CN105087357A - 一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***及方法 - Google Patents

一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***及方法，微生物材料加入粉料供给***的粉料箱，输送至逆向解溶沉降***，水由进水口进入逆向解溶沉降***，粉料和水进入逆向解溶沉降***后，在搅拌器作用下逆向搅拌混匀解溶，微生物菌株溶于水后制备微生物菌液粗品，固相载体沉降；微生物菌液粗品输送至二次解溶溢流***，微生物菌液粗品再次混匀解溶；二次解溶溢流***进一步处理的微生物菌液输送至自然沉降溢流***，微生物菌液在重力作用下自然沉降，残留的固相载体沉降进入沉降室，制备的微生物菌液直接进入喷洒设施。本发明操作简单、效果显著、环境友好，有效提高了微生物菌体再生复活率，实现了载体的循环利用。

Description

一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***及方法
技术领域
本发明属于微生物学领域和环境科学领域的交叉科学技术，涉及一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的方法。
背景技术
微生物是地球上最早出现的一种生物，已经成为地球上无所不在、种类众多的巨大生物量，广泛的参与自然界的成岩成矿过程。基于自然界微生物成岩成矿的过程，微生物被从自然界分离出来，通过认为调控，将其在自然界漫长的胶结过程控制在较短的时间内完成，进而制备了种类繁多的微生物材料，普遍应用于地基加固、边坡防护、扬尘治理、重金属钝化、有机物降解及建筑预制品制备。与传统的物理、化学方法相比，微生物方法环境友好、无二次污染，投资少、见效快，操作简单。
作为液态的微生物产品，储存条件苛刻，菌体体积大、运输不便，且成本较高。鉴于液态产品的缺点，固态菌粉在储存、运输方面具有很大的优势，有利于实现微生物材料的规模应用。对于一类高粘性质的微生物，在制备菌粉是必须负载一定的固相载体，如胶质类微生物在制备菌粉时负载碳酸钙、陶粒等，而菌粉的再生复活、载体的处理、载体堵塞喷洒设施、规模连续化应用等成为工程应用亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***及方法，以能够有效提高微生物菌体再生复活率，实现载体的循环利用，解决载体堵塞喷洒设施的难题，可通过车载形式实现工程应用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***，包括粉料供给***、逆向解溶沉降***、二次解溶溢流***和自然沉降溢流***，其中，
所述粉料供给***包括粉料箱，粉料箱内设置有螺旋杆，螺旋杆连接有用于驱动其转动的驱动电机，粉料箱的出口处设置有电机并连接有输送管，输送管连接逆向解溶沉降***；
所述逆向解溶沉降***的一侧顶部设置有粉料加料口，底部设置有进水口，另一侧的顶部设置有第一溢流口，逆向解溶沉降***内设置有两个搅拌器；
所述二次解溶溢流***的一侧底部设置有二次解溶溢流***进口，另一侧的顶部设置有第二溢流口，二次解溶溢流***内设置有第三搅拌器；
所述自然沉降溢流***的一侧底部设置有自然沉降溢流***进口，另一侧的顶部设置有第三溢流口。
进一步的，所述逆向解溶沉降***、二次解溶溢流***和自然沉降溢流***的底部均设置有两端有截止阀的沉降室。
进一步的，所述逆向解溶沉降***、二次解溶溢流***和自然沉降溢流***均设有夹套，并在底部和顶部分别设置有夹套进口和夹套出口。
进一步的，所述逆向解溶沉降***中的两个搅拌器逆向旋转搅拌。
进一步的，所述逆向解溶沉降***的粉料加料口靠近第一溢流口一侧设有隔离板。
进一步的，所述进水口、二次解溶溢流***进口、自然沉降溢流***进口的连接管路上均设置有离心泵和转子流量计。
一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的方法，步骤如下：
(1)微生物材料加入粉料供给***的粉料箱，通过螺旋杆、电机、输送管输送至逆向解溶沉降***的粉料加料口；水由进水口进入逆向解溶沉降***；粉料和水进入逆向解溶沉降***后，在两个搅拌器作用下逆向搅拌混匀解溶，微生物菌株溶于水后制备微生物菌液粗品，固相载体沉降至逆向解溶沉降***底部；
(2)逆向解溶沉降***制备的微生物菌液粗品通过第一溢流口输送至二次解溶溢流***的进口；微生物菌液粗品在第三搅拌器作用下再次混匀解溶，解溶的固相载体沉降至二次解溶溢流系底部；
(3)二次解溶溢流***进一步处理的微生物菌液通过第二溢流口输送至自然沉降溢流***的进口；微生物菌液在重力作用下自然沉降，残留的固相载体沉降至自然沉降溢流***底部，制备的微生物菌液直接进入喷洒设施。
进一步的，逆向解溶沉降***、二次解溶溢流***和自然沉降溢流***中的固相载体沉降在底部，进入各自底部的沉降室，待沉降室中固相载体积累到一定量时，收集固相载体，收集的固相载体可循环利用。
进一步的，加热介质在加热设备中加热后经由设置于逆向解溶沉降***上的第一夹套进口进入，经由第一夹套出口流出的加热介质经由第二夹套进口进入二次解溶溢流***的夹套；第二夹套出口流出的加热介质经由第三夹套进口进入自然沉降溢流***的夹套，加热介质经由第三夹套出口回到加热设备中，加热后再由第一夹套进口进入逆向解溶沉降***，实现加热介质的循环利用。
本发明的有益效果是：
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、逆向解溶沉降***两个搅拌器逆向搅拌，提高了固相载体中微生物菌株的溶出率，提高了微生物菌株的利用率。
2、逆向解溶沉降***、二次解溶溢流***、自然沉降溢流***均设有夹套，可通入加热介质实现加热，提高了微生物菌株的复活率。
3、逆向解溶沉降***、二次解溶溢流***、自然沉降溢流***均设有沉降室，收集固相载体，实现了载体的循环利用。
4、沉降室采用透明玻璃材料，可直观的看到沉降室中固相载体的沉积量；沉降室两端设有截止阀，上端截止阀处于常开状态，下端截止阀处于关闭状态；在将沉降室中固相载体放出时，关闭上端截止阀，打开下端截止阀，放料结束时，关闭下端截止阀，打开上端截止阀，实现连续操作，提高了生产效率。
5、逆向解溶沉降***、二次解溶溢流***、自然沉降溢流***均设有溢流口，采用溢流方式既有利于延长固相载体的沉降时间，又实现了无动力出料，降低能耗。
6、本发明采用的方法，操作简单、效果显著、环境友好，有效提高了微生物菌体再生复活率，实现了载体的循环利用，解决了载体堵塞喷洒设施的难题，可通过车载形式实现工程应用。
附图说明
图1为本发明的***的示意图。
图中，1-粉料供给***，101-粉料箱，102-螺旋杆，103-电机，104-输送管，105-驱动电机；2-逆向解溶沉降***，201-粉料加料口，202-进水口，203-第一溢流口，204-隔离板，205-第一离心泵，206-第一转子流量计，207-第一搅拌器，208-第二搅拌器，209-第一沉降室，210-第一截止阀，211-第二截止阀，212-第一夹套进口，213-第一夹套出口；3-二次解溶溢流***，301-二次解溶溢流***进口，302-第二溢流口，303-第三搅拌器，304-第二离心泵，305-第二转子流量计，306-第二沉降室，307-第三截止阀，308-第四截止阀，309-第二夹套进口，310-第二夹套出口；4-然沉降溢流***，401-自然沉降溢流***进口，402-第三溢流口，403-第三离心泵，404-第三转子流量计，405-第三沉降室，406-第五截止阀，407-第六截止阀，408-第三夹套进口，409-第三夹套出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为本发明的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***，包括粉料供给***1、逆向解溶沉降***2、二次解溶溢流***3和自然沉降溢流***4。
粉料供给***1包括粉料箱101，粉料箱101内设置有螺旋杆102，螺旋杆102连接有用于驱动其转动的驱动电机105，粉料箱101的出口处设置有电机103并连接有输送管104，输送管104连接逆向解溶沉降***2的粉料加料口201。
逆向解溶沉降***2的一侧顶部设置有粉料加料口201，底部设置有进水口202，另一侧的顶部设置有第一溢流口203，粉料加料口201靠近第一溢流口203一侧设有隔离板204；逆向解溶沉降***2内设置有两个搅拌器，分别为第一搅拌器207和第二搅拌器208；逆向解溶沉降***2的底部设置有第一沉降室209，第一沉降室209的进口和出口处分别设置有第一截止阀210和第二截止阀211；逆向解溶沉降***2还设置有夹套，且其底部设置有第一夹套进口212，顶部设置有第一夹套出口213；逆向解溶沉降***2的进口的输送管路上设置有第一离心泵205和第一转子流量计206。
二次解溶溢流***3的一侧底部设置有二次解溶溢流***进口301，另一侧的顶部设置有第二溢流口302，二次解溶溢流***3内设置有第三搅拌器303；二次解溶溢流***3底部设置有第二沉降室306，第二沉降室306的进口和出口处分别设置有第三截止阀307和第四截止阀308；二次解溶溢流***3还设置有夹套，且其底部设置有第二夹套进口309，顶部设置有第二夹套出口310；二次解溶溢流***3的进口的输送管路上设置有第二离心泵304和第二转子流量计305。
自然沉降溢流***4的一侧底部设置有自然沉降溢流***进口401，另一侧的顶部设置有第三溢流口402；自然沉降溢流***4的底部设置有第三沉降室405，第三沉降室405的进口和出口处分别设置有；自然沉降溢流***4还设置有夹套，且其底部设置有第三夹套进口408，顶部设置有第三夹套出口409；自然沉降溢流***4的进口的输送管路上设置有第三离心泵403和第三转子流量计404。
基于上述***的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的方法如下：
(1)微生物材料加入粉料供给***1的粉料箱101，通过螺旋杆102、电机103、输送管104输送至逆向解溶沉降***2的粉料加料口201，粉料加料口201处设有隔离板204，避免粉料没有经过解溶就流出逆向解溶沉降***2；水通过第一离心泵205经由进水口202进入逆向解溶沉降***2，输送管线设有第一转子流量计206；粉料和水进入逆向解溶沉降***2后，在第一搅拌器207、第二搅拌器208作用下逆向搅拌混匀解溶，微生物菌株溶于水后制备微生物菌液粗品，固相载体沉降至逆向解溶沉降***2底部，进入第一沉降室209；第一沉降室209两端均设有截止阀，分别为其入口处的第一截止阀210和出口处的第二截止阀211，第一截止阀210处于常开状态，第二截止阀211处于关闭状态，待第一沉降室209中固相载体积累到一定量时，关闭第一截止阀210，打开第二截止阀211，收集固相载体，收集完毕后，关闭第二截止阀211，打开第一截止阀210，收集的固相载体可循环利用；加热介质在加热设备中加热后可经由第一夹套进口212进入，经由第一夹套出口213进入二次解溶溢流***3的夹套。
(2)逆向解溶沉降***2制备的微生物菌液粗品通过第一溢流口203输送至二次解溶溢流***进口301，输送管线设有第二离心泵304、第二转子流量计305；微生物菌液粗品在第三搅拌器303作用下再次混匀解溶，解溶的固相载体沉降至二次解溶溢流***3底部，进入第二沉降室306；第二沉降室306两端设有截止阀，分别为设于入口处的第三截止阀307和出口处的第四截止阀308，第三截止阀307处于常开状态，第四截止阀308处于关闭状态，待第二沉降室306中固相载体积累到一定量时，关闭第三截止阀307，打开第四截止阀308，收集固相载体，收集完毕后，关闭第四截止阀308，打开第三截止阀307，收集的固相载体可循环利用；第一夹套出口213流出的加热介质经由第二夹套进口309进入二次解溶溢流***3的夹套。
(3)二次解溶溢流***3进一步处理的微生物菌液通过第二溢流口302输送至自然沉降溢流***进口401，输送管线设有第三离心泵403、第三转子流量计404；微生物菌液在重力作用下自然沉降，残留的固相载体沉降至自然沉降溢流***4底部，进入第三沉降室405，通过第五截止阀406、第六截止阀407的交替开启实现固相载体的回收循环利用，第三溢流口402溢流的微生物菌液直接进入喷洒设施；第二夹套出口310流出的加热介质经由第三夹套进口408进入自然沉降溢流***4，加热介质经由第三夹套出口409回到加热设备中，加热后再由第一夹套进口212进入逆向解溶沉降***，实现加热介质的循环利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***，其特征在于：包括粉料供给***(1)、逆向解溶沉降***(2)、二次解溶溢流***(3)和自然沉降溢流***(4)，其中，
所述粉料供给***(1)包括粉料箱(101)，粉料箱(101)内设置有螺旋杆(102)，螺旋杆(102)连接有用于驱动其转动的驱动电机(105)，粉料箱(101)的出口处设置有电机(103)并连接有输送管(104)，输送管(104)连接逆向解溶沉降***(2)；
所述逆向解溶沉降***(2)的一侧顶部设置有粉料加料口(201)，底部设置有进水口(202)，另一侧的顶部设置有第一溢流口(203)，逆向解溶沉降***(2)内设置有两个搅拌器；
所述二次解溶溢流***(3)的一侧底部设置有二次解溶溢流***进口(301)，另一侧的顶部设置有第二溢流口(302)，二次解溶溢流***(3)内设置有第三搅拌器(303)；
所述自然沉降溢流***(4)的一侧底部设置有自然沉降溢流***进口(401)，另一侧的顶部设置有第三溢流口(402)。
2.如权利要求1所述的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***，其特征在于：所述逆向解溶沉降***(2)、二次解溶溢流***(3)和自然沉降溢流***(4)的底部均设置有两端有截止阀的沉降室。
3.如权利要求1所述的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***，其特征在于：所述逆向解溶沉降***(2)、二次解溶溢流***(3)和自然沉降溢流***(4)均设有夹套，并在底部和顶部分别设置有夹套进口和夹套出口。
4.如权利要求1所述的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***，其特征在于：所述逆向解溶沉降***(2)中的两个搅拌器逆向旋转搅拌。
5.如权利要求1所述的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***，其特征在于：所述逆向解溶沉降***(2)的粉料加料口(201)靠近第一溢流口(203)一侧设有隔离板(204)。
6.如权利要求1所述的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的***，其特征在于：所述进水口(201)、二次解溶溢流***进口(301)、自然沉降溢流***进口(401)的连接管路上均设置有离心泵和转子流量计。
7.一种固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的方法，其特征在于：步骤如下：
(1)微生物材料加入粉料供给***的粉料箱，通过螺旋杆、电机、输送管输送至逆向解溶沉降***的粉料加料口；水由进水口进入逆向解溶沉降***；粉料和水进入逆向解溶沉降***后，在两个搅拌器作用下逆向搅拌混匀解溶，微生物菌株溶于水后制备微生物菌液粗品，固相载体沉降至逆向解溶沉降***底部；
(2)逆向解溶沉降***制备的微生物菌液粗品通过第一溢流口输送至二次解溶溢流***的进口；微生物菌液粗品在第三搅拌器作用下再次混匀解溶，解溶的固相载体沉降至二次解溶溢流系底部；
(3)二次解溶溢流***进一步处理的微生物菌液通过第二溢流口输送至自然沉降溢流***的进口；微生物菌液在重力作用下自然沉降，残留的固相载体沉降至自然沉降溢流***底部，制备的微生物菌液直接进入喷洒设施。
8.如权利要求7所述的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的方法，其特征在于：逆向解溶沉降***、二次解溶溢流***和自然沉降溢流***中的固相载体沉降在底部，进入各自底部的沉降室，待沉降室中固相载体积累到一定量时，收集固相载体，收集的固相载体可循环利用。
9.如权利要求7所述的固相负载高粘微生物材料的再生复活及载体循环利用的方法，其特征在于：加热介质在加热设备中加热后经由设置于逆向解溶沉降***上的第一夹套进口进入，经由第一夹套出口流出的加热介质经由第二夹套进口进入二次解溶溢流***的夹套；第二夹套出口流出的加热介质经由第三夹套进口进入自然沉降溢流***的夹套，加热介质经由第三夹套出口回到加热设备中，加热后再由第一夹套进口进入逆向解溶沉降***，实现加热介质的循环利用。
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