[发明专利]一种用于研究河道微生物膜生长影响因素的反应装置

说明书

本发明公开了一种用于研究河道微生物膜生长影响因素的反应装置，包括反应池、循环系统和溶解氧电极检测系统；反应池通过循环系统进行污水循环；溶解氧电极检测系统的检测探头伸入反应池中，实时检测反应池内液相、边界层相以及生物膜相的溶解氧浓度值。本发明装置由反应池、循环配水系统以及溶解氧电极检测系统构成一体化设备，模拟河道采用循环配水系统，生物膜生长过程中可通过带有刻度的刀尺进行观测生物膜厚度的变化，待系统稳定后，用刀尺对取样口处的生物膜进行准确切割可用来测定平均生物膜密度，同时通过溶解氧电极测定液相、边界层相、生物膜相的溶解氧浓度分布，得到生物膜边界层厚度、好氧层厚度和厌氧层厚度。

技术领域

本发明涉及一种用于研究河道微生物膜生长影响因素的反应装置，属于环境工程和流体力学技术领域。

背景技术

近年来，随着我国社会经济迅猛发展和小城镇规模不断扩大，生活污水、工业废水大量产生，使得我国地表水、地下水受到污染的程度越来越严重，天然河道受到的污染尤为显著。生物膜是水生态系统的重要组成部分。水体中处于悬浮状态的微生物，借助水流的输送和微生物自凝聚，粘附于天然的或人工合成接触材料的载体上，形成膜状微生物聚集体，通过摄取周围水体中的有机污染物合成细胞，在自身增殖的同时降解水中污染物质。在周边流动水层的剪切和冲刷作用下，一方面生物膜得以吸收水中的营养物质生长繁殖，另一方面也能够剥离已经老化的生物膜，以利于新生生物膜的生长，如此往复以达到净化水体的目的。在各类水体修复技术中，生物膜技术因其环境适应能力强、运行管理方便、治理效果较好的特点，近年来在水生态系统的建设和修复中，得到了较为广泛的使用。

目前对于模拟天然河道中污染物分布以及生物膜形成装置却比较少，而且也很少有人考虑到天然河道的水体流动对生物膜形成的影响，而且传统的用于模拟污染水体污染物降解的反应器在测定生物膜密度、水-生物膜界面传质系数、生物膜好氧层厚度、厌氧厚度等参数都有一定的困难，不能作为研究生物膜生长的反应器。因此一种能够研究生物膜生长影响因素的反应装置的开发很有必要。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种用于研究河道微生物膜生长影响因素的反应装置，该反应装置中的反应池模拟天然河道，能够研究不同的底坡坡度(水流的速度和流态)、不同河底糙率、不同砂砾孔隙率和不同砂砾厚度以及不同水流流速对微生物膜生长的影响，并且对应不同的因素下，均能够测定得到生物膜密度、生物膜好氧层厚度以及厌氧层厚度等参数。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种用于研究河道微生物膜生长影响因素的反应装置，包括反应池、循环系统和溶解氧电极检测系统；所述反应池通过循环系统进行污水循环；所述溶解氧电极检测系统的检测探头伸入反应池中，实时检测反应池内液相、边界层相以及生物膜相的溶解氧浓度值。得到反应池内液相、边界层相以及生物膜相的溶解氧浓度值，能够得到溶解氧沿Z轴方向变化，进而用来分析微生物膜的生长情况。

其中，所述溶解氧电极检测系统包括溶解氧电极、数据放大器和显示器，溶解氧电极将检测到的反应池内实时的液相、边界层相以及生物膜相的溶解氧浓度值通过数据放大器显示在显示器上。

其中，所述反应池包括依次连通的进水区、反应区和出水区；其中，反应区与进水区和出水区均为转动连接；所述进水区和出水区的底部均设有升降机构；进水区设有进水口和循环进水口，出水区设有出水口和循环出水口。

其中，所述循环系统包括储水箱和循环泵；所述储水箱与曝气装置连接(增加污水中的溶解氧)。

其中，所述反应区由四个侧板和底板围合成腔体；四个侧板固定连接，四个侧板底部带有卡头，底板上设有与卡头相互配合连接的卡槽；四个侧板通过将卡头插进底板的卡槽中与底板连接。

其中，所述底板与四个侧板为可拆卸式连接，底板上可黏贴砂砾层，砂砾层可提前预制。