[实用新型]一种VOCs增溶菌的开放式发酵培养装置

说明书

技术领域

本实用新型属于生物降解技术领域。更具体地，涉及一种VOCs增溶菌的开放式发酵培养装置。

背景技术

石油化工、制药、油漆、涂料、电子制造、表面防腐、制鞋、印刷及交通运输等行业在生产及使用过程中产生大量挥发性有机物（简称VOCs），挥发性有机物（volatileorganiccompoundsVOCs）定义为熔点低于室温，沸点在50～260℃之间的有机化合物的总称，目前已鉴定的VOCs达300多种，最常见的是苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、丙酮及丁酮等。VOCs的许多成分具有毒性，有的还具有致癌作用；如苯和甲苯是VOCs相关行业使用广泛的有机溶剂，它们以气态形式存在于空气中，进入人体后可长期滞留，即使低浓度也会带来持续性损害，长期与之接触有引发白血病的可能，苯已被世界卫生组织列为强致癌物。由于工业的迅猛发展，VOCs排放量与日剧增，VOCs因具有排放量大、种类多、毒性强、难降解的特点，已成为全球关注的焦点。

VOCs的处理方法很多，包括冷凝法、吸收法、吸附法和膜分离法、催化燃烧法、等离子体法、光催化氧化法及生物法等。目前应用较多的主要是吸附法、催化燃烧法、等离子体法和生物法。其中，吸附法主要是将污染物转移至吸附剂，吸收剂需解吸、再生或更换，故其成本高并存在二次污染的风险。催化燃烧法处理比较彻底，但耗能大，成本高。等离子体法是近年来用于处理VOCs的新技术，但此法易产生二次污染，且降解效率低，能耗高，不适宜工业应用。而生物法因操作简单、成本低、无二次污染备受青睐，但是，由于VOCs的水溶性差，导致其可生化性偏低，故限制了该技术的应用。提高VOCs可生化性的重要途径就是对其增溶，表面活性剂对VOCs具有良好的增溶作用。利用表面活性剂提高疏水性有机污染物的溶解性国内外已有展开，但大多利用的是化学表面活性剂，而化学表面活性剂具有毒性且难降解，易引起二次污染。生物表面活性剂（简称BST）不仅具有良好的表面活性和乳化性能，且具有无毒、易于生物降解等独特优势，使其在VOCs生物治理方面具有广阔的应用前景。

目前利用生物表面活性剂对VOCs增溶主要有以下两种，第一种方法：可在VOCs处理系统中加入纯的生物表面活性剂，但此方法涉及到生物表面活性剂的提取和纯化，故成本极高，同时，在提取与纯化过程中生物表面活性剂可能遭到破坏；第二种方法：可在VOCs反应器中直接接入产能够对VOCs增溶的生物表面活性剂的外源菌，但是也要先分离纯化获取合适的外源菌，而且外源菌与VOCs反应器中的内源菌存在竞争，外源菌因适应能力弱往往无法成为优势菌而失去作用，特别是像VOCs这样的特殊环境，引入的外源菌更难以生存。

本发明人的前期研究工作得出了一种能够产生VOC增溶剂的增溶菌的活化方法，并以增溶菌的发酵液直接作为增溶剂使用，使用简单、成本大大降低、工艺简单、无二次污染，具有很好的应用价值。但是，该法仍然是采用的传统微生物培养发酵方法，即需在无菌条件下进行培养发酵。对于大规模的实际工程生产应用而言，显然处处需要无菌的条件仍然相对比较复杂、需要额外的提供无菌环境所需的成本。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和技术不足，提供一种VOCs增溶菌的开放式发酵培养装置，可实现VOCs增溶微生物的完全开放式的自然发酵，为BST的大批量生产提供技术支持；通过本实用新型的装置和配套使用的自然发酵体系，有望突破VOCs因难溶于水而影响其生物降解这一技术瓶颈，为VOCs的高效生物处理提供科学依据。

本实用新型的目的是提供一种VOCs增溶菌的开放式发酵培养装置。

本实用新型上述目的通过以下技术方案实现：

一种VOCs增溶菌的开放式发酵培养装置，包括一个无菌操作箱1和若干个依次连接的培养容器2，最后一个培养容器2位于无菌操作箱1外部，其余培养容器2均设置于无菌操作箱1内部；所述培养容器2通过气流管与曝气装置3连接，气流管通过曝气装置3上的通气口密封伸入培养容器2内部；所述依次连接是通过流液管5连接，流液管5两端分别通过培养容器2上的开孔密封伸入培养容器2内部。

所述流液管5上设置有计量泵6和阀门7；优选地，流液管5上还设置有流量计，以控制菌液的流量。

所述培养容器2用若干层过滤材料4封口，按照培养容器2依次连接的顺序，过滤材料递减一层，位于无菌操作箱1外部的最后一个培养容器2不封口。

所述流液管5上设置有出液管8，出液管8上设置有阀门，出液管8出口处连接抽液装置9。优选地，所述抽液装置9可为注射器或抽液器等等。