[發明專利]一種用于復壯細菌的磁電誘導生物反應器

無效

• 申請號: 201210165774.0
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102674543A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李天煜;吳宇;韋峰;楊孔萍;劉成良
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C12M1/42
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 羅玉榮

技術領域

本發明屬于生物反應器領域，尤其涉及一種采用磁電誘導的方法復壯細菌的生物反應器。

背景技術

很多細菌，特別是那些人類需利用其某種特性為人類提供某種服務的細菌，會出現在高效運行一段時間，某特定活性下降甚至喪失的情形，需要反復引入新細菌才能高效地保持該性能的服務功能，例如人們在研究厭氧氨氧化脫氮細菌生物脫氮活性時就會遇到這樣的情形：厭氧氨氧化細菌的脫氮活性會隨細菌脫氮作用時間的加長而逐漸失活以致完全喪失甚至變黑、變臭，因此及時復壯細菌，保持其脫氮活性的穩定性，是進行工程應用、為人類消除氮污染、保證氮循環的前提。

厭氧氨氧化是自然界重要的氮循環階段，也是廢水生物脫氮研究的新領域，其在消除水體氮污染的工程利用中有著無可替代的作用，具有廣泛而深遠的應用前景，是目前國際上脫氮技術流域最大的研究熱點之一。對于利用厭氧氨氧化作用進行工程實踐的研究，雖然在國際上非常熱門，但在我國，該研究多處于實驗室階段，其中的一個主要問題是在厭氧氨氧化菌運行一段時間后，常發生脫氮活性逐漸喪失的現象，如果不及時采取一定措施，最后失活的細菌會發生大量死亡解體，菌體發黑變臭的后果。

電轉化法作為一種常規的外源DNA轉移方法，具有操作簡便、快速、轉化效率高等優點。通過電轉化的方法實現遺傳物質的轉移，使失去某種特性的細菌重新獲得該種特性，也能加快細菌的遺傳變異，是復壯細菌，獲取某種具有特定性能細菌的常用方法。電轉化法在放線菌基因操作中已有許多成功的應用，如在變鉛青鏈霉菌(Streptomyces?lividans)、小鏈霉菌(S.?parvulus)、酒紅鏈霉菌(S.?vinaceus)、龜裂鏈霉菌（S.?rimosus）等都有成功的報導。

磁致生物效應一直是磁效應領域的研究熱點，國內外大量研究表明，磁場作用于生物體后，在生物體內可引起一系列的生物學反應。部分專家認為磁場會影響生物體內的蛋白質大分子和酶，使生物體內酶活性增強，提高酶反應速度；另外,磁場還會提高生物細胞膜的通透性，使水和氧分子及一些能受磁作用活化的金屬離子等易于進入細胞。通過磁化處理污水的生物效應實驗，可以發現磁通密度為0.37T時，好氧微生物活性增加17.3%，水藻的初級生產力由對照樣的每天8.4-10g/m³提高到每天16.9g/m³；脫氫酶脫色試驗表明，磁場的存在對微生物的生長及新陳代謝有利，從而促進對有機物的吸附和利用，增強微生物氧化降解有機物的能力。因此，磁致生物效應和電（場）致生物效應在復壯細菌中具有重要作用。

使用外加的高壓電場和磁場，基于生物介電質對復合磁電場的應激反應研究磁電作用的生物效應，在實驗中確定和獲得某種菌株的“頻率作用窗”、“功率(振幅)作用窗”?和“作用時間窗”，找到生物效應規律，激活或復壯正在逐漸失去某種活性的菌株，使得菌株重新恢復活性，維持其某種有益于人類的作用狀態，對人類利用其特定性狀為人類生產生活服務，是微生物利用中經常遇到和解決難題的有效途徑。

目前，國內已有用于“難降解有機廢水的電生物處理裝置”專利（公開號：CN1435379），和“用于處理有機廢水的磁生物反應分離裝置”專利（公開號：CN201593005U）等，但尚無用于對細菌進行磁電誘導的生物反應器。而研究表明，無論是磁場處理和電場處理，只要強度適宜，都可以對生物產生有益效應，特別是對一些退化菌株的復壯過程，具有較好的促進作用。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是提供一種能產生特定磁場電場的磁電誘導型生物反應器，該反應器能起到對失活細菌細胞的刺激誘導作用，引起正處于失活過程的細菌在生理生化過程發生某種改變，從而逆轉失活過程，使正失活的細菌細胞活性得以恢復，達到復壯的目的。

實現本發明目的的技術方案如下：

一種用于復壯細菌的磁電誘導生物反應器，包括反應器本體和反應器本體自下而上的進水緩沖區、升流式反應室、三相分離區、磁場和電場產生系統和外周的水浴保溫套，與現有技術不同的是：三相分離區包括一級三相分離區和二級三相分離區，在反應器本體內還設置在磁場產生系統和電場產生系統，池底還設置有內循環混合攪拌系統，磁場產生系統和電場產生系統與控制系統相連。