[发明专利]原位修复富氮地热水效果的模拟实验装置及其实验方法

说明书

原位修复富氮地热水效果的模拟实验装置，包括电脑、试验台和位于试验台一侧的实验反应器，电脑放置在试验台上表面，实验反应器包括支撑框架、保温桶和漏桶，支撑框架外型呈圆柱形，支撑框架顶部外缘设有环形的连接法兰；保温桶设在支撑框架内，保温桶包括上下通透的外桶体和内桶体，外桶体的中心线沿垂直方向设置，内桶体的半径小于外桶体的半径，内桶体同轴线设置在外桶体内，外桶体的底部与内桶体的底部之间固定设有环形的连接板；本发明模拟效果佳，可精确地模拟反硝化细菌在原位修复富氮地热水的真实情况。

技术领域

本发明涉及一种采用反硝化菌菌株原位修复富氮地热水效果的模拟实验装置及其实验方法。

背景技术

地下水硝酸盐原位微生物处理技术是指将受到硝酸盐污染的地下水体依赖反硝化细菌和人为创造的促进反硝化反应的条件直接在原地进行处理。反硝化细菌原位修复技术作为地下水脱氮的一种方式，具有方法简单、费用低廉、反应迅速，受外界环境影响较小等特点，该技术在处理富氮地下水中具有重要的地位和广阔的应用前景。获得有效的反硝化细菌是原位微生物修复地下水中硝酸盐污染的关键。环境不同，适合的反硝化细菌也不尽相同，因此通过实验室模拟研究选择适合的反硝化菌能有效的提高反硝化效率。

现有的实验装置采用SY-3005QB发酵罐，该发酵罐是带搅拌的夹套式加热的SY-3000系列生物发酵罐的一种。罐体体积为5L，发酵罐罐体采用硼硅玻璃组成，盖板采用不锈钢316L组成。其控制系统是基于工业以太网控制技术的新一代生物发酵成套系统，代表了目前国内发酵罐自动控制系统的最高水平。SY-3005QB发酵罐主要由罐体、搅拌器和挡板、消泡器、联轴器和轴承、变速装置、空气分布装置、轴封以及换热装置组成。罐顶装有视镜及灯镜，进料管，补料管、排气管、接种管和压力表接管。罐身上设有冷却水进出管，进空气管、温度计管和检测仪表接口，其侧壁设置有取样口。搅拌器的主要作用是使通入的空气分散成气泡并与发酵液充分混合，使气泡细碎以增大气——液界面，来获得所需要的溶解氧速率，并使生物细胞悬浮分散于发酵体系中，以维持适当的气——液——固（细胞）三相的混合与质量传递，同时强化传热过程。现有实验方法为：使用硝酸盐和亚硝酸盐配置所需模拟地热水，121℃灭菌20min后装入发酵罐中，按5%（v/v）的比例接入标准种子液，每隔2h检测混合液的NO₃--N、NO₂--N、TN的浓度。为模拟反硝化细菌原位修复富氮地热水的真实情况，尽可能还原取水热储层的原始环境，设置初始pH值为8.16、温度为38.9℃、溶解氧为2.57 mg/L。相同条件下以未接种的模拟地热水（罐体灭菌，培养基不灭菌）作为空白对照。由于深层地热水水温普遍较高，因此筛选耐高温的高效反硝化菌很有必要，菌种应在高温条件下进行长期驯化，方能使其更好地适应地热水的偏高温环境。但是现有的实验仪器相对简单且环境还原能力不强，难以反映复杂的现场地热水文地质特征，因此现有的原位修复富氮地热水室内模拟并不能完全代表实际情况。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种模拟效果佳、实验数据精准的原位修复富氮地热水效果的模拟实验装置及其实验方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：原位修复富氮地热水效果的模拟实验装置，包括电脑、试验台和位于试验台一侧的实验反应器，电脑放置在试验台上表面，实验反应器包括支撑框架、保温桶和漏桶，支撑框架外型呈圆柱形，支撑框架顶部外缘设有环形的连接法兰；