[实用新型]一种砂滤池式全程硝化菌富集装置

说明书

本实用新型公开了一种砂滤池式全程硝化菌富集装置。反应器主体为圆柱形罐体，罐体内部填充石英砂，石英砂下方以活性炭过滤板和多孔板作为支撑。活性炭过滤板可以强化过滤效果，防止生物量流失到反应器下部。反应器通过进水装置连续进水，反应器内的培养基通过蠕动泵从底部提升至顶部，实现培养基的内循环。本实用新型可以为全程硝化菌提供类似水厂砂滤池的寡营养环境，反应器内部填充的石英砂和活性炭过滤板，可供微生物附着生长，还能有效防止生物量的流失，并且使用蠕动泵使培养基缓慢循环，充分扩散，从而实现全程硝化菌的有效富集，获得高纯的富集培养物。

技术领域

本实用新型属于微生物富集装置领域，具体涉及一种砂滤池式全程硝化菌富集装置。

背景技术

硝化作用是自然界氮循环的中间环节，人们通常认为硝化过程分为两步进行，第一步是氨在氨氧化微生物(ammonia oxidizing microorganism，AOM)的作用下氧化成亚硝酸盐，第二步是亚硝酸盐在亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria，NOB)的作用下氧化成硝酸盐。理论上，由一种微生物完成从铵态氮到硝酸盐的氧化更具能量优势，而自然界却选择将硝化作用分成两步进行，这个问题困扰了科学家们很多年。2006年，Costa等预测存在一种微生物可以独立将氨氮氧化至硝氮，并将这种理论上能完整进行硝化作用的菌命名为全程硝化菌(comammox)。而直到2015年，两大实验室同时得到了comammox的富集培养物，才证明了comammox的存在。富集培养物的宏基因组数据表明，comammox可以独自完成从氨氮到硝酸盐的氧化。全程硝化菌倾向于生长在缓流、生长基质浓度低的生境中，往往会形成微生物絮体或生物膜。

从全程硝化菌的首次发现到现在仅仅三年多的时间，对于它的研究刚刚处于初始阶段，有很多的东西值得我们去探索。然而，由于全程硝化菌的生长较为缓慢，也会与氨氧化细菌、氨氧化古菌以及厌氧氨氧化菌竞争生长，因此较难获得高纯度的富集培养物，这也限制了该反应的机理研究和应用研究。为获得高纯的富集培养物，需要使用一种具有选择性的富集培养装置，可以选择性促进全程硝化菌生长，所以设计一种专门用于全程硝化菌的富集装置具有重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是通过在反应器中加入石英砂、活性炭过滤板和多孔板模拟砂滤池条件克服微生物的流失，给全程硝化菌提供载体便于形成生物膜，并通过控制温度和pH给全程硝化菌提供适宜生长的环境条件，构建一种仿砂滤池式的全程硝化菌富集装置。本实用新型具体采用的技术方案如下：

一种仿砂滤池式的全程硝化菌富集装置，包括反应器、水浴锅、进水桶、沉淀瓶、出水桶，其中反应器包括圆柱形罐体、控温夹套、反应器pH探头、反应器进水口、反应器出水口、上部采样口、控温夹套出水口、下部采样口、回流出水口、控温夹套进水口、回流进水口、进水桶进料管、进水泵、回流泵、石英砂、活性炭过滤板、多孔板；反应器主体为圆柱形罐体，圆柱形罐体左侧设置反应器进水口和回流出水口，右侧设有反应器出水口、上部采样口和下部采样口，反应器顶部设有伸入反应器内液面以下的反应器pH探头，反应器底部设有回流进水口，反应器内部设有一块沿横截面架设的多孔板，且多孔板上方依次铺有活性炭过滤板和一层石英砂；反应器外侧包裹有控温夹套，控温夹套的左侧设置控温夹套进水口，右侧设置控温夹套出水口，水浴锅与控温夹套出水口和控温夹套进水口相连构成水浴循环回路；所述的进水桶通过进水桶进料管连接反应器进水口，且进水桶进料管上设有进水泵；所述的反应器出水口高于石英砂层体表面，反应器出水口依次连接沉淀瓶和出水桶；所述回流进水口通过带有回流泵的回流管路连接回流出水口。

作为优选，所述反应器中，圆柱形罐体的直径为120mm，高度为300mm。

作为优选，所述反应器中，石英砂填充量1L。

作为优选，所述活性炭过滤板的厚度为1.5cm。

作为优选，所述多孔板的厚度为0.5cm。