专利名称：一种反应器式生物传感器bod快速测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水质污染监测仪器，特别是一种反应器式生物传感器BOD快 速测定仪。
背景技术：
随着社会、科技快速发展，化学工业、环境污染等问题引起了世界各国的重视。化 工的废水排放直接影响到水质污染，关系到人类的身体健康，动植物的生存。在水体中 存在着种类繁多的有机污染物，很难分别测定出各种组分的定量数值，因而生化需氧量 (BiochemicalOxygen Demand, B0D)作为一种表征有机污染程度的综合性指标，在水质评价 过程中得到了广泛的应用。BOD表示水体中有机物在微生物氧化作用下所消耗的溶解氧量， 单位是mg/L，代表水体中可生物降解部分有机污染物的污染程度。目前国外和国内主要 采用5天20°C培养法测定水样中的BOD值，记为BOD5，然而，这种方法存在许多不足之处， 如测定周期长、操作复杂、重现性差、干扰性大、不宜现场监测等，而且现有的测量方式都 是采用生物膜作为敏感元件，使得生物量和生物膜厚度之间存在不可调和的矛盾，从检测 的灵敏度考虑，需要较多的生物量；而从传质的角度考虑，则希望生物膜较薄，因此，传统的 BOD传感器测量结果不稳定、重现性差，未能得到广泛应用。在国内同行业中科研单位和 企业科技人员在不断地研究、探索、改进反应器式生物传感器BOD快速测定仪的构造，迫切 需要一种操作简单、准确、快速、自动化程度高、使用范围广的新方法来测定B0D，虽然在技 术上取得一些进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题，希望研究出高稳定 性和高准确性的反应器式生物传感器BOD快速测定仪。
发明内容本实用新型的目的在于克服以上不足，提供一种反应器式生物传感器BOD快速测 定仪，克服生物模式测量方法中存在的问题，采用集成控制系统与进出液控制系统相结合， 利用计算机集成控制系统将温度传感器、液位探头、电极探头、加热片、磁力发生器进行集 成控制。进出液控制系统由溢流管、出液管、曝气管、进液管组成，同时由计算机集成控制系 统控制，将各道工艺流程编入程序，统一管理。能精确控制反应器中的温度，使微生物的活 性始终保持在同一水平线上进水与出水和曝气。反应阶段所消耗的溶解氧就可以控制在同 一数量上，搅拌与曝气使水中的溶解氧达到平衡与动态平衡。颗粒与生物反应，消耗水中的 溶解氧，测定出溶解前后的差值，在差值反代到标准曲线中，可以测量出对应的BOD值，并 能有效的控制微生物颗粒与水样中的有机污染物发生的生物反应差值。该测定仪操作简单 方便、快速、准确、自动化程序高，能自动显示测量BOD的数字，携带方便，适用范围广，效率 尚ο本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是含有集成控制系统、进出液控 制系统、温度传感器、液位探头、电极探头、加热片、溢流管、出液管、磁力发生器、磁力棒、微 生物网笼、玻璃反应器、有机玻璃罩、螺杆支撑、下底座、升降支撑滑座、进液管、升降机滑块、曝气管、上支撑座、网笼横杆，下底座是一个正方形状，在下底座的上面四角设有螺杆支 撑与上支撑座相连接构成一个框架，在框架内设有有机玻璃罩，在有机玻璃罩内设有玻璃 反应器，上支撑座是个正方形，中间设有圆孔与玻璃反应器上端口径相吻合，玻璃反应器的 右方上端设有曝气管，玻璃反应器右方下端设有进液管，玻璃反应器下端与磁力发生器相 连接，磁力发生器的下端与下底座相连接，在磁力发生器的上方设有加热片，在加热片的上 方有一根磁力棒，在下底座的右侧设有升降支撑滑座，在升降支撑滑座上设有升降机滑块， 升降机滑块的顶端与网笼横杆的一端相连接，网笼横杆另一端悬挂微生物网笼，微生物网 笼设置在玻璃反应器内，温度传感器、液位探头、电极探头设置在玻璃反应器内，温度传感 器、电极探头、液位探头、加热片、磁力发生器的电子线路与集成控制系统相连接，集成控制 系统采用集成块控制，在集成控制系统上面设有显示屏及数码启闭开关，进出液控制系统 设有溢流管与出液管，溢流管的另一端与玻璃反应器的上端相连接，出液管的另一端与玻 璃反应器的下端相连接，构成了一个完整的反应器式生物传感器BOD快速测定仪。 该反应器式生物传感器BOD快速测定仪采用的技术原理是采用集成控制系统与 进出液控制系统相结合，利用计算机集成控制系统将温度传感器、液位探头、电极探头、加 热片、磁力发生器进行集成控制。进出液控制系统由溢流管、出液管、曝气管、进液管组成， 同时由计算机集成控制系统控制，将各道工艺流程编入程序，统一管理，能精确控制反应器 中的温度，使微生物的活性始终保持在同一水平线上进水与出水和曝气。反应阶段所消耗 的溶解氧就可以控制在同一数量上，搅拌与曝气使水中的溶解氧达到平衡与动态平衡。颗 粒与生物反应，消耗水中的溶解氧，测定出溶解前后的差值，在差值反代到标准曲线中，可 以测量出对应的BOD值，并能有效的控制微生物颗粒与水样中的有机污染物发生的生物反 应差值。当启动测定仪时，进出液控制系统开始运转，位于玻璃反应器右下端的进液管穿 过有机玻璃罩，向玻璃反应器内输入待测污水至溢流管上端，待测污水淹没温度传感器的 探头、液位探头、电极探头及微生物网笼，多出的待测污水通过溢流管流至进出液控制系统 中，保证检测质量。微生物网笼内的固定化微生物颗粒与输入的待测污水在玻璃反应器内 混合，磁力发生器开始反应，上方的加热片开始加热，加热片是温控系统的一部分，微生物 反应需要在恒温的条件下进行，通过加热片的加热，加热控制温度条件至水样达到预定的 测量温度，使溶液保持恒温的效果。加热片上方的磁力棒通过磁力发生器的磁力作用，通电 后开始旋转，使微生物与待测污水混合、搅拌，使混合液温度及溶解氧量均勻。位于玻璃反 应器右上端的曝气管对混合液进行曝气，将空气中的氧强制向混合液转移，使混合液获得 足够的溶解氧，并且防止玻璃反应器内的混合液产生沉淀，加强玻璃反应器内有机物与微 生物颗粒及溶解氧的接触，保证微生物在有充足溶解氧的条件下，对待测污水中有机物的 氧化分解作用。电极探头可测量出混合溶液中的溶解氧含量，溶解氧含量的多少直接反应 为电极输出的电压信号的多少，通过处理电极输出的电压信号，可以标定溶液中的溶解氧。 液位探头探测玻璃反应器中溶液液位，控制玻璃反应器中的溶液量，当溶液淹没探头时，输 出信号控制进出液控制系统关闭工作。在玻璃反应器内，利用生物传感器原理，以固定化微 生物颗粒作为生物识别元件，待测污水中的有机物与微生物接触后，被微生物分解，即可监 测出与BOD有线性关系的溶解氧浓度的变化，提高了测定仪的稳定性、测定结果的重现性 及准确性。位于右方的升降机上的微生物网笼、网笼横杆、升降机滑块、升降支撑滑座能够 严格的控制固定化微生物颗粒与水样中的有机污染物发生生化反应的起点和终点，确保测定仪测定的稳定性，当测量完成后，位于升降支撑滑座上的升降机滑块就会往上滑动，从而 带动网笼横杆做上升运动，使微生物网笼离开待测污水，同时，待测污水也通过出液管输入 进出液控制系统进行排出。集成控制系统的显示屏上显示不同时间段的污水浓度及电压 差，得到测算BOD的数据。测定仪的上支撑座及下底座之间设有螺栓支撑，使整个装置牢 固、稳定。本实用新型有益效果是采用集成控制系统与进出液控制系统相结合，利用计算 机集成控制系统将温度传感器、液位探头、电极探头、加热片、磁力发生器进行集成控制。进 出液控制系统由溢流管、出液管、曝气管、进液管组成，同时由计算机集成控制系统控制，将 各道工艺流程编入程序，实现自动化管理控制，能精确控制反应器中的温度，使微生物的活 性始终保持在同一水平线上进水与出水和曝气。反应阶段所消耗的溶解氧就可以控制在同 一数量上，搅拌与曝气使水中的溶解氧达到平衡与动态平衡。颗粒与生物反应，消耗水中的 溶解氧，测定出溶解前后的差值，在差值反代到标准曲线中，可以测量出对应的BOD值，并 能有效的控制微生物颗粒与水样中的有机污染物发生的生物反应差值。该测定仪操作简单 方便、快速、准确、自动化程序高，能自动显示测量BOD的数字，携带方便，适用范围广，效率 尚ο
下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步描述图中是一种反应器式生物传感器BOD快速测定仪结构示意图在图中1.集成控制系统、2.进出液控制系统、3.温度传感器、4.液位探头、5.电 极探头、6.加热片、7.溢流管、8.出液管、9.磁力发生器、10.磁力棒、11.微生物网笼、 12.玻璃反应器、13.有机玻璃罩、14.螺杆支撑、15.下底座、16.升降支撑滑座、17.进液 管、18.升降机滑块、19.曝气管、20.上支撑座、21.网笼横杆
具体实施方式
在图中下底座15是一个正方形状，在下底座15的上面四角设有螺杆支撑14与 上支撑座20相连接构成一个框架，在框架内设有有机玻璃罩13，在有机玻璃罩13内设有 玻璃反应器12，上支撑座20是个正方形，中间设有圆孔与玻璃反应器12上端口径相吻合， 玻璃反应器12的右方上端设有曝气管19，玻璃反应器12右方下端设有进液管17，玻璃反 应器12下端与磁力发生器9相连接，磁力发生器9的下端与下底座15相连接，在磁力发生 器9的上方设有加热片6，在加热片6的上方有一根磁力棒10，在下底座15的右侧设有升 降支撑滑座16，在升降支撑滑座16上设有升降机滑块18，升降机滑块18的顶端与网笼横 杆21的一端相连接，网笼横杆21另一端悬挂微生物网笼11，微生物网笼11设置在玻璃反 应器12内，温度传感器3、液位探头4、电极探头5设置在玻璃反应器12内，温度传感器3、 电极探头5、液位探头4、加热片6、磁力发生器9的电子线路与集成控制系统1相连接，集成 控制系统1采用集成块控制，在集成控制系统1上面设有显示屏及数码启闭开关，进出液控 制系统2设有溢流管7与出液管8，溢流管7的另一端与玻璃反应器12的上端相连接，出液 管8的另一端与玻璃反应器12的下端相连接，构成了一个完整的反应器式生物传感器BOD 快速测定仪。[0011] 采用集成控制系统1与进出液控制系统2相结合，利用计算机集成控制系统1将 温度传感器3、液位探头4、电极探头5、加热片6、磁力发生器9进行集成控制。进出液控制 系统2由溢流管7、出液管8、曝气管19、进液管17组成，同时由计算机集成控制系统1控 制，将各道工艺流程编入程序，统一管理，能精确控制反应器中的温度，使微生物的活性始 终保持在同一水平线上进水与出水和曝气。反应阶段所消耗的溶解氧就可以控制在同一数 量上，搅拌与曝气使水中的溶解氧达到平衡与动态平衡。颗粒与生物反应，消耗水中的溶 解氧，测定出溶解前后的差值，在差值反代到标准曲线中，可以测量出对应的BOD值，并能 有效的控制微生物颗粒与水样中的有机污染物发生的生物反应差值。当启动测定仪时，进 出液控制系统2开始运转，位于玻璃反应器12右下端的进液管17穿过有机玻璃罩13，向 玻璃反应器12内输入待测污水至溢流管7上端，待测污水淹没温度传感器3的探头、液位 探头4、电极探头5及微生物网笼11，多出的待测污水通过溢流管7流至进出液控制系统2 中，保证检测质量。微生物网笼11内的固定化微生物颗粒与输入的待测污水在玻璃反应器 12内混合，磁力发生器9开始反应，上方的加热片6开始加热，加热片6是温控系统的一部 分，微生物反应需要在恒温的条件下进行，通过加热片6的加热，加热控制温度条件至水样 达到预定的测量温度，使溶液保持恒温的效果。加热片6上方的磁力棒10通过磁力发生器 9的磁力作用，通电后开始旋转，使微生物与待测污水混合、搅拌，使混合液温度及溶解氧量 均勻。位于玻璃反应器12右上端的曝气管19对混合液进行曝气，将空气中的氧强制向混 合液转移，使混合液获得足够的溶解氧，并且防止玻璃反应器12内的混合液产生沉淀，加 强玻璃反应器12内有机物与微生物颗粒及溶解氧的接触，保证微生物在有充足溶解氧的 条件下，对待测污水中有机物的氧化分解作用。电极探头5可测量出混合溶液中的溶解氧 含量，溶解氧含量的多少直接反应为电极输出的电压信号的多少，通过处理电极输出的电 压信号，可以标定溶液中的溶解氧。液位探头4探测玻璃反应器12中溶液液位，控制玻璃 反应器12中的溶液量，当溶液淹没探头时，输出信号控制进出液控制系统2关闭工作。在 玻璃反应器12内，利用生物传感器原理，以固定化微生物颗粒作为生物识别元件，待测污 水中的有机物与微生物接触后，被微生物分解，即可监测出与BOD有线性关系的溶解氧浓 度的变化，提高了测定仪的稳定性、测定结果的重现性及准确性。位于右方的升降机上的微 生物网笼11、网笼横杆21、升降机滑块18、升降支撑滑座16能够严格的控制固定化微生物 颗粒与水样中的有机污染物发生生化反应的起点和终点，确保测定仪测定的稳定性，当测 量完成后，位于升降支撑滑座16上的升降机滑块18就会往上滑动，从而带动网笼横杆21 做上升运动，使微生物网笼U离开待测污水，同时，待测污水也通过出液管8输入进出液控 制系统2进行排出。集成控制系统1的显示屏上显示不同时间段的污水浓度及电压差，得 到测算BOD的数据。测定仪的上支撑座20及下底座15之间设有螺栓支撑，使整个装置牢 固、稳定。该反应器式生物传感器法BOD快速测定仪利用固定化微生物颗粒作为BOD快速 测定仪的全新生物识别元件，突破了采用生物膜作为生物识别元件的缺陷，与传统的生物 膜式反应器相比，溶解氧、有机物分子的扩散阻力大大减少，并且与微生物的接触充分，提 高了测定结果的稳定性和准确性，该方法成功地克服了传统的生物膜法存在的重现性差、 灵敏度低等缺点。
权利要求一种反应器式生物传感器BOD快速测定仪，含有集成控制系统、进出液控制系统、温度传感器、液位探头、电极探头、加热片、溢流管、出液管、磁力发生器、磁力棒、微生物网笼、玻璃反应器、有机玻璃罩、螺杆支撑、下底座、升降支撑滑座、进液管、升降机滑块、曝气管、上支撑座、网笼横杆，其特征是下底座是一个正方形状，在下底座的上面四角设有螺杆支撑与上支撑座相连接构成一个框架，在框架内设有有机玻璃罩，在有机玻璃罩内设有玻璃反应器，上支撑座是个正方形，中间设有圆孔与玻璃反应器上端口径相吻合，玻璃反应器的右方上端设有曝气管，玻璃反应器右方下端设有进液管，玻璃反应器下端与磁力发生器相连接，磁力发生器的下端与下底座相连接，在磁力发生器的上方设有加热片，在加热片的上方有一根磁力棒，在下底座的右侧设有升降支撑滑座，在升降支撑滑座上设有升降机滑块，升降机滑块的顶端与网笼横杆的一端相连接，网笼横杆另一端悬挂微生物网笼，微生物网笼设置在玻璃反应器内，温度传感器、液位探头、电极探头设置在玻璃反应器内，温度传感器、电极探头、液位探头、加热片、磁力发生器的电子线路与集成控制系统相连接，集成控制系统采用集成块控制，在集成控制系统上面设有显示屏及数码启闭开关，进出液控制系统设有溢流管与出液管，溢流管的另一端与玻璃反应器的上端相连接，出液管的另一端与玻璃反应器的下端相连接，构成了一个完整的反应器式生物传感器BOD快速测定仪。
专利摘要一种反应器式生物传感器BOD快速测定仪，属于一种水质污染监测仪器，采用集成控制系统与进出液控制系统相结合，利用计算机集成控制系统将温度传感器、液位探头、电极探头、加热片、磁力发生器进行集成控制。进出液控制系统由计算机集成控制系统控制，将各道工艺流程编入程序，实现自动化管理控制。精确控制反应器中的温度，使微生物的活性始终保持在同一水平线上进水与出水和曝气。反应阶段所消耗的溶解氧就可以控制在同一数量上，搅拌与曝气使水中的溶解氧达到平衡与动态平衡。颗粒与生物反应，消耗水中的溶解氧，通过测定出溶解前后的差值，进一步测量出对应的BOD值。该测定仪操作简单方便、快速、准确、自动化程序高，能自动显示测量BOD的数字，携带方便，适用范围广，效率高。
文档编号G01N27/00GK201707312SQ201020208730
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者孙中华, 王建龙 申请人:江苏同和涂装机械有限公司