CN104946527A - 一种甲醛降解细菌培养装置 - Google Patents

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宋志文
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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

一种甲醛降解细菌培养装置
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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