一种用于废气微生物净化系统的高效生物培养循环箱的制作方法

1.本发明涉及生物法废气处理技术领域，特别是一种用于废气微生物净化系统的高效生物培养循环箱。


背景技术：

2.废气微生物净化或处理系统是将附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分，转化为简单的无机物或细胞组成物质。
3.但是，目前的废气微生物净化或处理系统都采用循环水箱用于喷淋加湿以及微生物培养，这种水箱只作为容器，无法给微生物培养及驯化提供良好的条件，因此所需的调试时间较长，同时提供给废气微生物净化系统的微生物活性较低，生物量也相对较小。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种用于废气微生物净化系统的高效生物培养循环箱，旨在解决目前的废气微生物净化或处理系统都采用循环水箱用于喷淋加湿以及微生物培养，这种水箱只作为容器，无法给微生物培养及驯化提供良好的条件的问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于废气微生物净化系统的高效生物培养循环箱，包括箱体，所述箱体的侧面设有补水口和排水口，所述补水口连接有浮球阀，所述箱体的内部设有曝气盘，所述曝气盘固定于箱体的底部中间位置，所述曝气盘通过曝气管连接有气泵，所述箱体连接有plc智能控制系统，所述气泵与plc智能控制系统连接，所述箱体的内部设有加热器和至少一组温度传感器，所述温度传感器与plc智能控制系统连接，所述加热器与plc智能控制系统连接。
6.作为本发明的进一步改进：所述箱体的内部设有ph传感器，所述ph传感器与plc智能控制系统连接。
7.作为本发明的进一步改进：所述箱体连接有ph调节加药箱，所述ph调节加药箱与plc智能控制系统连接。
8.作为本发明的进一步改进：所述箱体与ph调节加药箱之间设有第一高压泵，所述第一高压泵与plc智能控制系统连接。
9.作为本发明的进一步改进：所述箱体连接有营养液加药箱，所述营养液加药箱与plc智能控制系统连接。
10.作为本发明的进一步改进：所述箱体与营养液加药箱之间设有第二高压泵，所述第二高压泵与plc智能控制系统连接。
11.作为本发明的进一步改进：所述箱体连接有水箱，所述水箱与箱体之间连接有水泵，所述水泵与plc智能控制系统连接。
12.作为本发明的进一步改进：所述水泵设有流量传感器，所述流量传感器与plc智能控制系统连接。
13.作为本发明的进一步改进：所述箱体的上方设有盖板。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1.本发明的高效生物培养循环箱，内部设有由曝气盘、曝气管和气泵组成的曝气系统，并通过plc智能控制系统控制的营养液加药箱，通过温度传感器控制的加热系统以及ph自动调节系统，从而为微生物的培养提供充足的氧气、营养、温度及适宜的ph值。
16.2.本发明的高效生物培养循环箱相对于传统循环箱更适宜微生物的培养，可以为微生物的培养提供更为充足的氧气和营养以及适宜的温度和ph值，从而为生物滤池提供高效的微生物驯化、筛选及培养条件，能够大幅度缩短生物滤池的调试时间、提高生物滤池微生物的活性及数量、提高生物滤池的净化效率、降低生物滤池停止运行时的能耗。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图。
18.图2为本发明的箱体的结构示意图。
具体实施方式
19.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，有关术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：
20.请参阅图1-2，一种用于废气微生物净化系统的高效生物培养循环箱，包括箱体1，所述箱体1的侧面设有补水口2和排水口3，所述箱体1的内部设有曝气盘7，所述曝气盘7固定于箱体1的底部中间位置，所述曝气盘7通过曝气管9连接有气泵8，所述箱体连接有plc智能控制系统15，所述气泵8与plc智能控制系统15连接，所述箱体1的内部设有加热器5和至少一组温度传感器4，所述温度传感器4与plc智能控制系统15连接，所述加热器5与plc智能控制系统15连接。所述箱体1内承装有培养液。
21.通过设有曝气盘、曝气管和气泵组成的曝气系统，可以为箱体内培养液中的微生物的提供充足的氧气。
22.通过设有温度传感器与加热器，且温度传感器与plc智能控制系统连接，加热器与plc智能控制系统连接，通过温度传感器监测箱体内培养液的温度，并反馈给plc智能控制系统，通过plc智能控制系统控制加热器是否运行。通过设有温度传感器、加热器和plc智能控制系统控制组成的加热系统，可以为箱体内培养液中的微生物的提供适宜的温度。
23.所述箱体1连接有水箱，所述水箱与箱体1之间连接有水泵6，所述水泵6与plc智能控制系统15连接。所述水泵6设有流量传感器16，所述流量传感器16与plc智能控制系统15连接。通过plc智能控制系统15控制水泵是否开启，从而控制水箱是否往箱体中加水，通过流量传感器16将实时流量反馈至plc智能控制系统15。
24.所述补水口2连接有浮球阀10。通过箱体的补水口连接有浮球阀，可以实现箱体的自动补水，从而控制箱体内培养液的液体高度。
25.所述箱体1的内部设有ph传感器4，所述ph传感器4与plc智能控制系统15连接。所述箱体1连接有ph调节加药箱13，所述ph调节加药箱13与plc智能控制系统15连接。
26.ph传感器4通过plc智能控制系统15与ph调节加药箱13联动。通过ph传感器检测箱体内培养液的ph值，并反馈给plc智能控制系统，通过plc智能控制系统控制ph调节加药箱，从而实现ph自动调节功能。
27.通过设有ph传感器、ph调节加药箱和plc智能控制系统控制组成的ph自动调节系统，可以为箱体内培养液中的微生物的提供适宜的ph值。
28.所述箱体1与ph调节加药箱13之间设有第一高压泵，所述第一高压泵与plc智能控制系统15连接。通过ph传感器检测箱体内培养液的ph值，并反馈给plc智能控制系统，通过plc智能控制系统控制第一高压泵，进而控制ph调节加药箱，从而实现ph自动调节功能。
29.所述箱体1连接有营养液加药箱14，所述营养液加药箱14与plc智能控制系统15连接。
30.当系统运行时，营养液加药箱14通过plc智能控制系统15设定的时间自动投加营养液至箱体1。
31.通过设有plc智能控制系统控制的营养液加药箱，可以定时投加营养液至箱体，为箱体内培养液中的微生物的提供充足的营养。
32.所述箱体1与营养液加药箱14之间设有第二高压泵，所述第二高压泵与plc智能控制系统15连接。第二高压泵依据plc智能控制系统15设定的时间，自动将营养液加药箱14中的营养液投加至箱体1。
33.所述箱体1的上方设有盖板11。通过在箱体的上方设有盖板，通过打开盖板，方便操作人员取出箱体内的培养液。
34.本发明的高效生物培养循环箱，内部设有由曝气盘、曝气管和气泵组成的曝气系统，通过plc智能控制系统控制的营养液加药箱；通过温度传感器控制的加热系统以及ph自动调节系统，这些系统可以为微生物的培养提供充足的氧气、营养、温度及适宜的ph值。
35.经稀释涂布平板法测定，微生物数量是传统循环箱的3.5倍，因此本发明的高效生物培养循环箱相对于传统循环箱更适宜微生物的培养，本发明的高效生物培养循环箱可以为微生物的培养提供更为充足的氧气和营养以及适宜的温度和ph值。
36.稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基表面，进行培养；在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落。本发明采用的稀释涂布平板法计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落，即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法，即一个菌落代表一个单细胞。计数时，首先将待测样品制成均匀的系列稀释液，尽量使样品中的微生物细胞分散开，使成单个细胞存在，再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中，使其均匀分布于平板中的培养基内。经培养后，由单个细胞生长繁殖形成菌落，统计菌落数目，即可计算出样品中的含菌数。
37.通过对硫化氢和氨气的净化效率测试，净化效率提高约15％，使生物滤池的调试时间从15天缩短到5天，本发明的高效生物培养循环箱大大地提高了净化效率和减少了生物滤池的调试时间。
38.本发明的高效生物培养循环箱，内部设有一组或多组温度传感器，温度传感器与
加热器联动，加热器运行时采用常温加热模式，加热器停止时采用低温恒温模式，从而降低生物滤池停止运行时的能耗。经测试，常温加热模式加热平均运行功率约6kw，低温模式加热平均运行功率约3kw，因此加热能耗减少50％，从而大大降低生物滤池停止运行时的能耗。
39.本发明的生物培养循环箱具有温控功能、曝气功能、ph自动调节功能、营养液自动供给功能，可以为好氧微生物提供充分的营养、ph值、氧气和适宜的温度，从而为生物滤池提供高效的微生物驯化、筛选及培养条件，能够大幅度缩短生物滤池的调试时间(调试时间从15天缩短至5天)、提高生物滤池微生物的活性及数量(通过稀释涂布平板法测定微生物数量是传统循环法的3.5倍)、提高生物滤池的净化效率(通过对硫化氢和氨气的测试结果，生物滤池的废气净化效率提高约15％)。当气温降低需要加热时，该生物培养循环箱通过将温度传感器与生物滤池的加热器联动，加热器运行时采用常温加热模式，加热器停止时采用低温恒温模式，从而降低生物滤池停止运行时的能耗(经测试，常温加热模式加热平均运行功率约6kw，低温模式加热平均运行功率约3kw，因此加热能耗减少50％)。
40.实施案例：
41.一种用于废气微生物净化系统的高效生物培养循环箱，包括箱体，所述箱体的侧面设有补水口和排水口，所述箱体的内部设有曝气盘，所述曝气盘固定于箱体的底部中间位置，所述曝气盘通过曝气管连接有气泵，所述箱体连接有plc智能控制系统，所述气泵与plc智能控制系统连接，所述箱体的内部设有加热器和至少一组温度传感器，所述温度传感器与plc智能控制系统连接，所述加热器与plc智能控制系统连接。所述箱体内承装有培养液。通过设有曝气盘、曝气管和气泵组成的曝气系统，可以为箱体内培养液中的微生物的提供充足的氧气。通过设有温度传感器与加热器，且温度传感器与plc智能控制系统连接，加热器与plc智能控制系统连接，通过温度传感器监测箱体内培养液的温度，并反馈给plc智能控制系统，通过plc智能控制系统控制加热器是否运行。通过温度传感器、加热器和plc智能控制系统控制的加热系统，可以为箱体内培养液中的微生物的提供适宜的温度。所述箱体1连接有水箱，所述水箱与箱体之间连接有水泵，所述水泵与plc智能控制系统连接。所述水泵设有流量传感器，所述流量传感器与plc智能控制系统连接。通过plc智能控制系统控制水泵是否开启，从而控制水箱是否往箱体中加水，通过流量传感器将实时流量反馈至plc智能控制系统。所述补水口连接有浮球阀。通过箱体的补水口连接有浮球阀，可以实现箱体的自动补水，从而控制箱体内培养液的液体高度。所述箱体的内部设有ph传感器，所述ph传感器与plc智能控制系统连接。所述箱体连接有ph调节加药箱，所述ph调节加药箱与plc智能控制系统连接。ph传感器通过plc智能控制系统与ph调节加药箱联动。通过ph传感器检测箱体内培养液的ph值，并反馈给plc智能控制系统，通过plc智能控制系统控制ph调节加药箱，从而实现ph自动调节功能。通过ph传感器、ph调节加药箱和plc智能控制系统控制的ph自动调节系统，可以为箱体内培养液中的微生物的提供适宜的ph值。所述箱体与ph调节加药箱之间设有第一高压泵，所述第一高压泵与plc智能控制系统连接。所述箱体连接有营养液加药箱，所述营养液加药箱与plc智能控制系统连接。当系统运行时，营养液加药箱通过plc智能控制系统设定的时间自动投加营养液至箱体。通过plc智能控制系统控制的营养液加药箱，可以定时投加营养液至箱体，为箱体内培养液中的微生物的提供充足的营养。所述箱体与营养液加药箱之间设有第二高压泵，所述第二高压泵与plc智能控制系统连接。所述
箱体的上方设有盖板。
42.本发明的实施例中采用稀释涂布平板法对高效生物培养循环箱中的培养液的微生物以及传统循环箱中的微生物培养液的微生物进行计数，具体步骤如下：
43.1.样品来源：
44.样品1：本发明的高效生物培养循环箱中的微生物培养液；
45.样品2：传统循环箱中的微生物培养液。
46.2.样品稀释液的制备：
47.准确称取待测样品10g，放入装有90ml无菌水并放有小玻璃珠的250ml三角瓶中，用手或置摇床上振荡20min，使微生物细胞分散，静置20-30s，即成10-1
稀释液；再用1ml无菌吸管，吸取10-1
稀释液lml，移入装有9ml无菌水的试管中，吹吸3次，让菌液混合均匀，即成10-2
稀释液；再换一支无菌吸管吸取10-2
稀释液1ml，移入装有9ml无菌水的试管中，也吹吸三次，即成l0-3
稀释液；以此类推，连续稀释，制成10-4
、10-5
、10-6
、10-7
、10-8
、10-9
等一系列稀释菌液。
48.3.固体培养基的制备：
49.取牛肉膏3g，蛋白胨5g，nacl 2.5g，琼脂15g，蒸馏水15g，加热熔化后趁热倒入无菌平板中，待凝固后编号，每个编号设三个重复。
50.4.涂抹平板计数法：
51.用无菌吸管吸取0.1ml菌液对号接种在不同稀释度编号的无菌平板上，再用无菌刮铲将菌液在平板上涂抹均匀，每个稀释度用一个灭菌刮铲，更换稀释度时需将刮铲灼烧灭菌。将涂抹好的平板平放于桌上30min，使菌液渗透入培养基内，然后将平板倒转，保温培养，至长出菌落后即可计数。
52.经上述稀释涂布平板法测定，本发明的高效生物培养循环箱的微生物数量是传统循环箱的3.5倍。
53.本发明的主要功能：
54.本发明的高效生物培养循环箱，内部设有由曝气盘、曝气管和气泵组成的曝气系统，并通过plc智能控制系统控制的营养液加药箱，通过温度传感器控制的加热系统以及ph自动调节系统，从而为微生物的培养提供充足的氧气、营养、温度及适宜的ph值。本发明的高效生物培养循环箱相对于传统循环箱更适宜微生物的培养，可以为微生物的培养提供更为充足的氧气和营养以及适宜的温度和ph值，从而为生物滤池提供高效的微生物驯化、筛选及培养条件，能够大幅度缩短生物滤池的调试时间、提高生物滤池微生物的活性及数量、提高生物滤池的净化效率。当气温降低需要加热时，该生物培养循环箱通过将温度传感器与生物滤池的加热器联动，加热器运行时采用常温加热模式，加热器停止时采用低温恒温模式，从而降低生物滤池停止运行时的能耗。
55.在本发明描述中，需要理解的是，术语“上端面”、“下端面”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于本发明的描述，因此不能理解为对本发明实际使用方向的限制。
56.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修
改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。