONa0.5g，(NH4)2SO45.0g，NaCl1.0g,FeSO40.2g,K2HPO41.0g,MgSO40.25g,培养5d后作为种子液；2)采用共沉淀法制备：取43.2gFeCl3·6H2O和24.70gFeCl2·4H2O加入三颈瓶，并混入适量柠檬酸钠(终浓度为0.02mol/L)作为分散剂，置于恒温加热磁力搅拌器上。在氮气保护下升温至60℃，1000r/min，恒温搅拌8～10min后滴加2mol/LNaOH溶液至溶液pH为11，继续反应60min，自然冷却至室温。用去离子水洗涤三次，再次搅拌分散颗粒，并超声震荡15min。置于恒温(80℃)下加入油酸钠(添加量为Fe3O4湿粉质量的20％)，反应30～60min，降温至40～60℃，加入CTAB(溴化十六烷三甲基铵)溶液(添加量为Fe3O4湿粉质量的40％)，搅拌反应15～30min，稀释冷却后得到纳米磁粉。3)硝化菌剂的接种发酵：10L通风机械搅拌式发酵罐离位灭菌15-20min，注入6L灭菌后的硝化细菌富集培养液(每升培养液含NaHCO31.5g，CH3COONa0.5g，NaCl1.0g，NaNO20.2g，(NH4)2SO45.0g，FeSO40.4g，MnSO40.05g，CaCl21.0g，K2HPO41.0g，MgSO40.5g)，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统，其特征在于，包括通风搅拌罐罐体，所述通风搅拌罐罐体安装有进料管、絮凝剂加药管、磁粉投料管、出料管、排气管、和排液管、pH调整液和消泡剂加药管，冷却夹层配有冷却水进入管和冷却水排出管；通风搅拌罐还配有便于培养液和磁载硝化细菌充分混合的搅拌机，底部设置通入无菌空气的布气管，布气管经空气过滤器连接鼓风机，鼓风机和布气管之间设有气体流量计；通风搅拌罐内壁上装有用于测量溶解氧DO的电极、和pH的电极，电极经传输电缆与PID控制器相连，PID控制器与计算机相连。

【技术特征摘要】
1.一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统，其特征在于，包括通风搅拌罐罐体，所述通风搅拌罐罐体安装有进料管、絮凝剂加药管、磁粉投料管、出料管、排气管、和排液管、pH调整液和消泡剂加药管，冷却夹层配有冷却水进入管和冷却水排出管；通风搅拌罐还配有便于培养液和磁载硝化细菌充分混合的搅拌机，底部设置通入无菌空气的布气管，布气管经空气过滤器连接鼓风机，鼓风机和布气管之间设有气体流量计；通风搅拌罐内壁上装有用于测量溶解氧DO的电极、和pH的电极，电极经传输电缆与PID控制器相连，PID控制器与计算机相连。2.根据权利要求1所述的一种硝化细菌高密度发酵的分批培养发酵罐系统，其特征在于，所述PID控制器集成有进料继电器、出料...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丹，程寒飞，孟溪，冯植飞，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34