CN103571735A - 一种管壁生物膜生长模拟反应器 - Google Patents

一种管壁生物膜生长模拟反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN103571735A
CN103571735A CN201210249593.6A CN201210249593A CN103571735A CN 103571735 A CN103571735 A CN 103571735A CN 201210249593 A CN201210249593 A CN 201210249593A CN 103571735 A CN103571735 A CN 103571735A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
pipe
pipeline section
delivery pipeline
water delivery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210249593.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103571735B (zh
Inventor
李伟英
陆辉
吕田天
郭金涛
李平波
沈程程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201210249593.6A priority Critical patent/CN103571735B/zh
Publication of CN103571735A publication Critical patent/CN103571735A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103571735B publication Critical patent/CN103571735B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/06—Tubular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/06—Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种管壁生物膜生长模拟反应器，包括进水管、出水管及反应器本体，进水管及出水管之间连接多个串联连接的反应器本体，反应器本体由输水管段、螺纹盖帽及填料组成，输水管段的两端设有可拆卸的螺纹端口，通过螺纹端口连接螺纹盖帽，填料设在输水管段的内部；水从进水管进入，依次穿透各反应器本体，从出水管流出，取出输水管段内的填料采集填料上的生物膜，并在出水管处采集水样进行分析。与现有技术相比，本发明切实模拟实际管道水力条件、营养状况，同时增大生物膜附着面积，使得生物膜采集过程操作简单，对管道管壁无破坏作用。

Description

一种管壁生物膜生长模拟反应器
技术领域
本发明涉及模拟反应器，尤其是涉及一种管壁生物膜生长模拟反应器。
背景技术
目前，公知的给水管道模拟***有两种设计：非循环设计和循环设计。非循环设计***本质上为推流式反应器，可生物降解有机物随着管道距离的增加而连续被微生物消耗。循环设计***可理想化为连续搅拌反应器***内部完全混合，出水水质与***内部水质条件基本相同。但是，两种管道模拟反应器供生物膜附着的表面积较小，且非循环模拟管道管壁生物膜取样不方便，同时取样过程对管壁有一定的破坏性，不利于模拟***长期连续稳定运行。而循环模拟管道的水力条件与水体营养状况与实际管道情况相差较大，参考性较小。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种切实模拟实际管道水力条件、营养状况，同时增大生物膜附着面积，且使得生物膜采集过程操作简单，对管道管壁没有破坏作用的给水管道生物膜生长模拟反应器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种管壁生物膜生长模拟反应器，包括进水管、出水管及反应器本体，所述的进水管及出水管之间连接多个串联连接的反应器本体，所述的反应器本体由输水管段、螺纹盖帽及填料组成，所述的输水管段的两端设有可拆卸的螺纹端口，通过螺纹端口连接螺纹盖帽，所述的填料设在输水管段的内部；
水从进水管进入，依次穿透各反应器本体，从出水管流出，取出输水管段内的填料采集填料上的生物膜，并在出水管处采集水样进行分析，模拟管道理想为推流式反应器，水力及水质环境情况与实际管道类似。
所述的反应器本体设有1～50个。所述的输水管段的两端均与螺纹盖帽拧在一起，其中第一节输水管段与进水管相连，第一节输水管段的另一端由弯管与第二节输水管段相连，第二节输水管段的另一端由弯管与第三节输水管段相连，以此类推，输水管段数量由需求决定。
所述的输水管段的直径为20mm～40mm，优选20mm、25mm、32mm或40mm；所述的输水管段的长度为200mm～500mm，优选400mm；所述的输水管段的管材选自铸铁管、钢管、不锈钢管或塑料管。输水管段的管材、管径、管长可根据实际情况调节，输水管段用于模拟实际管道内的水力与水质状况，每段输水管段的两端均制成可拆卸的螺纹端口，用于与螺纹盖帽的连接，便于使每节管段取样时自由拆卸。
所述的螺纹盖帽的尺寸与输水管段的尺寸相匹配，所述的螺纹盖帽内设有密封垫圈。
填料用于输水管段内生物膜的富集，确保采样可在对管道内壁无破坏下进行，所述的填料为塑料填料，所述的填料设有10～20个。
所述的塑料填料优选直径为10mm的环形塑料填料，用于增大生物膜附着面积，方便获得较多实验所需的生物膜，同时从填料上获取生物膜可利用超声振荡器或涡旋振荡器振荡洗脱，获取生物膜的过程便捷充分且对管段没有破坏作用。
模拟管道运行前，需对填料进行高温灭菌，保证填料表面无菌，防止将杂菌带入管道***，保证生物膜中微生物均属于水体微生物。
所述的进水管上设有进水流量调节阀及流量计，进水流量调节阀和流量计不仅使得水质模拟可行，并且可控制输水管段内的流量及流速，可最优化模拟实际管道中的水力状况。
所述的反应器本体的进水端设有进水阀门，所述的进水阀门在生物膜采样过程可分段将其关闭，不会放空相邻管段内的水，因此不会影响其他管段内的水流环境，对其内部生物膜生长干扰较小。
所述的反应器本体之间通过连接弯管依次连接。
所述的连接弯管的管径小于输水管段的管径，所述的连接弯管优选玻璃弯管，玻璃弯管不仅可以实时观察输水管内水流状态，而且可考察管道管壁上生物膜生长特征变化。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、模拟管道为非循环推流式反应器，可真实模拟实际管道内部水力、水质状况；
2、放置的塑料填料易于富集更多的生物膜，同时从塑料填料上采集生物膜操作简捷，并且采样过程对管道内壁无破坏作用；
3、可自由组装与拆卸的输水管段使整套模拟***更加灵活，可根据实验要求自由改变输水管段的管材、管长及管径，以满足空间与研究的要求；
4、采样时可灵活拆卸输水管段，即将本段与相连的下一节上安装的进水阀门关闭，较方便将采样输水管段卸下，取出内置填料从而将在填料上附着生长的生物膜通过超声震荡方式或者涡旋震荡方式洗脱在生理盐水中，由于进水阀门关闭，采样过程不会放空其他输水管段中的水，不会影响其他管段的水环境，对其内部细菌干扰较小；
5、在一定周期内可取所需数量管段内的生物膜，并做好记录，之后可安装新灭菌的填料以供微生物附着，为后续实验准备，给予一定的生长时间，生长周期内可取其他管段内的生物膜，模拟***可连续运行。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种管壁生物膜生长模拟反应器，结构如图1所示，包括进水管1、出水管9及反应器本体，进水管1及出水管9之间连接多个串联连接的反应器本体，反应器本体由输水管段6、螺纹盖帽5及填料7组成，输水管段6的两端设有可拆卸的螺纹端口，通过螺纹端口连接螺纹盖帽5，填料7设在输水管段6的内部；
水从进水管1进入，依次穿透各反应器本体，从出水管9流出，取出输水管段6内的填料7，采集填料7上的生物膜，并在出水管9处采集水样进行分析，模拟管道理想为推流式反应器，水力及水质环境情况与实际管道类似。
反应器本体可以设有1～50个，本实施例中反应器本体的个数为20个。输水管段6的两端均与螺纹盖帽5拧在一起，其中第一节输水管段6与进水管1相连，第一节输水管段6的另一端由弯管与第二节输水管段6相连，第二节输水管段6的另一端由弯管与第三节输水管段6相连，以此类推，输水管段6数量由需求决定。
输水管段6的直径为20mm～40mm，本实施例中，输水管段6的直径分别选取20mm、25mm、32mm及40mm，输水管段6的长度为200mm～500mm，本实施例中，输水管段6的长度为400mm，输水管段6的管材选自铸铁管、钢管、不锈钢管或塑料管，本实施例中输水管段6的管材为塑料管。输水管段6的管材、管径、管长可根据实际情况调节，输水管段6用于模拟实际管道内的水力与水质状况，每段输水管段6的两端均制成可拆卸的螺纹端口，用于与螺纹盖帽5的连接，便于使每节管段取样时自由拆卸。螺纹盖帽5的尺寸与输水管段6的尺寸相匹配，螺纹盖帽5内设有密封垫圈。填料7用于输水管段6内生物膜的富集，确保采样可在对管道内壁无破坏下进行，填料7设有10～20个。塑料填料7为直径为10mm的环形塑料填料7，用于增大生物膜附着面积，方便获得较多实验所需的生物膜，同时从填料7上获取生物膜可利用超声振荡器或涡旋振荡器振荡洗脱，获取生物膜的过程便捷充分且对管段没有破坏作用。
模拟管道运行前，需对填料7进行高温灭菌，保证填料7表面无菌，防止将杂菌带入管道***，保证生物膜中微生物均属于水体微生物。
进水管1上设有进水流量调节阀2及流量计3，进水流量调节阀2和流量计3不仅使得水质模拟可行，并且可控制输水管段6内的流量及流速，可最优化模拟实际管道中的水力状况。
反应器本体的进水端设有进水阀门4，进水阀门4在生物膜采样过程可分段将其关闭，不会放空相邻管段内的水，因此不会影响其他管段内的水流环境，对其内部生物膜生长干扰较小。
反应器本体之间通过连接弯管8依次连接。连接弯管8的管径小于输水管段6的管径，连接弯管8为玻璃弯管，玻璃弯管不仅可以实时观察输水管内水流状态，而且可考察管道管壁上生物膜生长特征变化。
实施例2
一种管壁生物膜生长模拟反应器，结构如图1所示。进水管1与水龙头相连，进水管上安装进水流量调节阀2，流量计3。通过螺纹盖帽5将进水管与输水管段6连接，在管段的进水一端安装有进水阀门4。输水管段6内部填充填料7，另一端再由螺纹盖帽5盖紧密封。相邻的两个螺纹盖帽5由连接弯管8相连，可制成一体。再由螺纹盖帽5连接下一节管段，管段内部同样装载同等数量的塑料填料，以此类推组装。最后一段管段通过螺纹盖帽5与出水管9连接，出水管9可与螺纹盖帽5制成一体。
连接弯管8的管径比输水管段6的管径要小，可防止管段内部填料泄漏。管端螺纹盖帽5内装有密封垫圈，可防止输水管段6内水流***漏。在输水管段6进水端安装的进水阀门4可在采样时关闭，使相连管段水不外漏，保证采样过程不干扰其他管段内的水体环境，使生物膜持续生长。
进水管1上安装进水流量调节阀2可根据需要调节进水流量，通过流量计3观察流量变化，从而使管道中有稳定的水流速度，控制水力调节。
模拟管道运行前，需对填料7进行高温灭菌，保证填料7表面无菌，防止将杂菌带入管道***，保证生物膜中微生物均属于水体微生物。
采集生物膜时，将一节输水管段6内的填料7取出，根据实验需要可取出多节管段内的填料。将取出的填料置于灭菌的生理盐水中，可通过超声振荡器或涡旋振荡器将生物膜脱离在生理盐水中，以进行后续研究实验。
水样可在出水管9处采集，可以对水样进行常规指标的检测，便于研究常规水质指标的变化对生物膜生长的影响。

Claims (10)

1.一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，包括进水管、出水管及反应器本体，所述的进水管及出水管之间连接多个串联连接的反应器本体，所述的反应器本体由输水管段、螺纹盖帽及填料组成，所述的输水管段的两端设有可拆卸的螺纹端口，通过螺纹端口连接螺纹盖帽，所述的填料设在输水管段的内部；
水从进水管进入，依次穿透各反应器本体，从出水管流出，取出输水管段内的填料采集填料上的生物膜，并在出水管处采集水样进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的反应器本体设有1～50个。
3.根据权利要求1所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的输水管段的直径为20mm～40mm，优选20mm、25mm、32mm或40mm；所述的输水管段的长度为200mm～500mm，优选400mm；所述的输水管段的管材选自铸铁管、钢管、不锈钢管或塑料管。
4.根据权利要求1所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的螺纹盖帽的尺寸与输水管段的尺寸相匹配，所述的螺纹盖帽内设有密封垫圈。
5.根据权利要求1所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的填料为塑料填料，所述的填料设有10～20个。
6.根据权利要求5所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的塑料填料优选直径为10mm的环形塑料填料。
7.根据权利要求1所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的进水管上设有进水流量调节阀及流量计。
8.根据权利要求1所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的反应器本体的进水端设有进水阀门。
9.根据权利要求1所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的反应器本体之间通过连接弯管依次连接。
10.根据权利要求9所述的一种管壁生物膜生长模拟反应器，其特征在于，所述的连接弯管的管径小于输水管段的管径，所述的连接弯管优选玻璃弯管。
CN201210249593.6A 2012-07-18 2012-07-18 一种管壁生物膜生长模拟反应器 Expired - Fee Related CN103571735B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210249593.6A CN103571735B (zh) 2012-07-18 2012-07-18 一种管壁生物膜生长模拟反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210249593.6A CN103571735B (zh) 2012-07-18 2012-07-18 一种管壁生物膜生长模拟反应器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103571735A true CN103571735A (zh) 2014-02-12
CN103571735B CN103571735B (zh) 2015-07-29

Family

ID=50044451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210249593.6A Expired - Fee Related CN103571735B (zh) 2012-07-18 2012-07-18 一种管壁生物膜生长模拟反应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103571735B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103937660A (zh) * 2014-04-28 2014-07-23 同济大学 一种给水管网微生物试验小试装置
CN111785117A (zh) * 2020-07-17 2020-10-16 盐城工学院 多材质输水管道附着生物膜的模拟实验装置及实验方法
CN111826275A (zh) * 2020-07-17 2020-10-27 盐城工学院 一种长输水管道管壁生物膜生长模拟实验装置及实验方法
CN112978901A (zh) * 2021-03-02 2021-06-18 南开大学 原位培养管道生物膜的反应器及其方法
CN113956965A (zh) * 2021-09-13 2022-01-21 北京大学口腔医学院 一种模拟口腔综合治疗台水路的装置及生物膜形成方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101053705A (zh) * 2007-05-24 2007-10-17 江苏汉邦科技有限公司 五分区模拟移动床色谱装置
CN201313853Y (zh) * 2008-11-10 2009-09-23 重庆大学 用于污水处理的生物膜反应设备
CN102020392A (zh) * 2009-09-17 2011-04-20 朱华土 一种印染中水回用工艺及设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101053705A (zh) * 2007-05-24 2007-10-17 江苏汉邦科技有限公司 五分区模拟移动床色谱装置
CN201313853Y (zh) * 2008-11-10 2009-09-23 重庆大学 用于污水处理的生物膜反应设备
CN102020392A (zh) * 2009-09-17 2011-04-20 朱华土 一种印染中水回用工艺及设备

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103937660A (zh) * 2014-04-28 2014-07-23 同济大学 一种给水管网微生物试验小试装置
CN103937660B (zh) * 2014-04-28 2016-02-17 同济大学 一种给水管网微生物试验小试装置
CN111785117A (zh) * 2020-07-17 2020-10-16 盐城工学院 多材质输水管道附着生物膜的模拟实验装置及实验方法
CN111826275A (zh) * 2020-07-17 2020-10-27 盐城工学院 一种长输水管道管壁生物膜生长模拟实验装置及实验方法
CN112978901A (zh) * 2021-03-02 2021-06-18 南开大学 原位培养管道生物膜的反应器及其方法
CN113956965A (zh) * 2021-09-13 2022-01-21 北京大学口腔医学院 一种模拟口腔综合治疗台水路的装置及生物膜形成方法
CN113956965B (zh) * 2021-09-13 2023-11-21 北京大学口腔医学院 一种模拟口腔综合治疗台水路的装置及生物膜形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103571735B (zh) 2015-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103571735B (zh) 一种管壁生物膜生长模拟反应器
CN102679166B (zh) 埋地供水管网快速查漏定段定量的方法
CN107588331A (zh) 一种多功能管道泄漏监测实验平台
CN201433217Y (zh) 管道生物膜取样装置
NZ598272A (en) A solar collector
CN107218739A (zh) 一种基于bim集成化族的制冷机房
CN103743534A (zh) 一种盐穴储油库水溶造腔管柱动力特性模型试验装置
CN103937660A (zh) 一种给水管网微生物试验小试装置
CN105385588B (zh) 煤中生物菌群迁移模拟实验装置及方法
EA201690853A1 (ru) Устройство для измерения скорости потока текучей среды
CN207335216U (zh) 一种基于bim集成化族的制冷机房
CN202350843U (zh) 浮子流量计和水分集器
CN102225222A (zh) U形中空纤维管人工肝生物反应器
CN202049667U (zh) 管道消毒效果综合检测设备
CN204319905U (zh) 直通式免拆卸清洗过滤器
CN202078585U (zh) 一种u形中空纤维管人工肝生物反应器
CN205745846U (zh) 一种用于检测的密封堵头
CN204319903U (zh) 快速清洗过滤器
HRP20110722T2 (hr) Cjevovod koji se može sastaviti od više modularnih okruglih cijevi
CN203672583U (zh) 一种盐穴储油库水溶造腔管柱动力特性模型试验装置
CN102289977A (zh) 管道消毒效果综合检测设备
CN112362830A (zh) 一种原水管道输水模拟装置
CN204826107U (zh) 一种排污管道防倒流装置
CN205049458U (zh) 一种具有管道腐蚀监测功能的管道组件
CN206596469U (zh) 一种温室茄果类蔬菜有机生产精准滴灌装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150729

Termination date: 20180718