[发明专利]一种基于氮氧调节的模拟氧化还原波动的培养实验装置

说明书

本发明提供了一种基于氮氧调节的模拟氧化还原波动的培养实验装置，包括依次连接的氮氧气源装置、气源净化处理装置、气体分配装置、培养实验装置和尾气处理装置；所述氮氧气源装置包括氮气瓶和氧气瓶，用于提供氮、氧气体；所述气源净化处理装置对进入培养实验装置的氮、氧气体进行净化；所述气体分配装置用于调节氮、氧气体流量从而模拟氧化还原波动的环境；所述培养实验装置为培养实验的反应部分；所述尾气处理装置处理可能产生的各种尾气。本发明的装置能用于多种氧化还原波动条件下的培养实验研究，为进一步揭示氧化还原波动条件下相关生物地球化学过程提供了有效的装置。

技术领域

本发明涉及地下水模拟技术领域，尤其涉及一种基于氮氧调节的模拟氧化还原波动的培养实验装置。

背景技术

自然界中-尤其是在氧化还原交互带上-氧化还原波动无处不在，丰水期枯水期的水位变化、水库调水蓄水、潮汐和昼夜温差等都会引起氧化还原波动；而氧化还原波动影响着生物地球化学过程，甚至决定着氧化还原交互带上诸如营养元素的分布归趋、污染物的迁移转化、微生物的群落分布和微生物活动情况等过程。为了更好的研究这些生物地球化学过程，逐渐开展了氧化还原波动条件下的培养实验。

为更好地在实验室条件下模拟氧化还原波动下的培养实验环境，需要设计一种模拟氧化还原波动的实验培养装置，能够用于多种氧化还原波动条件下的培养实验研究，为进一步揭示氧化还原波动条件下相关生物地球化学过程提供有效的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种结构简单、模拟效果好、可行性高的基于氮氧调节的模拟氧化还原波动的实验培养装置。

本发明提供了一种基于氮氧调节的模拟氧化还原波动的培养实验装置，包括依次连接的氮氧气源装置、气源净化处理装置、气体分配装置和培养实验装置；所述氮氧气源装置包括氮气瓶和氧气瓶，氮气瓶用来提供氮气，氧气瓶用来提供氧气；所述气源净化处理装置包括氮气净化瓶组和氧气净化瓶组，所述氮气净化瓶组与氮气瓶连通，用于净化氮气，所述氧气净化瓶组与氧气瓶连通，用于净化氧气；所述气体分配装置包括若干第一分气阀和若干第二分气阀,第一分气阀与净化后的氮气连通，第二分气阀与净化后的氧气连通；所述培养试验装置包括反应瓶，第一分气阀用来调整进入反应瓶的氮气量，第二分气阀用来调整进入反应瓶的氧气量，不同流量的氮气和氧气进入反应瓶模拟氧化还原波动环境。

进一步的，所述氮气瓶和氧气瓶的瓶口由减压阀调节降低气体压强，所述减压阀的出口与气源净化处理装置连通。

进一步的，所述第一分气阀、第二分气阀与反应瓶之间设置若干三通阀，所述第一分气阀和第二分气阀两两一组对应一个三通阀，每个三通阀的两个入口分别与对应的第一分气阀、第二分气阀连通，每个三通阀的出口与反应瓶连通。

进一步的，每个三通阀与反应瓶之间还设置有流量计，所述流量计的一端与三通阀的出口连通，所述流量计的另一端与反应瓶连通，所述流量计用于计量进入反应瓶的气体流量。

在气源净化处理装置中净化处理后的氮、氧气体分别接入第一分气阀和第二分气阀，从第一分气阀和第二分气阀分出的氮氧气体两两一组对应的接入一三通阀的进气端，然后从三通阀出气端再接入流量计，流量计用于计量进入反应瓶的气体流量。其中，所有连接管均为PU管，连接接口均为快接接口，所述第一、第二分气阀的进、出气口均由球阀开关控制。第一分气阀和第二分气阀能单独调节氮、氧气体的流速，用于提供不同浓度的氮、氧混合气体从而模拟不同氧化还原条件，同时开展多个实验组。

进一步的，所述反应瓶的底部放置磁力搅拌器，所述磁力搅拌器用于促进反应瓶中反应液的搅拌混合；所述反应瓶包括反应瓶身和反应瓶盖，所述反应瓶身的内部盛放反应液，所述反应瓶盖上开设第一小孔、第二小孔和第三小孔，第一小孔内插入进气管，所述进气管的上端与流量计的另一端连通，所述进气管的下端浸入反应瓶内的反应液面以下；第二小孔内插入出气管，所述出气管的下端在反应瓶内的反应液面以上；第三小孔内插入取样进样管，所述取样进样管的下端浸入反应液面以下。