[实用新型]一种海洋全程硝化菌富集培养装置

说明书

技术领域

本实用新型属于环保装置领域，具体涉及一种模拟潮汐与培养条件梯度变化的全程硝化菌选择性富集培养装置和方法。

背景技术

硝化过程长期以来被认为必须要分两步进行，由原先的氨氧化细菌与亚硝酸盐氧化细菌的组合到最近的氨氧化细菌/古菌与亚硝酸盐氧化细菌的组合来完成整个硝化过程(et al.,2005)。尽管人们通过反应活化能的分析推测，单个微生物从氨氮到硝氮的全程硝化所获得的能量比其中的任意一步都大，理论上采用这一过程的全程硝化菌(complete ammonia oxidizer,comammox)比氨氧化细菌/古菌及亚硝酸盐氧化细菌更加具有竞争优势(Costa et al.,2006)，但是由于生长缓慢、原位富集程度低等原因，人们直到2015年才证实了comammox的存在，并认为comammox倾向于缓慢、基质输入受限的生长，生物量聚集在微生物絮体或生物膜的某一空间部位(Daims et al.,2015；van Kessel et al.,2015)。

目前已经富集的三株comammox都是Nitrospira属(Daims et al.,2015；van Kessel et al.,2015)，在海洋环境中Nitrospira属在海水和沉积物中都有检出 (Watson et al.,1986；Taylor et al.,2007)。通过对NCBI nr数据库的搜索，在海洋沉积物宏基因组中检测到了Nitrospira-like amoA，推测comammox在海洋环境中存在(van Kessel et al.,2015)。这是获得海洋comammox的接种物的基本依据。

Comammox的发现进一步丰富了氮循环的内容，comammox在生物地球化学循环中的作用亟待研究，获得comammox的富集物或纯培物成为研究的一个瓶颈。为获得海洋中的comammox，有必要设计模拟原位海洋环境的富集装置和培养条件，来选择性富集comammox。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种富集来自海洋的全程硝化菌，提供富集所需的培养装置和培养方法。所采用的具体技术方案如下:

海洋全程硝化菌富集培养装置，包括圆柱形罐体、控温夹套、恒温水浴锅、控温夹套进水口、控温夹套出水口、培养基供应桶、反应器进水管、液位传感器、反应器出水管和废液桶；培养基供应桶通过反应器进水管连接圆柱形罐体的内腔；圆柱形罐体的内腔还通过反应器出水管连接废液桶；反应器进水管和反应器出水管均夹持于不同的蠕动泵中；液位传感器设置于圆柱形罐体内腔中，且高于反应器出水管末端高度；圆柱形罐体外壁上套有中空的控温夹套，控温夹套上设有控温夹套进水口和控温夹套出水口，控温夹套出水口、恒温水浴锅和控温夹套进水口通过管路连接形成循环回路。

作为优选，还设有控制装置，控制装置分别连接液位传感器以及反应器进水管、反应器出水管上的蠕动泵。

作为优选，所述的控温夹套进水口设置于圆柱形罐体底部，所述的控温夹套出水口设置于圆柱形罐体顶部。

作为优选，所述的反应器出水管末端距离圆柱形罐体内腔底部的高度为 10～20cm。将接种物在反应器内的高度设定为10cm的依据是氨氮在沉积物中的扩散能力，经过试验发现，作为培养基氮源的氨氮在沉积物中24h内能够扩散的深度小于4cm，因此氨氮从最大值到0的梯度变化范围能在10cm范围内全部体现。考虑到长期运行氨氮可能会进一步向深层扩散，因此设定沉积物的深度在 10-20cm，从而实现氨氮从最大值到0的梯度变化，而其中总有一层适合全程硝化菌生长。

作为优选，所述的液位传感器高于反应器出水管末端5～10cm。

本实用新型填补了海洋全程硝化菌富集装置的空白，提供了一种简易的原位模拟海洋全程硝化菌富集装置，操作简单，可以定向选择富集全程硝化菌。

附图说明

图1是海洋全程硝化菌富集培养装置示意图。

图中：圆柱形罐体1、接种物沉淀区2、培养基进水排水区3、控温夹套4、恒温水浴锅5、控温夹套进水口6、控温夹套出水口7、控制柜8、培养基供应桶 9、反应器进水管10、反应器出水管12、废液桶13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步阐述。