[发明专利]溶解氧自动化控制的海洋氨氧化古菌富集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种溶解氧自动化控制的海洋氨氧化古菌富集装置。

背景技术

硝化-反硝化生物脱氮是废水脱氮最常用的技术之一，氨氧化过程是硝化过程的关键步骤和限速步骤。长期以来，氨氧化细菌被认为是氨氧化过程的主要承担者，但最近，研究者发现氨氧化古菌也是氨氧化过程的承担者，由于氨氧化古菌有着独特的生理生化特性和工程应用价值，已受到广泛的关注。

氨氧化细菌是废水处理系统中常见的微生物，但易受环境条件的影响，这限制了短程硝化工艺的应用。然而，氨氧化古菌具有较宽的环境耐受范围，对氨氮的亲和力远高于氨氧化细菌，其亲和力常数为0.13～2.0μM；对氧气的亲和力也远高于氨氧化细菌，在溶解氧1～2mg/L的条件下便可正常生长；对低pH的耐受性也远强于氨氧化细菌，氨氧化古菌能够在pH为4.5的条件下正常进行氨氧化，而氨氧化细菌只要pH低于6.5就无法正常生长；对温度的适应性也远强于氨氧化细菌，氨氧化古菌可以在2～80 ^oC条件下正常生长，而氨氧化细菌的生长温度范围较窄。此外，在海洋生境中发现了大量的氨氧化古菌，说明氨氧化古菌对盐度有很强的耐受性。以上这些特性，使得氨氧化古菌在废水深度处理、酸性废水生物脱氮、高温/低温废水生物脱氮以及高盐废水生物脱氮等方面具有显著的优势。

据报道，在海洋环境中，氨氧化古菌可以占到微生物总数的20%，在海洋的氮循环中必定起着重要作用，研究海洋氨氧化古菌对微生物研究、地球化学研究、生态研究和工程研究都有着重要意义。然而，氨氧化古菌生长缓慢，受剪切力影响大，富集培养中来自氨氧化细菌的竞争强，因此很难获得较纯的富集培养物，这极大地限制了相关的研究和应用。为获得高纯的海洋氨氧化古菌富集培养物，需要提供具选择性富集条件的装置，即选择性地促进海洋氨氧化古菌生长，并限制氨氧化细菌的生长，所以有必要设计一种专门用于海洋氨氧化古菌富集的装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有培养装置溶解氧控制差、水力剪切力大、生物量流失严重等不足，提供一种溶解氧自动化控制的海洋氨氧化古菌富集装置。

溶解氧自动化控制的海洋氨氧化古菌富集装置包括反应器、进水器、低温水浴锅和控制柜，其中反应器包括漏斗形罐体、反应器气压平衡口、反应器DO探头、反应器出水口、反应器进水口、控温夹套、控温夹套出水口、控温夹套进水口和反应器进水泵，进水器包括第一进水器隔板、第二进水器隔板、第三进水器隔板、配水区、增氧区、沉淀区、排水区、进水器DO探头、补料管、补料泵、补料桶、进水器出水口、曝气盘、空气泵、电磁阀、氮气钢瓶、进水器进水管、进水器出气口和进水器排水口；反应器主体为漏斗形罐体，漏斗形罐体上端设有反应器气压平衡口和反应器DO探头，漏斗形罐体上部右侧设有反应器出水口，漏斗形罐体下端设有反应器进水口，漏斗形罐体外侧设有控温夹套，控温夹套上部左侧设有控温夹套出水口，控温夹套下部右侧设有控温夹套进水口；进水器被第一进水器隔板、第二进水器隔板和第三进水器隔板分割为配水区、增氧区、沉淀区和排水区四部分，配水区上端设有进水器DO探头和补料管，补料管通过补料泵与补料桶相连，配水区底部设有进水器出水口，进水器出水口通过反应器进水泵与反应器进水口相连，增氧区上部与配水区相通，底部设有曝气盘，曝气盘一路通过空气泵与大气相通，曝气盘另一路通过电磁阀与氮气钢瓶相连，沉淀区上端设有进水器进水管，进水器进水管与反应器出水口相连，沉淀区下部与增氧区相通，排水区上端设有进水器出气口，排水区右侧设有进水器排水口，排水区下部与沉淀区相通；低温水浴锅与控温夹套出水口和控温夹套进水口相连；控制柜与反应器DO探头、进水器DO探头、空气泵和电磁阀相连。