一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及可应用于环保生物领域，具体地说是一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法。扩培罐分别与一级种子罐、菌液暂存罐相连通；氮源罐通过氮源管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通，碳源罐通过碳源管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通，空压机通过空气管线分别与一级种子罐及扩培罐相连通；一级种子罐及扩培罐分别安装有搅拌装置，一级种子罐、扩培罐及菌液暂存罐的罐体上分别设有夹套，一级种子罐及扩培罐上的夹套分别与恒温水箱相连通，菌液暂存罐上的夹套与冷水机组相连通，各夹套的温度反馈至自控系统，自控系统分别与搅拌装置、恒温水箱及冷水机组相连。本发明专利技术装置可用于硝化细菌的工业化扩培，解决废水氨氮处理难题。

【技术实现步骤摘要】
一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法
本专利技术涉及可应用于环保生物领域，具体地说是一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法。
技术介绍
硝化菌是一类具有硝化作用的自养化能细菌，包括亚硝酸盐菌(AOB)和硝酸盐菌(NOB)两个生理菌群。硝化菌世代周期长、对溶解氧、水温、有毒物质敏感，在常见的污水处理系统的活性污泥中含量较低，但在脱氮过程起着至关重要的作用，脱氮过程中没有硝化过程就无法进行反硝化脱氮，因此硝化能力强弱直接关系到污水厂能否正常运行和能否出水达标。另外，由于工业废水具有水质波动大、成分复杂、含难降解污染物多、毒性大等特点，如果运行不当，硝化菌的硝化活性将受到抑制，导致污泥性状变差，出水氨氮浓度升高。污水系统硝化功能崩溃后，需从其他生化处理单元投加新的活性污泥，时间长、工作量大，而通过投加富集的硝化菌可以有效解决上述问题，可以减轻崩溃后的硝化系统对污水处理系统正常运行的影响。因此硝化细菌的扩培装置是目前研究热点，但由于硝化菌的特性，目前市场上缺乏系统成套的硝化菌扩培装置，导致废水脱氨处理难度增大。于2017年05月17日公告的、公告号为CN206173357U的技术专利，介绍了一种硝化细菌高密度发酵的分批培养扩培罐系统，包括通风搅拌罐罐体，其罐体主要由进料管、絮凝剂加药管、磁粉投料管、出料管、冷却夹层、搅拌机以及电极等组成，该系统的缺点是不仅需要外加磁场，而且控制参数较多，过程较复杂，无法实现全自动控制。于2017年10月27日公告的，公告号为CN206590950U的技术专利，介绍了一种溶解氧自动化控制的MBR全程硝化菌富集装置，包括反应器、进水桶、水浴锅和控制柜等组成，该装置的缺点是硝化菌产率低，富集时间长，以及菌种变异的风险大等。
技术实现思路
为了提高硝化菌在线扩培的自动化程度，降低硝化菌生产成本，解决废水氨氮处理难题，本专利技术的目的在于提供一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置及扩培方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，包括一级种子罐(1)、扩培罐、菌液暂存罐(3)、冷水机组(4)、恒温水箱(6)、空压机(9)、氮源罐(11)、碳源罐(12)及自控系统(23)，其中扩培罐为至少一个，与一级种子罐(1)相连通，每个所述扩培罐均连通有菌液暂存罐(3)；所述氮源罐(11)通过氮源管线(18)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，所述碳源罐(12)通过碳源管线(17)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，所述空压机(9)通过空气管线(19)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，分别提供发酵过程中所需的原料氮源、碳源和空气；所述一级种子罐(1)及扩培罐分别安装有搅拌装置，所述一级种子罐(1)、扩培罐及菌液暂存罐(3)的罐体上分别设有夹套(15)，该一级种子罐(1)及扩培罐上的夹套(15)分别与由蒸汽发生器(6')提供热源的恒温水箱(6)相连通，所述菌液暂存罐(3)上的夹套(15)与冷水机组(4)相连通，各所述夹套(15)的温度反馈至自控系统(23)，该自控系统(23)分别与所述搅拌装置、恒温水箱(6)及冷水机组(4)相连。所述氮源罐(11)及碳源罐(12)分别通过管线与原料配制罐(5)相连，该原料配制罐(5)上安装有搅拌装置。所述一级种子罐(1)及扩培罐上均安装有电极探头(16)，该电极探头(16)与所述自控系统(23)相连。所述一级种子罐(1)与空压机(9)之间的空气管线(19)上及扩培罐与空压机(9)之间的空气管线(19)上均设置有空气流量计(13)及电磁阀门(22)，该空气流量计(13)及电磁阀门(22)分别与所述自控系统(23)相连。所述恒温水箱(6)引出的管线上设有恒温循环泵(7)，经过该恒温循环泵(7)的管线分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐连接，并在连接的管线上分别设有与所述自控系统(23)相连的电磁阀门(22)。所述氮源罐(11)引出的氮源管线(18)上设有分别与自控系统(23)相连的计量泵(10)及电磁阀门(22)，经过该计量泵(10)及电磁阀门(22)的氮源管线(18)分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐相连。所述碳源罐(12)引出的碳源管线(17)上设有分别与自控系统(23)相连的计量泵(10)及电磁阀门(22)，经过该计量泵(10)及电磁阀门(22)的碳源管线(17)分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐相连。所述一级种子罐(1)、扩培罐及菌液暂存罐(3)上均开设有取样口(24)及排料口(25)，该一级种子罐(1)的排料口(25)通过排料管线(20)与扩培罐相连，所述扩培罐的排料口(25)通过排料管线(20)与菌液暂存罐(3)相连，在所述排料管线(20)上设有与自控系统(23)相连的电磁阀门(22)。所述一级种子罐(1)上的取样口(24)和排料口(25)设置在有效容积的1/2处，所述扩培罐上的取样口(24)和排料口(25)设置在有效容积的1/3、1/2或3/4处，所述菌液暂存罐(3)上的取样口(24)和排料口(25)设置在有效容积的1/3、1/2或3/4处。所述扩培罐与一级种子罐(1)的容积比为5/1～15/1。一种利用所述装置多级放大的硝化菌全自动在线扩培方法，将经硝化细菌于种子罐1中发酵后培养，待菌株培养至对数生长期后通过空压机在线压入扩培罐中进行扩培，整个扩培周期为70-75h，扩培发酵后将发酵液培养物再通过空压机压入菌液暂存罐；而后再重新引入硝化细菌通过种子罐、扩培罐进行在线扩培，扩培后将培养物再次压入菌液暂存罐，通过反复注入新硝化细菌进而于菌液暂存罐获得大量富集培养的发酵物。所述硝化细菌培养至对数生长期，按照现有技术完成。所述扩培培养中扩培罐内加入供生长至对数生长期的硝化细菌生长的营养物质，并于100-150r/min的搅拌转速、DO控制在40％-50％、pH为7.5，25-30℃下扩培至培养液中溶解氧降至30％时，调整搅拌转速在150-200r/min的、DO控制在30％-60％、pH为7.5，25-30℃下继续扩培，整个扩培周期为70-75h；其中，整个扩培过程中控制培养液中氨氮浓度为150-300mg/L。所述营养物质按重量百分比计，10％氯化铵、20％碳酸钠、0.2％硫酸镁、0.2％氯化钾、0.02％硫酸亚铁、0.1％氯化钙、2％氯化钠和0.001％硫酸锰，余量为水。本专利技术的优点与积极效果为：1.本专利技术装置具有结构简单、操作方便，自动化程度高，可实现工业化放大等特点。2.本专利技术采用pH电极、DO电极、MLSS电极以及温度电极连锁控制硝化菌扩培过程中所需原料投加量和扩培条件，硝化菌培养效率高。3.本专利技术采用从小规模至大规模的连续扩培方法，充分利用了微生物生长周期规律，将处于最佳活性状态的菌种应用于工业化放大，所得菌种收率高、活性高。4.本专利技术采用冷水机组保藏扩培后的硝化菌，硝化菌活化周期短，活性高。5.本专利技术可同时连接多个扩培罐，提高扩培效率。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；其中：1为一级种子罐，2为二级扩培罐，3为菌液暂存罐，4为冷水机组，5为原料配制罐，6为恒温水箱，6'为蒸汽发生器，7为恒温循环泵，8为料液输送泵，9为空压机，10为计量泵，11为氮源罐，12为碳源罐，13为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，其特征在于：包括一级种子罐(1)、扩培罐、菌液暂存罐(3)、冷水机组(4)、恒温水箱(6)、空压机(9)、氮源罐(11)、碳源罐(12)及自控系统(23)，其中扩培罐为至少一个，与一级种子罐(1)相连通，每个所述扩培罐均连通有菌液暂存罐(3)；所述氮源罐(11)通过氮源管线(18)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，所述碳源罐(12)通过碳源管线(17)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，所述空压机(9)通过空气管线(19)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，分别提供发酵过程中所需的原料氮源、碳源和空气；所述一级种子罐(1)及扩培罐分别安装有搅拌装置，所述一级种子罐(1)、扩培罐及菌液暂存罐(3)的罐体上分别设有夹套(15)，该一级种子罐(1)及扩培罐上的夹套(15)分别与由蒸汽发生器(6')提供热源的恒温水箱(6)相连通，所述菌液暂存罐(3)上的夹套(15)与冷水机组(4)相连通，各所述夹套(15)的温度反馈至自控系统(23)，该自控系统(23)分别与所述搅拌装置、恒温水箱(6)及冷水机组(4)相连。

【技术特征摘要】
1.一种多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，其特征在于：包括一级种子罐(1)、扩培罐、菌液暂存罐(3)、冷水机组(4)、恒温水箱(6)、空压机(9)、氮源罐(11)、碳源罐(12)及自控系统(23)，其中扩培罐为至少一个，与一级种子罐(1)相连通，每个所述扩培罐均连通有菌液暂存罐(3)；所述氮源罐(11)通过氮源管线(18)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，所述碳源罐(12)通过碳源管线(17)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，所述空压机(9)通过空气管线(19)分别与一级种子罐(1)及扩培罐相连通，分别提供发酵过程中所需的原料氮源、碳源和空气；所述一级种子罐(1)及扩培罐分别安装有搅拌装置，所述一级种子罐(1)、扩培罐及菌液暂存罐(3)的罐体上分别设有夹套(15)，该一级种子罐(1)及扩培罐上的夹套(15)分别与由蒸汽发生器(6')提供热源的恒温水箱(6)相连通，所述菌液暂存罐(3)上的夹套(15)与冷水机组(4)相连通，各所述夹套(15)的温度反馈至自控系统(23)，该自控系统(23)分别与所述搅拌装置、恒温水箱(6)及冷水机组(4)相连。2.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，其特征在于：所述氮源罐(11)及碳源罐(12)分别通过管线与原料配制罐(5)相连，该原料配制罐(5)上安装有搅拌装置。3.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，其特征在于：所述一级种子罐(1)及扩培罐上均安装有电极探头(16)，该电极探头(16)与所述自控系统(23)相连。4.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，其特征在于：所述一级种子罐(1)与空压机(9)之间的空气管线(19)上及扩培罐与空压机(9)之间的空气管线(19)上均设置有空气流量计(13)及电磁阀门(22)，该空气流量计(13)及电磁阀门(22)分别与所述自控系统(23)相连。5.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，其特征在于：所述恒温水箱(6)引出的管线上设有恒温循环泵(7)，经过该恒温循环泵(7)的管线分别与所述一级种子罐(1)和扩培罐连接，并在连接的管线上分别设有与所述自控系统(23)相连的电磁阀门(22)。6.根据权利要求1所述多级放大的硝化菌全自动在线扩培装置，其特征在于：所述氮源罐(...

【专利技术属性】
技术研发人员：安鹏，杨德玉，方广君，赵彭年，朱婧涵，王加友，丁一凡，
申请(专利权)人：沈阳化工研究院设计工程有限公司，沈阳化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21