[实用新型]一种多参数厌氧生物反应动力学分析装置

说明书

技术领域

本实用新型属于工业有机废弃物、有毒物质处理及其他厌氧生物反应动力学控制技术领域，具体涉及一种多参数厌氧生物反应动力学分析装置。

背景技术

随着经济快速发展、科学技术、国防建设大大加强和工业生产能力提升等方面的迅速改变，使得工业有机废弃物、有毒物质的数量急剧增加。由于工业有机废弃物、有毒物质的使用量大、种类繁多，经使用后进入环境中，最终进入水体中，使得多数江河湖海水质下降甚至失去其使用功能，造成严重的水污染问题，加剧水资源的短缺，形成恶性循环的局面。同时，我国矿物能源资源人均占有率低，而且与发达国家相比，我国矿物能源资源的利用率和回收率都相对较低，使得我国对再生能源的需求日益增加。

厌氧生物处理技术不仅具有运行成本低、节能、剩余污泥量少、可以处理高浓度的特点，而且还能产生甲烷，而甲烷被认为是理想的清洁能源，是生物质能源的重要组成部分。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第4位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。

厌氧生物处理技术是利用特定的厌氧生物发酵分解有机物，并产生甲烷和二氧化碳的处理技术。其中，生物发酵技术是整个厌氧生物处理技术的核心部分。生物发酵过程是一个非性线、多变量和随机性的动态过程。温度、pH、氧化还原电位、培养基成分、产物组成及含量等均是生物发酵过程的重要控制参数。

在以往的生物发酵检测过程中，往往人工收集参数或离线分析参数，不仅不能及时反映发酵过程的状态，而且无法实现自动控制和连续记录参数，甚至把发酵瓶条件进行工业放大时，发酵结果经常相差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题而提供了一种成本低、操作简单、实时在线检测厌氧生物发酵过程的多参数厌氧生物反应动力学分析装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种多参数厌氧生物反应动力学分析装置，包括超薄数字温控磁力搅拌器和中控系统，所述超薄数字温控磁力搅拌器和所述中控系统电路连接，所述中控系统控制所述超薄数字温控磁力搅拌器，所述超薄数字温控磁力搅拌器上放置摇瓶，所述摇瓶顶端安装压力传感器，所述压力传感器与所述中控系统电路连接，所述摇瓶上端开有两个支管口，所述一个支管口与球阀和注射器相连，所述另外一个支管口与第一电磁阀的一端相连，所述第一电磁阀的另外一端与多通阀相连，所述第一电磁阀的电控装置与中控系统电路连接，所述摇瓶下端开有一个支管口，所述支管口内插入数字检测仪，所述多通阀的两端分别连接外部第一电磁阀和微型计量泵，所述外部第一电磁阀的另外一端与储气瓶相连，所述微型计量泵的抽气端与多通阀相连，所述外部微型计量泵的排气端与外部第二电磁阀相连，所述外部第二电磁阀的另外一端与大气相通，所述外部第一电磁阀、外部第二电磁阀和所述微型计量泵的电控装置与所述中控系统电路连接，所述多通阀与所述中控系统电路连接。

优选地，所述摇瓶的数量呈二的倍数增长。

优选地，所述多通阀的支管口数量随摇瓶数量加二增长。

更优选地，所述摇瓶的数量为六个，所述多通阀为八通阀。

进一步地，所述摇瓶内装有混合液，所述混合液由体积比为1:1的培养基混合液和菌种混合液组成，所述菌种混合液为梭菌菌液、耗氢产乙酸菌菌液、食乙酸产甲烷菌液以及产甲烷菌菌液的混合。

进一步地，所述数字检测仪包括pH电极、温度电极和氧化还原电位电极，所述数字检测仪的探针浸泡到混合液中。

优选地，所述摇瓶上端的一个支管口通过硅胶管与所述球阀和所述注射器相连，所述另外一个支管口通过硅胶管与所述第一电磁阀的一端相连，所述多通阀的两端分别通过硅胶管与所述外部第一电磁阀和所述微型计量泵连接，所述外部第一电磁阀的另外一端通过硅胶管与储气瓶相连，所述微型计量泵的排气端通过硅胶管与所述外部第二电磁阀的一端相连，所述外部第二电磁阀的另一端通过硅胶管大气相通。

进一步地，所述多通阀上安装甲烷传感器、氧气传感器和二氧化碳传感器，所述甲烷传感器、氧气传感器和二氧化碳传感器与所述中控系统电路连接，所述中控系统与上位机电路连接。

进一步地，所述中控系统包括可编程逻辑控制器PLC、时间继电器、多通阀、外部第一电磁阀、外部第二电磁阀和微型计量泵；所述可编程逻辑控制器PLC、时间继电器、多通阀、外部第一电磁阀、外部第二电磁阀和微型计量泵可在所述中控系统内部；所述中控系统紧靠所述超薄磁力搅拌器。

更进一步地，所述超薄数字温控磁力搅拌器为防水型，所述超薄数字温控磁力搅拌器上安装隔热罩，所述隔热罩上面安装有把手。