[发明专利]一种双膜曝气好氧甲烷氧化菌培养装置及培养方法

权利要求书

1.一种双膜曝气好氧甲烷氧化菌培养装置，其特征在于，包括反应装置腔体(1)、温控系统(2)、搅拌系统(3)、氧气曝气膜组件(4)、甲烷曝气膜组件(5)、高压氧气气体储存罐(9)、氧气供气管路(11)、高压甲烷气体存储罐(12)、甲烷供气管路(14)、进水装置、出水装置、出气液封装置、pH传感器(21)、溶解氧感应探头(22)和溶解氧控制装置(23)；

所述反应装置腔体(1)的外壁内夹有温控系统(2)，用于控制反应装置腔体(1)内的温度，所述反应装置腔体(1)的底部下方安装有搅拌装置(3)，所述反应装置腔体(1)的侧壁安装有pH传感器(21)，所述pH传感器(21)的一端伸入反应装置腔体(1)内部，用于监测反应装置腔体(1)内部的pH值；所述反应装置腔体(1)的内部上方安装有氧气曝气膜组件(4)，所述氧气曝气膜组件(4)通过氧气供气管路(11)与安装在反应装置腔体(1)外部的高压氧气气体储存罐(9)连接，所述反应装置腔体(1)的内部上方还安装有甲烷曝气膜组件(5)，所述甲烷曝气膜组件(5)通过甲烷供气管路(14)与安装在反应装置腔体(1)外部的高压甲烷气体存储罐(12)连接；所述反应装置腔体(1)的内部的顶部还安装有溶解氧感应探头(22)，用于检测反应装置腔体(1)内部的溶解氧量，所述溶解氧感应探头(22)与安装在反应装置腔体(1)外部的溶解氧控制装置(23)连接；

所述反应装置腔体(1)的顶部安装有出气液封装置，所述反应装置腔体(1)一侧的中部安装有出水装置，所述反应装置腔体(1)另一侧的下部安装有进水装置。

2.根据权利要求1所述的双膜曝气好氧甲烷氧化菌培养装置，其特征在于，所述甲烷曝气膜组件(4)和氧气曝气膜组件(5)的材质均为中空纤维膜。

3.根据权利要求1所述的双膜曝气好氧甲烷氧化菌培养装置，其特征在于，所述进水装置包括进水泵(15)、进水管(16)和进水容器(17)，所述进水管(16)的出水端伸入反应装置腔体(1)的下部，所述进水容器(17)安装在反应装置腔体(1)的外部，所述进水管(16)的进水端插入进水容器(17)内的液面下，所述进水管(16)上安装有进水泵(15)。

4.根据权利要求1所述的双膜曝气好氧甲烷氧化菌培养装置，其特征在于，所述出水装置包括出水管(18)、出水泵(19)和出水容器(20)，所述出水管(18)的进水端伸入反应装置腔体(1)的中部，所述出水容器(20)安装在反应装置腔体(1)的外部，所述出水管(18)的出水端插入出水容器(20)内的液面下，所述出水管(18)上安装有出水泵(19)。

5.根据权利要求1所述的双膜曝气好氧甲烷氧化菌培养装置，其特征在于，所述出气液封装置包括出气孔(6)、出气液封容器(7)和出气管路(8)，所述反应装置腔体(1)的顶部设置有出气孔(6)，所述出气液封装置(7)安装在反应装置腔体(1)的外部且装有液体，所述出气管路(8)的一端从出气孔(6)伸入反应装置腔体(1)内部，所述出气管路(8)的另一端插入出气液封装置(7)的液面下。

6.一种利用权利要求1所述双膜曝气好氧甲烷氧化菌培养装置富集好氧甲烷氧化菌的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一：将富含甲烷氧化菌的土壤混悬液或污泥接种物过滤掉固体杂质后稀释，稀释后投至反应装置腔体(1)内；

步骤二：将配置好的好氧甲烷氧化菌生长繁殖所需的培养基置于进水容器(17)内输送至反应装置腔体(1)内，并通过搅拌装置(3)将培养基与步骤一内的富含甲烷氧化菌的土壤悬液或污泥接种物均匀混合；

步骤三：搅拌装置(3)持续搅拌，打开温控装置(2)，同时通过甲烷曝气膜组件(4)和氧气曝气膜组件(5)向反应装置腔体(1)内无泡供给甲烷和氧气，为好氧甲烷氧化菌的高效富集提供充足的底物；

步骤四：经过富集培养后关闭搅拌装置(3)，沉淀后从出水管(18)排出部分上清液至出水容器(20)；

步骤五：排水过程后打开进水泵(15)向反应装置腔体(1)内输送新鲜的培养基；

步骤六：重复步骤一至步骤五，直到获得所需的培养物。