[发明专利]一种基于微生物膜反应器的海水BOD在线自动监测系统

说明书

本发明公开了一种基于微生物膜反应器的海水BOD在线自动监测系统，包括进液装置、电磁阀、蠕动泵、缓冲液池、微生物膜反应器，电磁阀、蠕动泵与缓冲液池通过软管依次连接；缓冲液池中安装有气泵持续向样液中曝气，并在底部设有出水孔；出水孔通过电磁阀与微生物膜反应器连接；微生物膜反应器另一端与缓冲液池连接；缓冲液池底部设有出水孔与废液池连通。缓冲液池和微生物膜反应器放置在恒温水浴加热装置内；蠕动泵、电磁阀、气泵、恒温加热装置由控制面板控制；缓冲液池中设置溶解氧传感器连接数据采集卡，将数据上传至上位机。系统用于海水BOD监测，结构简单、响应时间短、性能稳定。

技术领域

本发明涉及水质监测领域，具体涉及一种基于微生物膜反应器的海水BOD在线自动检测系统。

背景技术

生化需氧量(BOD)表示水中有机物在微生物的生化作用下氧化分解，在其无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总量。BOD间接地反映水中可以被生物氧化的有机物的含量，是海水、地表水、生活污水及绝大多数工业废水的必测指标之一。BOD值越高，表明水中有机物被自身水环境中微生物降解的风险越高，越容易导致水环境溶解氧急剧降低，造成一系列的生态问题。

海水BOD的标准测定方法为稀释接种法(BOD₅)，即将样品置于20℃的温度环境中培养五天，分别测定培养前后的溶解氧，二者之差即为BOD值，其单位以氧的mg/L表示。由于该方法重复性差、操作较为复杂、对操作人员的技术要求比较高、其测定过程中干扰因素多，而且测定时间为5天，不能及时反映水质情况和反馈信息，从而也无法进行现场监控，不能及时的为环境管理和决策、科研、污染事故等提供科学依据。

目前应用微生物传感器法测定BOD的连续在线自动监测仪器已经有不少研究。生物传感器的原理是利用水样中溶解氧通过固定的微生物膜层扩散到电极上会显示一定的电流，而水中发生生化反应后溶解氧的大量减少，氧电极电流随之迅速减小。根据这一电流的减小值在事先标定的曲线上得出BOD₅。

对现有文献检索发现，胡锐等通过共培养构建能高效去除养殖水体中氨氮和亚硝酸盐氮的固定化复合功能茵群，采用夹膜法制作BOD生物传感器微生物膜。张悦等选用一株耐高渗透压的酵母菌作为敏感材料，用聚乙烯醇对酵母菌进行包埋，以溶解氧电极法为基础制作BOD传感器，用该传感器可在15min内测定一个海水标样。厦门大学等联合研制了XHBOD01型海水BOD光导测定仪样机，该测定仪以光纤微生物传感器为基础，实现了海水BOD的快速自动测定。这些方法多是以微生物膜传感器为主，采用化学或物理方法将实验室内培养的微生物包埋制成微生物膜，主要缺点是微生物菌种数量少、种类单一、对有机物降解效率低、高选择性、以及环境适应力差。

目前的微生物传感器很难满足高灵敏度、高精度、响应速度快的发展趋势，因此有必要进一步提高传感器性能，且提高BOD监测系统的准确性以及稳定性。

发明内容

本发明目的在于提供一种监测效率高、响应时间短、性能稳定的基于微生物膜反应器的海水BOD在线自动监测系统。