[发明专利]一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物学领域和环境科学领域的交叉科学技术，涉及一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的方法。

背景技术

微生物是地球上最早出现的一种生物，已经成为地球上无所不在、种类众多的巨大生物量，广泛的参与自然界的成岩成矿过程。基于自然界微生物成岩成矿的过程，微生物被从自然界分离出来，通过认为调控，将其在自然界漫长的胶结过程控制在较短的时间内完成，进而制备了种类繁多的微生物材料，普遍应用于地基加固、边坡防护、扬尘治理、重金属钝化、有机物降解及建筑预制品制备。与传统的物理、化学方法相比，微生物方法环境友好、无二次污染，投资少、见效快，操作简单。

作为液态的微生物产品，储存条件苛刻，菌体体积大、运输不便，且成本较高。鉴于液态产品的缺点，固态菌粉在储存、运输方面具有很大的优势，有利于实现微生物材料的规模应用。对于一类高粘性质的微生物，在制备菌粉是必须负载一定的固相载体，如胶质类微生物在制备菌粉时负载碳酸钙、陶粒等，而菌粉的再生复活、载体的处理、载体堵塞喷洒设施、规模连续化应用等成为工程应用亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的系统及方法，以能够有效提高微生物菌体再生复活率，实现载体的循环利用，解决载体堵塞喷洒设施的难题，可通过车载形式实现工程应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的系统，包括粉料供给系统、逆向解溶沉降系统、二次解溶溢流系统和自然沉降溢流系统，其中，

所述粉料供给系统包括粉料箱，粉料箱内设置有螺旋杆，螺旋杆连接有用于驱动其转动的驱动电机，粉料箱的出口处设置有电机并连接有输送管，输送管连接逆向解溶沉降系统；

所述逆向解溶沉降系统的一侧顶部设置有粉料加料口，底部设置有进水口，另一侧的顶部设置有第一溢流口，逆向解溶沉降系统内设置有两个搅拌器；

所述二次解溶溢流系统的一侧底部设置有二次解溶溢流系统进口，另一侧的顶部设置有第二溢流口，二次解溶溢流系统内设置有第三搅拌器；

所述自然沉降溢流系统的一侧底部设置有自然沉降溢流系统进口，另一侧的顶部设置有第三溢流口。

进一步的，所述逆向解溶沉降系统、二次解溶溢流系统和自然沉降溢流系统的底部均设置有两端有截止阀的沉降室。

进一步的，所述逆向解溶沉降系统、二次解溶溢流系统和自然沉降溢流系统均设有夹套，并在底部和顶部分别设置有夹套进口和夹套出口。

进一步的，所述逆向解溶沉降系统中的两个搅拌器逆向旋转搅拌。

进一步的，所述逆向解溶沉降系统的粉料加料口靠近第一溢流口一侧设有隔离板。

进一步的，所述进水口、二次解溶溢流系统进口、自然沉降溢流系统进口的连接管路上均设置有离心泵和转子流量计。

一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的方法，步骤如下：

(1)微生物材料加入粉料供给系统的粉料箱，通过螺旋杆、电机、输送管输送至逆向解溶沉降系统的粉料加料口；水由进水口进入逆向解溶沉降系统；粉料和水进入逆向解溶沉降系统后，在两个搅拌器作用下逆向搅拌混匀解溶，微生物菌株溶于水后制备微生物菌液粗品，固相载体沉降至逆向解溶沉降系统底部；

(2)逆向解溶沉降系统制备的微生物菌液粗品通过第一溢流口输送至二次解溶溢流系统的进口；微生物菌液粗品在第三搅拌器作用下再次混匀解溶，解溶的固相载体沉降至二次解溶溢流系底部；

(3)二次解溶溢流系统进一步处理的微生物菌液通过第二溢流口输送至自然沉降溢流系统的进口；微生物菌液在重力作用下自然沉降，残留的固相载体沉降至自然沉降溢流系统底部，制备的微生物菌液直接进入喷洒设施。

进一步的，逆向解溶沉降系统、二次解溶溢流系统和自然沉降溢流系统中的固相载体沉降在底部，进入各自底部的沉降室，待沉降室中固相载体积累到一定量时，收集固相载体，收集的固相载体可循环利用。

进一步的，加热介质在加热设备中加热后经由设置于逆向解溶沉降系统上的第一夹套进口进入，经由第一夹套出口流出的加热介质经由第二夹套进口进入二次解溶溢流系统的夹套；第二夹套出口流出的加热介质经由第三夹套进口进入自然沉降溢流系统的夹套，加热介质经由第三夹套出口回到加热设备中，加热后再由第一夹套进口进入逆向解溶沉降系统，实现加热介质的循环利用。

本发明的有益效果是：