处理低浓度氨氮的好氧生物膜的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于水环境保护领域，具体的涉及一种处理低浓度氨氮的好氧生物膜的装置，其包括培养液贮存箱，培养反应器和微孔曝气装置，培养液贮存箱和培养反应器底部的进口通过管线相连接，管线上装有阀门和进水泵；培养反应器的顶部与出水管和出气管相连接，培养反应器内部装有载体；微孔曝气装置包括微孔曝气盘和气泵，微孔曝气盘置于培养反应器底座内，并与气泵相连，其特征在于：所述的培养反应器分为培养反应器下部、培养反应器中部、培养反应器上部三部分，载体位于培养反应器中部，培养反应器下部装有包含固态培养基和微生物的管材；管材两端口敞开，管壁均匀分布孔。本实用新型专利技术利用固相和液相培养相结合的方式，使得接种的硝化功能微生物菌种在不含有机碳源且氨氮浓度低的条件下中稳定生长，繁殖后通过硅胶管敞开的两端及管壁上的孔洞不断向培养液中释放，随着培养液的流动持续与位于培养反应器中部的载体接触，形成能够处理低浓度氨氮的好氧生物膜，可以快速培养对水体中低浓度氨氮去除有高亲和力的好氧生物膜。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水环境保护领域，具体的涉及一种处理低浓度氨氮的好氧生物膜的装置，具体涉及一种利用固相和液相培养相结合的方式，培养用于地表水体(诸如湖泊，河流，水库及池塘)中低浓度氨氮硝化去除的好氧生物膜。
技术介绍
环境是人类赖以生存和发展的基础，然而随着工业化和城市化进程的加快，过量氨氮进入水体，严重污染了水体环境。氨氮是一种含氮化合物，以离子态和非离子态两种形式存在于水中。在天然和没有受到人类污染的河流和湖泊，含氮化合物的水平往往很低，一般也是被锁定在水体中植物和动物体内。然而，随着人类活动的加剧，由于生活和工业废水的直接排放、周边土地面源污染及水产养殖，地表水体包括湖泊及河流中氨氮浓度上升，导致了地表水体氨氮污染问题。地表水体氨氮污染于工业和生活废水中氨氮污染有明显区别，其差别主要在于氨氮浓度。根据氨氮含量的不同，工业和生活废水可分为高浓度氨氮废水(氨氮浓度大于500 mg/L)、中浓度氨氮废水(氨氮浓度范围50 500 mg/L)、和低浓度氨氮废水(氨氮浓度范围5-50 mg/L)三类。按照废水处理排放标准，出水中氨氮浓度不高于15 mg/L即可达标排放。然而氨氮污染的地表水体中氨氮浓度相对就低的多，一般也不会高于5 mg/L。目前对地表水体中氨氮引起的环境和健康问题认识不清楚。饮用水中氯化了的氨氮超过0. 2 mg/L会引起嗅味的问题。对于淡水物种，水体中氨氮浓度处于0. 53至22. 8 mg/L的范围一般认为有毒，但问题是氨氮大于0. lmg/L就会引起问题，可能会损害淡水鱼类眼睛、鳃和内脏器官的发育。最新的研究表明，氨氮浓度处于I至4 mg/L将有利于蓝藻生长和爆发。因此，地表水体中氨氮浓度即使不高，也需要治理。对于低浓度氨氮废水的处理方法主要有电渗析法、反渗透法、空气吹脱法、选择离子交换法和生物脱氮法等，其中电渗析法和反渗透法成本很高，空气吹脱法和选择离子交换法一般只能作为预处理或后续处理手段，生物脱氮法经济、有效，是目前运用最广，最具前景的方法。目前的生物脱氮法的原理是通过硝化和反硝化这两个相互独立的过程来进行，其中微生物硝化过程需要消耗氧气。硝化细菌是自养细菌，利用无机碳源而不利用有机碳源，生长速度极为缓慢，培养和增值都比较困难，所以硝化过程是氨氮生物处理的关键限制步骤。硝化细菌悬浮生长所要求的生物反应器必须有很强的截流污泥的作用，因而限制了反应器的处理能力或者需要复杂的污泥沉降和回流系统。而硝化细菌生物膜方式解决了生物处理系统内水力停留时间和污泥停留时间控制中的不协调问题，在提高系统的处理量时不会导致缓慢生长的硝化细菌随水流排出。需要说明的是培养适合低浓度氨氮去除好氧生物膜是比较困难。为了使培养的生物膜在低浓度氨氮条件下具有高硝化活性，培养液中氨氮浓度同样应该很低，因为高浓度氨氮培养液通常会驯化出具有去除高氨氮浓度活性的生物膜，但是去除低氨氮浓度时活性低，速率低。使用低氨氮浓度的培养液进行培养，成功率不高，因为接种的菌种很容易流失，导致培养过程失败。因此，需要技术一种能够快速在低氨氮浓度的培养液中培养出适合低浓度氨氮去除好氧生物膜的装置及方法。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题提供一种处理低浓度氨氮的好氧生物膜的培养装置。本技术实现其技术目的所采用的技术方案如下。一种处理低浓度氨氮的好氧生物膜的培养装置，包括培养液贮存箱，培养反应器和微孔曝气装置，培养液贮存箱和培养反应器底部的进口通过管线相连接，管线上装有阀门和进水泵；培养反应器的顶部与出水管和出气管相连接，培养反应器内部装有载体；微孔曝气装置包括微孔曝气盘和气泵，微孔曝气盘置于培养反应器底座内，并与气泵相连；所述的培养反应器分为培养反应器下部、培养反应器中部、培养反应器上部三部分，载体位于培养反应器中部，培养反应器下部装有包含固态培养基和微生物的管材；所述的管材两端口敞开，管壁均匀分布孔洞。所述的管材为硅胶管。所述的管材长度为l-2cm，内径为1cm。所述的管材中的微生物是从长期经受低浓度氨氮环境胁迫及驯化的自然环境采取的混合微生物种群。所述的培养液贮存箱中培养液中氨氮浓度为2-4 mg/L,并且不含有机碳源。所述的固态培养基包括低浓度氨氮但不含有机碳源。进一步的，所述的固态培养基的配方为每升培养基中含有IOmg NH4CIjO. 4g NaHCO3, Ig KH2PO4, Ig K2HPO4, 2mL微量元素浓缩液。微量元素浓缩液组成为每升浓缩液中含有I. 25g EDTA，0. 55g ZnSO4 7H20，0. 40g CoCl2 6H20,1. 275g MnCl2 4H20，0. 40g CuSO4 5H20，0. 05g Na2MoO4 2H20,1. 375gCaCl2 2H20,1. 25g FeCl3 6H20，44. 4g MgSO4 7H20。所述的载体为塑料空心小球。所述的载体为弹性填料。采用上述技术方案的积极效果本技术利用固相和液相培养相结合的方式，使得接种的硝化功能微生物菌种在不含有机碳源且氨氮浓度低的条件下中稳定生长，繁殖后通过硅胶管敞开的两端及管壁上的孔洞不断向培养液中释放，随着培养液的流动持续与位于培养反应器中部的载体接触，形成能够处理低浓度氨氮的好氧生物膜，可以快速培养对水体中低浓度氨氮去除有高亲和力的好氧生物膜；本技术以自然水体和沉积物中微生物作为接种菌种，无污染、运行成本低、通用性好，不仅绿色环保，且环境相容性好；此外，整个工艺运行操作简单，安装简便，管理方便，不破坏湖泊具有的景观功能，培养的生物膜具有有效去除水体中低浓度的氨氮能力，可用于各种天然和人工地表水体的污染控制和水质改善。附图说明图I是本技术所述的装置的纵剖面构造图。图2是对比试验例中湖水中氨氮浓度的变化对比。图中I-培养液贮存箱，2-阀门，3-进水泵，4-培养反应器下部，5-培养反应器中部，6-培养反应器上部，7-气泵，8-气体流量计，9-微孔曝气盘，10-反应器底座，11-包含固态培养基和微生物的硅胶管，12-载体，13-出水管，14-出气管，15-气泡，16-液面位置。具体实施方式以下结合附图对本技术进一步说明。实施例I图I是本技术所述的装置的纵剖面构造图，如图所示，一种处理低浓度氨氮的好氧生物膜的培养装置，包括培养液贮存箱1，培养反应器和微孔曝气装置，培养液贮存箱I和培养反应器底部的进口通过管线相连接，管线上装有阀门2和进水泵3，培养液贮存 箱I中培养液中氨氮浓度为2-4 mg/L，并且不含有机碳源。培养反应器的顶部与出水管13和出气管14相连接，培养反应器内部装有载体12。微孔曝气装置包括微孔曝气盘9和气泵7,微孔曝气盘9置于培养反应器底座10内，并与气泵7相连,为培养反应器内部提供氧气， 氧气形成的气泡15上升到液面位置16。微孔曝气盘9和气泵7之间还可以加装气体流量计8，对气体流量进行及时监测。培养反应器分为培养反应器下部4、培养反应器中部5、培养反应器上部6三部分，三部分之间可以拆卸，载体12位于培养反应器中部5，培养反应器下部4装有包含固态培养基和微生物的管材11，其中，固态培养基包括低浓度的氨氮但不含有机碳源。其中，只要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种处理低浓度氨氮的好氧生物膜的培养装置，包括培养液贮存箱(I)，培养反应器和微孔曝气装置，培养液贮存箱(I)和培养反应器底部的进ロ通过管线相连接，管线上装有阀门(2)和进水泵(3);培养反应器的顶部与出水管(13)和出气管(14)相连接，培养反应器内部装有载体(12);微孔曝气装置包括微孔曝气盘(9)和气泵(7)，微孔曝气盘(9)置于培养反应器底座(10)内，并与气泵(7)相连，其特征在于所述的培养反应器分为培养反应器下部(4)、培养反应器中部(5)、培养反应器上部(6)三部分，载体(12)位于培养反应器中部(5),...

【专利技术属性】
技术研发人员：江和龙，
申请(专利权)人：江和龙，
类型：实用新型
国别省市：