CN104946527A - 一种甲醛降解细菌培养装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于空气净化设备技术领域,具体涉及一种甲醛降解细菌培养装置,箱式结构的反应池由池盖和池身共同组成,进气管道穿过池盖进入反应池的底部,进气管道的外端置有曝气泵,进气管道的内端置有旋混曝气器,进气管道的内部靠近曝气泵的一端置有微孔生物滤膜,池身的内部右下方置有温控仪,池身的外部右下方置有取样孔,池盖的外部上方中心线处置有尾气吸收瓶,尾气管道由尾气吸收瓶引出穿过池盖后设置尾气收集口,补料管道穿过池盖后依次设置阀门和补料口;其结构简单,使用安全,制备方法方便,原理可靠,成本低,减少周围人群的暴露风险,适用于甲醛降解细菌的筛选、驯化和批量培养。
Description
技术领域:
本发明属于空气净化设备技术领域,具体涉及一种甲醛降解细菌培养装置,用于筛选驯化和批量培养甲醛降解细菌,培养过程不向环境释放甲醛气体,降低周围人群的暴露风险。
背景技术:
据中国预防医学科学院提供的资料,人们80%以上的时间是在室内度过的,室内环境质量的好坏直接影响人们的身体健康;近年来,室内装修的日益豪华,家用化学品的大量使用、吸烟和烹饪等人为活动造成的室内空气污染问题己不容忽视,甲醛是室内空气污染的主要物质之一;甲醛是一种无色易溶的刺激性气体,经呼吸道吸收,其水溶液可经消化道吸收,进入人体的甲醛和蛋白质氨基结合,使蛋白质变性,扰乱人体细胞的代谢,对细胞具有极大的破坏作用,35-40%的甲醛水溶液通称为***,常作为浸渍标本的溶液,甲醛为较高毒性的物质,在我国有毒化学品优先控制名单上居第二位,甲醛在1995年被IARC(国际癌症研究机构)确定为可疑致癌物,甲醛的分子结构在化学条件下极为稳定,一般氧化剂无法破坏其结构,无法消除其污染。目前,除甲醛的方法主要有化学反应方法、物理吸附技术、臭氧负离子技术、纳米光催化技术、等离子技术和植物净化等,但是这些方法都存在降解不彻底,污染环境,降解时间长和成本高的缺点;微生物法是近年刚兴起的一种除甲醛的方法,国外已经开始了降解甲醛的微生物产品的开发,而我国还没有开始这个方面的研制,微生物法以污染物中的有机物和富营养元素为食物,大量生长繁殖,加速消耗污染物中有机物、污染物和营养成份,从而彻底治理污染,特选的微生物能保持长久的活性,以针对分解的有毒物质为“食物”,快速和大量繁殖,在污染物表面及浅表层形成菌群保护膜,随时截杀从污染源渗透或挥发出的污染物,从而能长久地起作用,由于它能渗入到污染源中,在不破坏原始材料的情况下,有效分解有害物质从而治标治本,杜绝后患,并且无毒无害,避免危害人体健康,杜绝环境二次污染;甲醛降解细菌以甲醛为碳源,培养基中的甲醛是具有挥发性的好氧菌,培养过程中的曝气和搅拌工序会加大甲醛的挥发速度,增加操作人员的健康风险,目前尚未有甲醛降解细菌专用培养装置的专利文献和新闻报道。因此,研发一种成本低,环保节能的甲醛降解细菌培养装置,很有社会价值和应用前景。
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,寻求设计一种成本低,环保节能的甲醛降解细菌培养装置,有效减少甲醛降解细菌培养过程中甲醛的挥发,降低操作人员的健康风险,避免对环境造成二次污染。
为了实现上述目的,本发明的主体结构包括曝气泵、微孔生物滤膜、进气管道、旋混曝气器、反应池、池盖、池身、取样孔、尾气收集口、尾气管道、清洁气体管道、尾气吸收瓶、补料口、补料管道、阀门和温控仪;箱式结构的反应池由池盖和池身配合组成,进气管道穿过池盖进入反应池的底部,进气管道的外端置有曝气泵,进气管道的内端置有旋混曝气器,进气管道的内部靠近曝气泵的一端置有微孔生物滤膜,池身的内部右下方置有温控仪,池身的外部右下方置有取样孔,池盖的外部上方中心线处置有尾气吸收瓶,尾气管道由尾气吸收瓶引出穿过池盖后设置尾气收集口,清洁气体管道由尾气吸收瓶引出连通外部,补料管道穿过池盖后依次设置阀门和补料口;池盖与池身之间、进气管道与池盖之间、尾气管道与池盖之间和补料管道与池盖之间均为密封结构,使反应池处于密封状态。
本发明涉及的池盖材质为PVC和玻璃,池身的材质为PVC、玻璃和水泥,池盖与池身之间、进气管道与池盖之间、尾气管道与池盖之间和补料管道与池盖之间均采用橡胶垫密封。
本发明涉及的曝气泵控制反应池内的溶解氧浓度;涉及的微孔生物滤膜拦截进入反应池的空气中的微生物,避免二次污染,消灭其中的细菌,提高使用寿命;涉及的温控仪控制反应池的内部温度。
本发明涉及的甲醛降解细菌培养装置使用时,先在反应池中加入高度不超过池身高度4/5的液体培养基,再在液体培养基中加入0.2-0.45V/V的微量元素备用液,在尾气吸收瓶中加入质量百分比浓度为3-5%的高锰酸钾(KMnO4)吸收液,然后启动曝气泵和温控仪,设定反应温度为20-25℃,pH值为6-8,溶解氧浓度为2.5-6.0mg/L,通过补料口加入甲醛溶液并控制甲醛终浓度为300-500mg/L,通过进气管道向反应池中加入待培养的菌种、待驯化的污泥、土壤或水样样品,定期从取样孔6取样并检测液体培养基中细菌的生长情况、溶解氧浓度、pH值和甲醛浓度,当pH值下降到6以下时用氢氧化钠(NaOH)溶液调节pH值至7,当甲醛浓度低于100mg/L时,通过补料口补充甲醛使其浓度达到300mg/L,当甲醛降解细菌生长至稳定期后,通过取样孔移出部分菌液并补充液体培养基和微量元素备用液,反应结束后,空气由清洁空气管道排出,尾气由尾气收集口和尾气管道导入尾气吸收瓶,尾气中的甲醛与高锰酸钾(KMnO4)吸收液反应,使甲醛全部被吸收液吸收,避免甲醛扩散到空气中,降低周围人员的健康风险;液体培养基的组分为磷酸氢二钾(K2HPO4)2.16g、磷酸氢二钾(KH2PO4)0.85g、氯化铵(NH4Cl)1.05g、硫酸镁(MgSO4)0.1g、一水硫酸锰(MnSO4·H2O)0.05g、七水硫酸铁(FeSO4·7H2O)0.01g、二水氯化钙(CaCl2·2H2O)0.03g和蒸馏水1000ml,液体培养基的pH值为7,微量元素备用液由七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)0.287mg、五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)7.5mg、五水柠檬酸铁(FeC6H5O7·5H20)3.9g、五水钼酸钠(NaMoO4·5H2O)6.8mg、二水乙二胺四乙酸钠(C10H14N2Na2O8·2H2O)2.4mg、六水氯化钴(CoCl·6H2O)12mg和六水硫酸镍(NiSO4·6H2O)2.4mg溶解于1000ml蒸馏水中配制而成。
本发明与现有技术相比,反应池内底部的旋混曝气器将气体以小气泡的形式释放,增加液体培养基的氧气供应,推动液体培养基由中间向周边运动实现搅拌效果,节约动力消耗,反应池外部上方的尾气吸收瓶吸收随空气溢出的甲醛,降低甲醛挥发总量,减少周围人群的暴露风险;其结构简单,使用安全,制备方法方便,原理可靠,成本低,适用于甲醛降解细菌的筛选、驯化和批量培养。
附图说明:
图1为本发明的主体结构原理示意图。
具体实施方式:
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步描述。
实施例:
本实施例涉及的甲醛降解细菌培养装置的主体结构包括曝气泵1、微孔生物滤膜2、进气管道3、旋混曝气器4、反应池5、池盖501、池身502、取样孔6、尾气收集口7、尾气管道8、清洁气体管道9、尾气吸收瓶10、补料口11、补料管道12、阀门13和温控仪14;箱式结构的反应池5由池盖501和池身502配合组成,进气管道3穿过池盖501进入反应池5的底部,进气管道3的外端置有曝气泵1,进气管道3的内端置有旋混曝气器4,进气管道3的内部靠近曝气泵1的一端置有微孔生物滤膜2,池身502的内部右下方置有温控仪14,池身502的外部右下方置有取样孔6,池盖501的外部上方中心线处置有尾气吸收瓶10,尾气管道8由尾气吸收瓶10引出穿过池盖501后设置尾气收集口7,清洁气体管道9由尾气吸收瓶10引出连通外部,补料管道12穿过池盖501后依次设置阀门13和补料口11;池盖501与池身502之间、进气管道3与池盖501之间、尾气管道8与池盖501之间和补料管道12与池盖501之间均为密封结构,使反应池5处于密封状态。
本实施例涉及的池盖501材质为PVC和玻璃,池身502的材质为PVC、玻璃和水泥,池盖501与池身502之间、进气管道3与池盖501之间、尾气管道8与池盖501之间和补料管道12与池盖501之间均采用橡胶垫密封。
本实施例涉及的曝气泵1控制反应池5内的溶解氧浓度;涉及的微孔生物滤膜2拦截进入反应池5的空气中的微生物,避免二次污染,消灭其中的细菌,提高使用寿命;涉及的温控仪14控制反应池5的内部温度。
本实施例涉及的甲醛降解细菌培养装置使用时,先在反应池5中加入高度不超过池身502高度4/5的液体培养基,再在液体培养基中加入0.2-0.45V/V的微量元素备用液,在尾气吸收瓶10中加入质量百分比浓度为3-5%的高锰酸钾(KMnO4)吸收液,然后启动曝气泵1和温控仪14,设定反应温度为20-25℃,pH值为6-8,溶解氧浓度为2.5-6.0mg/L,通过补料口11加入甲醛溶液并控制甲醛终浓度为300-500mg/L,通过进气管道3向反应池5中加入待培养的菌种、待驯化的污泥、土壤或水样样品,定期从取样孔6取样并检测液体培养基中细菌的生长情况、溶解氧浓度、pH值和甲醛浓度,当pH值下降到6以下时用氢氧化钠(NaOH)溶液调节pH值至7,当甲醛浓度低于100mg/L时,通过补料口11补充甲醛使其浓度达到300mg/L,当甲醛降解细菌生长至稳定期后,通过取样孔6移出部分菌液并补充液体培养基和微量元素备用液,反应结束后,空气由清洁空气管道9排出,尾气由尾气收集口7和尾气管道8导入尾气吸收瓶10,尾气中的甲醛与高锰酸钾(KMnO4)吸收液反应,使甲醛全部被吸收液吸收,避免甲醛扩散到空气中,降低周围人员的健康风险;液体培养基的组分为磷酸氢二钾(K2HPO4)2.16g、磷酸氢二钾(KH2PO4)0.85g、氯化铵(NH4Cl)1.05g、硫酸镁(MgSO4)0.1g、一水硫酸锰(MnSO4·H2O)0.05g、七水硫酸铁(FeSO4·7H2O)0.01g、二水氯化钙(CaCl2·2H2O)0.03g和蒸馏水1000ml,液体培养基的pH值为7,微量元素备用液由七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)0.287mg、五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)7.5mg、五水柠檬酸铁(FeC6H5O7·5H20)3.9g、五水钼酸钠(NaMoO4·5H2O)6.8mg、二水乙二胺四乙酸钠(C10H14N2Na2O8·2H2O)2.4mg、六水氯化钴(CoCl·6H2O)12mg和六水硫酸镍(NiSO4·6H2O)2.4mg溶解于1000ml蒸馏水中配制而成。
Claims (4)
1.一种甲醛降解细菌培养装置,其特征在于主体结构包括曝气泵、微孔生物滤膜、进气管道、旋混曝气器、反应池、池盖、池身、取样孔、尾气收集口、尾气管道、清洁气体管道、尾气吸收瓶、补料口、补料管道、阀门和温控仪;箱式结构的反应池由池盖和池身配合组成,进气管道穿过池盖进入反应池的底部,进气管道的外端置有曝气泵,进气管道的内端置有旋混曝气器,进气管道的内部靠近曝气泵的一端置有微孔生物滤膜,池身的内部右下方置有温控仪,池身的外部右下方置有取样孔,池盖的外部上方中心线处置有尾气吸收瓶,尾气管道由尾气吸收瓶引出穿过池盖后设置尾气收集口,清洁气体管道由尾气吸收瓶引出连通外部,补料管道穿过池盖后依次设置阀门和补料口;池盖与池身之间、进气管道与池盖之间、尾气管道与池盖之间和补料管道与池盖之间均为密封结构,使反应池处于密封状态。
2.根据权利要求1所述的甲醛降解细菌培养装置,其特征在于所述池盖材质为PVC和玻璃,池身的材质为PVC、玻璃和水泥,池盖与池身之间、进气管道与池盖之间、尾气管道与池盖之间和补料管道与池盖之间均采用橡胶垫密封。
3.根据权利要求1所述的甲醛降解细菌培养装置,其特征在于所述曝气泵控制反应池内的溶解氧浓度;涉及的微孔生物滤膜拦截进入反应池的空气中的微生物,避免二次污染,消灭其中的细菌,提高使用寿命;涉及的温控仪控制反应池的内部温度。
4.根据权利要求1所述的甲醛降解细菌培养装置,其特征在于使用时,先在反应池中加入高度不超过池身高度4/5的液体培养基,再在液体培养基中加入0.2-0.45V/V的微量元素备用液,在尾气吸收瓶中加入质量百分比浓度为3-5%的高锰酸钾(KMnO4)吸收液,然后启动曝气泵和温控仪,设定反应温度为20-25℃,pH值为6-8,溶解氧浓度为2.5-6.0mg/L,通过补料口加入甲醛溶液并控制甲醛终浓度为300-500mg/L,通过进气管道向反应池中加入待培养的菌种、待驯化的污泥、土壤或水样样品,定期从取样孔6取样并检测液体培养基中细菌的生长情况、溶解氧浓度、pH值和甲醛浓度,当pH值下降到6以下时用氢氧化钠(NaOH)溶液调节pH值至7,当甲醛浓度低于100mg/L时,通过补料口补充甲醛使其浓度达到300mg/L,当甲醛降解细菌生长至稳定期后,通过取样孔移出部分菌液并补充液体培养基和微量元素备用液,反应结束后,空气由清洁空气管道排出,尾气由尾气收集口和尾气管道导入尾气吸收瓶,尾气中的甲醛与高锰酸钾(KMnO4)吸收液反应,使甲醛全部被吸收液吸收,避免甲醛扩散到空气中,降低周围人员的健康风险;液体培养基的组分为磷酸氢二钾(K2HPO4)2.16g、磷酸氢二钾(KH2PO4)0.85g、氯化铵(NH4Cl)1.05g、硫酸镁(MgSO4)0.1g、一水硫酸锰(MnSO4·H2O)0.05g、七水硫酸铁(FeSO4·7H2O)0.01g、二水氯化钙(CaCl2·2H2O)0.03g和蒸馏水1000ml,液体培养基的pH值为7,微量元素备用液由七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)0.287mg、五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)7.5mg、五水柠檬酸铁(FeC6H5O7·5H20)3.9g、五水钼酸钠(NaMoO4·5H2O)6.8mg、二水乙二胺四乙酸钠(C10H14N2Na2O8·2H2O)2.4mg、六水氯化钴(CoCl·6H2O)12mg和六水硫酸镍(NiSO4·6H2O)2.4mg溶解于1000ml蒸馏水中配制而成。
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