一种厌氧氨氧化菌的培养系统的制作方法

1.本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种厌氧氨氧化菌的培养系统。


背景技术：

2.随着我国工业的发展和城镇化进程的推进，含氮的城市污水、工业污水、垃圾渗滤液等污染源的产生量日益增多，严重污染了地表和地下水，对人们的健康安全和我国经济的可持续发展非常不利。
3.当前，在污水处理领域中新型生物脱氮工艺的发展迅速，其中以厌氧氨氧化反应为基础的脱氮工艺，具有反应速度快、处理效率高、污泥量少、节能降耗等优点。但厌氧氨氧化菌是自养菌，生产缓慢，培养和增殖难度大。目前，富集培养厌氧氨氧化菌的反应器中膜生物反应器应用广泛，培养的厌氧氨氧化菌的浓度高，但该反应器中的膜容易受到污染，因而需要定期清洗甚者定期更换，导致膜生物反应器的运行成本高。


技术实现要素：

4.为了实现解决上述的技术问题，本发明提供一种厌氧氨氧化菌的培养系统，其主要由热水罐、电热蒸汽发生器和发酵罐组成，所述热水罐通过管道连接所述发酵罐的夹套，所述电热蒸汽发生器通过蒸汽管连接所述发酵罐，所述发酵罐上设置发酵液循环结构和加料结构。
5.优选地，所述发酵液循环结构主要由发酵液循环管、排料管和循环泵组成；
6.所述发酵液循环管的一端连接所述发酵罐的出料管，另一端连接所述排料管；
7.所述排料管安装在所述发酵罐的底部，所述排料管上开设排料孔；
8.所述循环泵安装在所述发酵液循环管上。
9.优选地，所述排料孔在所述排料管上均匀排布。
10.优选地，所述排料管构造为环形。
11.优选地，所述排料孔分布在所述排料管的外侧面圆周上和/或底面圆周上。
12.优选地，所述环形的外圆直径与所述发酵罐内径之比为1/2～2/3。
13.优选地，所述排料管底面距离所述发酵罐底的高度为所述发酵罐总高度的1/7～1/6。
14.优选地，所述排料管通过固定棒固定连接在所述发酵罐的内壁上。
15.优选地，所述加料结构为一个四通管，所述四通管的一个管口连接所述发酵罐的进料管，一个管口连接进水管，一个管口连接加料管，一个管口连接氮气管。
16.优选地，所述发酵罐上还设置抽气管，所述抽气管的一端开口于所述发酵罐的顶部，所述抽气管的另一端连接抽气泵。
17.本发明的有益效果如下：
18.第一方面，本发明的厌氧氨氧化菌培养系统没有膜装置，因而消除了膜污染的问题。
19.第二方面，本发明采用了独特的发酵液循环结构，为厌氧氨氧化菌的培养提供了更加有利的环境条件，进一步提高了厌氧氨氧化菌的浓度和活性。
20.第三方面，本发明的发酵罐上设计了独特的加料结构，可根据厌氧氨氧化菌的实际生长需要及时补充所需的营养，同时提供了厌氧生长环境，能提高厌氧氨氧化菌的生长速度。
附图说明
21.图1是本发明一种厌氧氨氧化菌的培养系统的结构示意图；
22.图中各部分的标记如下：101
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回水管、102
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自来水管、103
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热水罐、104
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阀门、105
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蒸汽管一、106
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热水循环管、107
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循环水泵、108
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夹套进水管、109
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发酵罐出料管、110
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排料孔、111
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排料管、112
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循环泵、113
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发酵液循环管、114
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视镜、115
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抽气管、116
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抽气泵、117
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电热蒸汽发生器、118
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去离子水管、119
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蒸汽管二、120
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排气管、121
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压力表、122
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进水管、123
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氮气管、124
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加料管、125
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人孔、126
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发酵罐、127
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夹套。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的设计方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本发明的发明人根据厌氧氨氧化菌的生长特点，设计了一种厌氧氨氧化菌的培养系统，该培养系统主要由发酵罐、电热蒸汽发生器和热水罐组成。热水罐通过管道连接发酵罐的夹套，其排水口连接夹套底部的进水口，同时夹套上部的出水口连接热水罐的回水管，并且在热水罐排水口至夹套进水口的管道上安装循环水泵。通过热水罐内的热水循环，可以提高夹套内的水温，进而提高发酵罐内培养液的温度，从而为发酵罐内的厌氧氨氧化菌的培养提供适宜的生长温度。电热蒸汽发生器通过蒸汽管连接发酵罐的内部，主要用于向发酵罐提供灭菌的高压蒸汽。另外，发酵罐上设置了独特的发酵液循环结构和加料结构。发酵液循环结构能为厌氧氨氧化菌的培养提供有利的环境条件，从而提高厌氧氨氧化菌的浓度和活性。加料结构能根据厌氧氨氧化菌的实际生长需要及时补充所需的营养，并且提供厌氧生长环境，从而提高厌氧氨氧化菌的生长速度。
25.图1示出了本发明的厌氧氨氧化菌的培养系统的一种具体实施方式。该厌氧氨氧化菌的培养系统主要由热水罐103、电热蒸汽发生器117和发酵罐126组成。发酵罐126上设置有发酵液循环结构，该发酵液循环结构主要由发酵液循环管113、排料管111和循环泵112组成。循环泵112安装在发酵液循环管113上。发酵液循环管113的一端连接发酵罐的出料管109，另一端连接排料管111。排料管111上开设有均匀分布的排料孔110，排料孔110优选分布在排料管的外侧面和/或底面上。排料管111可以为横管、盘管或环形管，优选为环形管。当排料管111为环形时，排料孔分布在环形的外侧面圆周上和/或底面圆周上。排料管111的环形外圆直径与发酵罐内径之比优选为1/2～2/3，从而使得排料孔110喷出的发酵液与发酵罐中的发酵液充分混合。排料管111通过固定棒固定在发酵罐126的侧壁上或者通过支架固定在发酵罐126的底部，其底面距离发酵罐底的高度为发酵罐总高度的1/7～1/6，使得从
排料孔110喷出的发酵液能缓慢上升，充分与发酵罐中的厌氧氨氧化菌接触，同时对发酵罐中的发酵液起到搅拌混合的作用。
26.如图1所示，发酵罐126的顶部开设有进料管，其上端开口连接本发明的加料结构的一个管口，该加料结构是一个四通管。四通管的另三个管口分别连接发酵罐进水管122、加料管124和氮气管123。进水管122主要用于添加配制厌氧氨氧化菌培养基的水。加料管124主要用于添加厌氧氨氧化菌生长所需的无机盐和接种厌氧氨氧化菌种，加料管124还能用于补充厌氧氨氧化菌发酵过程中消耗的无机盐等营养成分。氮气管123连接氮气瓶，用于在发酵罐126运行过程中向发酵罐内补充适当的氮气以维持发酵罐内部的正压，同时为厌氧氨氧化菌的培养提供厌氧条件。另外，在发酵罐126的顶部还设置有抽气管115，抽气管115的一端开口于发酵罐126的顶部，另一端连接抽气泵116。通过抽气泵116和抽气管115可以把发酵培养前发酵罐内的空气(主要是氧气)抽出，从而消除氧气对厌氧氨氧化菌生长的影响。
27.如图1所示，发酵罐126的顶部还设置有视镜114、蒸汽管二119、排气管120、压力表121、人孔125。视镜114用于观察发酵罐内厌氧氨氧化菌的发酵情况。蒸汽管二119连接电热蒸汽发生器117，蒸汽管二119主要用于发酵罐126的消毒及培养基的灭菌。排气管120主要用于将厌氧氨氧化菌发酵过程中产生的气体排出发酵罐。压力表121用于指示发酵罐内部的压力，从而保障厌氧氨氧化菌发酵过程中发酵罐内为正压。人孔125主要为发酵罐内部清洗或检修的人员通道。
28.如图1所示，热水罐103的顶端设置有回水管101和自来水管102。自来水管102主要用于向热水罐103内注入自来水，回水管101主要是将发酵罐夹套127内的循环水引入热水罐103。热水罐103的底部侧壁上设置有蒸汽管一105，其主要用于加热热水罐内的自来水，从而维持热水罐内水的温度，为发酵罐123发酵过程中提供必需的热源。热水罐103的排水口通过热水循环管106连接夹套进水管108，热水循环管106上安装有循环水泵107。热水罐103、热水循环管106、循环水泵107、夹套进水管108、夹套127和回水管101组成了热水循环结构。该热水循环结构主要用于维持厌氧氨氧化菌发酵过程中发酵液的温度，从而为厌氧氨氧化菌的快速繁殖和生长提供必需的温度条件。
29.如图1所示，电热蒸汽发生器117的顶端设置蒸汽管二119和去离子水管118。去离子水管118主要用于向电热蒸汽发生器117内补充去离子水，从而使得电热蒸汽发生器117能产生充足的蒸汽。蒸汽管二119主要用于向发酵罐126内提供充足的蒸汽，从而满足发酵罐126灭菌的需要。另外，蒸汽管一105也可以连接电热蒸汽发生器117，使得电热蒸汽发生器117能同时为发酵罐126和热水罐103提供蒸汽。
30.需要说明的是图1中各个管道上都安装有控制管道开闭的阀门104。通过阀门104能实现各路管道的功能和保障本发明的正常运行。
31.本发明在应用时，先将配制培养基的原料用适量水溶解或制成混悬液，通过发酵罐126的加料管124加入发酵罐126内，然后通过进水管122补充培养基中剩余的水。接下来开启电热蒸汽发生器117，通过蒸汽管二119向发酵罐126内通入蒸汽，开始培养基的灭菌。灭菌结束后，通过加料管124接入厌氧氨氧化菌菌种。然后通过抽气管115和抽气泵116将培养基顶部的空气抽走，并且通过氮气管123向发酵罐126内冲入氮气，并适当开启排气管120，从而维持发酵罐126内一定的正压。再开启热水循环结构，保障发酵罐126内的温度适
合厌氧氨氧化细菌的生长。然后开启发酵液循环结构，开始厌氧氨氧化菌的发酵过程，通过视镜观察发酵罐126内的发酵状况。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的改进和修改也应视为落在本发明的保护范围内。