CN222665815U - 一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及反渗透浓盐水生物处理技术领域，具体的涉及一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于，包括智控系统、扩培罐系统、进料系统、循环水系统、在线监测系统、曝气系统和管线布置系统。本实用新型的技术方案可以动态监测调整罐内的PH、溶解氧和温度等培养参数，确保接种后耐盐菌能够快速高效繁殖。另一方面，种子罐系统能够实现菌种的冷藏保存，与培养罐结合使扩培流程一体化，节省了人力物力。

Description

一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器

技术领域

本实用新型涉及反渗透浓盐水生物处理技术领域，具体的涉及一种好氧硝化细菌、异养硝化-好氧反硝化细菌和厌氧反硝化细菌自动化在线扩培装置。

背景技术

反渗透是指两种不同浓度溶液在薄膜相隔两侧静压力相等时，产生的溶液渗透压力差使低浓度溶液透析薄膜流向高浓度溶液一侧。利用反渗透膜特性将处理水分离成除盐水和浓盐水，浓盐水中的氨氮、硝态氮和总氮等污染物被浓缩，因此需要对其进行处理后排放。

反渗透技术浓盐水处理工艺主要包括物理与化学处理、生物处理以及高级氧化工艺。其中，以微生物作用为主的生物处理方法实质是以含污染物的废水为培养基，在适当条件下对混合的微生物种群进行连续培养，通过微生物作用使污染物转化为对环境无害的物质。

而微生物在废水处理中涉及相当多的机制，厌氧生物处理的水解酸化、产乙酸以及产甲烷的阶段性过程；好氧生物处理中，好氧微生物在相关酶的作用下通过异化代谢、同化作用以及细胞物质的自身氧化作用将有机物分解。其中，利用生物脱氮去除反渗透浓盐水中的总氮涉及传统的好氧硝化作用和厌氧反硝化作用以及新型的异养硝化-好氧反硝化作用。硝化作用是指氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸的过程；反硝化作用是在厌氧条件下，微生物将硝酸盐及亚硝酸盐还原为气态氮化物和氮气的过程，是活性氮以氮气形式返回大气的主要生物过程。而异养硝化-好氧反硝化菌的脱氮主要包括同化和异化过程。

在各个处理过程中，PH、溶解氧、温度等环境因子对微生物的生长繁殖及其功能效率起到决定性作用。因此，微生物培养过程中很容易因为反应过程阶段不同而冲击设定的环境参数，现有的生物扩培装置虽然尽可能的为微生物的生长发育繁殖提供适合的环境，但无法实时调整扩培罐的变化，从而降低了扩培效率。另一方面，扩培设备的自动化和一体化程度不强，需要专业技术工人操作限制了设备的使用。最后，扩培过程需要既能培养好氧硝化细菌和异养硝化-好氧反硝化细菌，又能培养厌氧反硝化细菌，即具备好氧厌氧交替培养模式，增加设备的应用范围。

发明内容

本实用新型针对上述问题做了相应的技术方案，即通过智控系统动态监测调整环境参数，使微生物始终处在合适的环境中生长繁殖，并通过管线布置、控制电磁阀门的开闭，使装置按照指定程序自动化运行，克服了人工操作繁琐的问题，提高了工作效率。而且，种子罐系统能够实现菌种的冷藏保存，与培养罐结合使扩培流程一体化，节省了人力物力，提高了生产效率。最后，通过空气压缩机和过滤器向培养罐通入无菌空气为硝化细菌和异养硝化-好氧反硝化菌提供有氧环境；通过制氮机向培养罐中通入氮气，为反硝化细菌提供厌氧环境，使装备培养的微生物种类更全面。

为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：包括智控系统、扩培罐系统、进料系统、循环水系统、在线监测系统、曝气系统和管线布置系统，所述的扩培罐系统包括两个扩培罐体，扩培罐体的底部设置有用于悬空支撑的支架，其中一个扩培罐体为用于菌种保存的种子罐，另一个为用于菌种培养的培养罐，所述培养罐底部的出料口通过出料管道与所述种子罐相连通，所述的出料管道上安装有种子罐移种阀门，所述的出料管道还与菌液排出管道相连，所述的菌液排出管道上安装有菌液排出阀门，所述的管线布置系统是由压缩空气管线、氮气管线、蒸汽管线、循环水管线、进料管线和排污管线所组成，所述扩培罐体的下部外壁上设置有夹套，夹套的进口以及出口通过循环水管线与循环水系统相连，所述培养罐的顶部设置有加料口，所述种子罐的顶部设置有种子罐火焰接种口，所述培养罐和所述种子罐的顶部都设置有营养剂及污水进口，营养剂及污水进口通过进料管线与进料系统相连，所述的进料管线还通过排污管线与排污池相连，所述扩培罐体的上部与压缩空气管线和氮气管线相连，所述的压缩空气管线和所述的循环水管线都与蒸汽管线相连，所述的扩培罐体还与在线监测系统和曝气系统相连，所述的压缩空气管线、氮气管线、蒸汽管线、循环水管线、进料管线和排污管线上都设置有通过智控系统控制开关的电磁阀或气动阀。

进一步：所述扩培罐体的顶部装有压力表、安全阀和低速电机，所述低速电机的输出轴伸入扩培罐体内并与搅拌机构相连。

又进一步：与循环水管线相连的蒸汽管线为第二蒸汽管线，所述的第二蒸汽管线连接在与夹套进口相连的循环水管线的一端上。

又进一步：所述的循环水系统包括自吸泵、热水箱和自来水箱，所述的自吸泵安装在循环水管线上，所述的循环水管线还与热水箱和自来水箱相连，与种子罐外侧夹套相连的循环水管线上还设置有冷水机，所述的自吸泵和冷水机都通过智控系统控制开启和关闭。

又进一步：所述扩培罐体的侧壁上设置有氮气进口，氮气进口通过氮气管线与氮气缓冲罐相连，所述的氮气缓冲罐与制氮机相连。

又进一步：所述的曝气系统包括空气压缩机、空气过滤器和曝气盘，所述的曝气盘设置在扩培罐体的下端内，所述曝气盘通过曝气管线与压缩空气管线相连，所述的压缩空气管线通过空气过滤器与空气储气罐相连，所述的空气储气罐与空气压缩机相连，与压缩空气管线相连的蒸汽管线为第一蒸汽管线。

又进一步：所述扩培罐体的上部侧壁上设置有无菌空气进口，所述的无菌空气进口与压缩空气管线相连。

又进一步：所述的在线监测系统包括液位计、空气流量计、PH电极、溶解氧电极和温度电极，所述的液位计设置在扩培罐体内顶部，所述的空气流量计设置在压缩空气管线上，所述的PH电极、溶解氧电极和温度电极设置在扩培罐体下部的侧壁上，所述的液位计、空气流量计、PH电极、溶解氧电极和温度电极都与智控系统电连接。

又进一步：所述扩培罐体上部的侧壁上设置有排气口，所述夹套上方的扩培罐体的侧壁上设置有调节剂及消泡剂进口，所述扩培罐体下部的侧壁上设置有取样口，所述的排气口、所述的调节剂及消泡剂进口以及所述的取样口上都设置有通过智控系统控制开关的阀门。

再进一步：所述扩培罐体的侧壁上还设置有观察内部情况的视镜。

采用上述结构后，本实用新型的技术方案可以动态监测调整罐内的PH、溶解氧和温度等培养参数，确保接种后耐盐菌能够快速高效繁殖。并通过智控系统简化了人工操作，非技术人员亦能完成整个扩培过程。而且，本实用新型可以实现硝化、异养硝化-好氧反硝化以及反硝化细菌的高效培养，大大提高了设备的实用性和便捷性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，包括智控系统、扩培罐系统、进料系统、循环水系统、在线监测系统、曝气系统和管线布置系统，所述的扩培罐系统包括两个扩培罐体，扩培罐体的底部设置有用于悬空支撑的支架7，其中一个扩培罐体为用于菌种保存的种子罐32，另一个为用于菌种培养的培养罐1，所述培养罐底部的出料口通过出料管道与所述种子罐相连通，所述的出料管道上安装有种子罐移种阀门29，所述的出料管道还与菌液排出管道相连，所述的菌液排出管道上安装有菌液排出阀门28，所述的管线布置系统是由压缩空气管线、氮气管线、蒸汽管线、循环水管线、进料管线和排污管线所组成，所述扩培罐体的下部外壁上设置有夹套8，夹套的进口以及出口通过循环水管线与循环水系统相连，所述培养罐的顶部设置有加料口2，所述种子罐的顶部设置有种子罐火焰接种口14，所述培养罐和所述种子罐的顶部都设置有营养剂及污水进口22，营养剂及污水进口通过进料管线与进料系统相连，所述的进料管线还通过排污管线与排污池相连，所述扩培罐体的上部与压缩空气管线和氮气管线相连，所述的压缩空气管线和所述的循环水管线都与蒸汽管线相连，所述的扩培罐体还与在线监测系统和曝气系统相连，所述的压缩空气管线、氮气管线、蒸汽管线、循环水管线、进料管线和排污管线上都设置有通过智控系统控制开关的电磁阀或气动阀。本实用新型中罐内部营养剂通过高压蒸汽灭菌，并通过压力差实现罐内菌种转移，且管道也经过高压蒸汽灭菌，避免了杂菌污染，并且本方案可以动态监测调整罐内的PH、溶解氧和温度等培养参数，确保接种后耐盐菌能够快速高效繁殖。并通过智控系统简化了人工操作，非技术人员亦能完成整个扩培过程。而且，本实用新型可以实现硝化、异养硝化-好氧反硝化以及反硝化细菌的高效培养，大大提高了设备的实用性和便捷性。

如图1所示的扩培罐体的顶部装有压力表3、安全阀5和低速电机4，所述低速电机的输出轴伸入扩培罐体内并与搅拌机构相连。本实用新型采用上述结构后在保障操作安全的同时，低速搅拌有助于菌液均匀，增加与空气的接触，提高溶解氧浓度，且减小搅拌的剪切力对菌种的损伤。

如图1所示与循环水管线相连的蒸汽管线为第二蒸汽管线25，所述的第二蒸汽管线连接在与夹套进口相连的循环水管线的一端上。

如图1所示的循环水系统包括自吸泵、热水箱和自来水箱，所述的自吸泵安装在循环水管线上，所述的循环水管线还与热水箱和自来水箱相连，与种子罐外侧夹套相连的循环水管线上还设置有冷水机，所述的自吸泵和冷水机都通过智控系统控制开启和关闭。夹套内热水、自来水和冷却水均可以循环流通，以此保持罐内温度恒定，且冷水机与种子罐夹套进出水管线相连，能够冷藏保存菌种，防止菌种老化，降低处理效果。

如图1所示扩培罐体的侧壁上设置有氮气进口23，氮气进口通过氮气管线与氮气缓冲罐18相连，所述的氮气缓冲罐与制氮机17相连。

如图1所示的曝气系统包括空气压缩机15、空气过滤器19和曝气盘30，所述的曝气盘设置在扩培罐体的下端内，所述曝气盘通过曝气管线26与压缩空气管线相连，所述的压缩空气管线通过空气过滤器19与空气储气罐16相连，所述的空气储气罐与空气压缩机15相连，与压缩空气管线相连的蒸汽管线为第一蒸汽管线20。所述曝气盘位于罐体底部，与压缩空气管道相连，通过空气流量计控制通气量，保证罐内培养的溶解氧含量。

如图1所示扩培罐体的上部侧壁上设置有无菌空气进口21，所述的无菌空气进口与压缩空气管线相连。

如图1所示的在线监测系统包括液位计、空气流量计、PH电极10、溶解氧电极11和温度电极12，所述的液位计设置在扩培罐体内顶部，所述的空气流量计设置在压缩空气管线上，所述的PH电极、溶解氧电极和温度电极设置在扩培罐体下部的侧壁上，所述的液位计、空气流量计、PH电极、溶解氧电极和温度电极都与智控系统电连接。所述PH电极、溶解氧电极和温度电极可以实时监测罐内变化，且若当PH低于或高于设定参数，智控系统打开气动阀9，蠕动泵将PH调节剂打进罐内；若溶解氧低于或高于设定参数，则通过调节空气流量改变溶解氧；若是温度低于或高于设定参数，则通过启动热水箱加热或向夹套低进高出自来水降温。

如图1所示扩培罐体上部的侧壁上设置有排气口31，所述夹套上方的扩培罐体的侧壁上设置有调节剂及消泡剂进口9，所述扩培罐体下部的侧壁上设置有取样口13，所述的排气口、所述的调节剂及消泡剂进口以及所述的取样口上都设置有通过智控系统控制开关的阀门；所述扩培罐体的侧壁上还设置有观察内部情况的视镜6。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：包括智控系统、扩培罐系统、进料系统、循环水系统、在线监测系统、曝气系统和管线布置系统，所述的扩培罐系统包括两个扩培罐体，扩培罐体的底部设置有用于悬空支撑的支架(7)，其中一个扩培罐体为用于菌种保存的种子罐(32)，另一个为用于菌种培养的培养罐(1)，所述培养罐底部的出料口通过出料管道与所述种子罐相连通，所述的出料管道上安装有种子罐移种阀门(29)，所述的出料管道还与菌液排出管道相连，所述的菌液排出管道上安装有菌液排出阀门(28)，所述的管线布置系统是由压缩空气管线、氮气管线、蒸汽管线、循环水管线、进料管线和排污管线所组成，所述扩培罐体的下部外壁上设置有夹套(8)，夹套的进口以及出口通过循环水管线与循环水系统相连，所述培养罐的顶部设置有加料口(2)，所述种子罐的顶部设置有种子罐火焰接种口(14)，所述培养罐和所述种子罐的顶部都设置有营养剂及污水进口(22)，营养剂及污水进口通过进料管线与进料系统相连，所述的进料管线还通过排污管线与排污池相连，所述扩培罐体的上部与压缩空气管线和氮气管线相连，所述的压缩空气管线和所述的循环水管线都与蒸汽管线相连，所述的扩培罐体还与在线监测系统和曝气系统相连，所述的压缩空气管线、氮气管线、蒸汽管线、循环水管线、进料管线和排污管线上都设置有通过智控系统控制开关的电磁阀或气动阀。

2.根据权利要求1所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：所述的扩培罐体的顶部装有压力表(3)、安全阀(5)和低速电机(4)，所述低速电机的输出轴伸入扩培罐体内并与搅拌机构相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：与循环水管线相连的蒸汽管线为第二蒸汽管线(25)，所述的第二蒸汽管线连接在与夹套进口相连的循环水管线的一端上。

4.根据权利要求1或3中任一项所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：所述的循环水系统包括自吸泵、热水箱和自来水箱，所述的自吸泵安装在循环水管线上，所述的循环水管线还与热水箱和自来水箱相连，与种子罐外侧夹套相连的循环水管线上还设置有冷水机，所述的自吸泵和冷水机都通过智控来系统控制开启和关闭。

5.根据权利要求1所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：所述扩培罐体侧壁上设置有氮气进口(23)，氮气进口通过氮气管线与氮气缓冲罐(18)相连，所述的氮气缓冲罐与制氮机(17)相连。

6.根据权利要求1所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：所述的曝气系统包括空气压缩机(15)、空气过滤器(19)和曝气盘(30)，所述曝气盘设置在扩培罐体的下端内，所述曝气盘通过曝气管线(26)与压缩空气管线相连，所述的压缩空气管线通过空气过滤器(19)与空气储气罐(16)相连，所述的空气储气罐与空气压缩机(15)相连，与压缩空气管线相连的蒸汽管线为第一蒸汽管线(20)。

7.根据权利要求1或6中任一项所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：所述扩培罐体的上部侧壁上设置有无菌空气进口(21)，所述的无菌空气进口与压缩空气管线相连。

8.根据权利要求1所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：所述的在线监测系统包括液位计、空气流量计、PH电极(10)、溶解氧电极(11)和温度电极(12)，所述的液位计设置在扩培罐体内顶部，所述的空气流量计设置在压缩空气管线上，所述的PH电极、溶解氧电极和温度电极设置在扩培罐体下部的侧壁上，所述的液位计、空气流量计、PH电极、溶解氧电极和温度电极都与智控系统电连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：所述扩培罐体上部的侧壁上设置有排气口(31)，所述夹套上方的扩培罐体的侧壁上设置有调节剂及消泡剂进口(9)，所述扩培罐体下部的侧壁上设置有取样口(13)，所述的排气口、所述的调节剂及消泡剂进口以及所述的取样口上都设置有通过智控系统控制开关的阀门。

10.根据权利要求1所述的一种用于反渗透浓盐水外排处理的同步生物菌种培养器，其特征在于：所述扩培罐体的侧壁上还设置有观察内部情况的视镜(6)。