[发明专利]一种多功能嗜酸微生物菌剂输出装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种多功能嗜酸微生物菌剂输出装置及其使用方法，包括培养基配置装置、一级培养槽、二级培养槽、管路系统和阀门、填料模块、截留细胞膜组件，温控组件、pH控制组件、曝气组件和菌剂收集槽。该装置通过管路设计将两级培养槽设计成可串联或并联培养的集成系统，实现了装置模块化运行、填料更换容易以及不同生长条件嗜酸微生物混合输出的目的。培养槽中设有可拆卸截留膜组件与填料模块，实现了微生物群落在高浓度挂膜与菌剂的输出。解决了嗜酸微生物菌剂输出浓度低，输出菌属单一的问题。该装置可广泛应用于生物冶金、硫化氢去除以及重金属固体废弃中金属的提取等领域中嗜酸微生物菌剂的培养与输出。

技术领域

本发明涉及微生物的培养技术领域，具体涉及一种多功能嗜酸微生物菌剂输出装置及其使用方法。

背景技术

嗜酸微生物是一类生长在pH小于3且金属浓度高于1g/L的环境中的一类微生物，由于其较高的重金属抗性与耐酸性，已经广泛应用于冶金、重金属污染治理、废气废固的脱硫以及含重金属固体废弃物的无害化与资源化处理金等众多环保行业。在嗜酸微生物参与的工艺中，需要多种微生物的协同作用，比如，Heydarian et al.(2018)等应用该类微生物处理锂离子电池时，表面是硫氧化细菌和铁氧化细菌协同作用的效果。

中国专利CN201410667262.3提到了微生物群落对废弃线路板中重金属提取的促进作用。尽管微生物群落的协作在嗜酸微生物的应用中至关重要，但由于该类微生物生长条件如pH、温度、能源等差异性较大，到目前为止，已有的生物培养反应器功能单一，很难满足同时输出高浓度多样性嗜酸微生物与浸出剂的需求。

在日本专利JPH10191965中公开了一种电催化控制氧化还原电位的生物培养反应器，该反应器主要解决铁氧化生物培养过程中电位控制的需求，而不适用于多菌群微生物的高密度培养。

在美国专利US20110045581A1中公开了一种气升式三相分离反应器，该反应器可以通过改变能源供应产生铁离子、铁离子氧化细菌和还原性硫化物氧化细菌。但该装置所产生的嗜酸微生物菌剂浓度低，稳定性差，不能同时输出多种微生物。

在中国专利CN102127638B中授权了一种稳定输出Fe³⁺的固定床生物反应器，该装置采用可拆卸式填充盒为催化床，该装置虽然解决了填料的模块化问题，但可拆卸式移动盒密封性要求严格，很难满足工业化应用需求。

在中国专利CN104607443A与中国专利CN107557279A中公开了采用膜生物反应器提高微生物浓度解决反应培养慢的问题。但该类装置主要用于输出高浓度硫酸高铁淋滤剂，不能够输出多样性微生物群落，同时铁氧化微生物在培养过程中易产生铁矾造成膜堵现象，运行成本高，可控性差。

针对上述缺陷，本发明现提供一种多功能嗜酸微生物菌剂输出装置及其使用方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种多功能嗜酸微生物菌剂输出装置，目的之二是提供一种上述装置的使用方法，以便解决嗜酸微生物菌剂输出浓度低、输出菌属单一的问题。本技术可广泛应用于嗜酸微生物的单一培养、混合培养以及浸出剂的输出领域。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：