[發(fā)明專利]噴淋氣升式厭氧甲烷氧化微生物的富集裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710305488.2
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107099460B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡寶蘭;華淼蓮;王家騏;胡佳杰;葉天強;鄭平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/34;C12M1/04;C12M1/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高;傅朝棟

本發(fā)明公開了一種噴淋氣升式厭氧甲烷氧化微生物富集裝置及其方法，該裝置包括：反應(yīng)器、曝氣裝置、噴淋裝置、攪拌裝置、循環(huán)泵、循環(huán)水管、循環(huán)氣管、甲烷儲瓶、石蠟油儲罐、尾氣處理裝置；其中，反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣裝置，頂部設(shè)有噴淋裝置，攪拌裝置從反應(yīng)器頂部伸入中部；循環(huán)氣管分別與曝氣裝置和反應(yīng)器頂部相連，循環(huán)水管分別與噴淋裝置和反應(yīng)器下部相連；石蠟油儲罐與進/出水管相連，甲烷儲瓶與循環(huán)氣管相連。利用本發(fā)明的裝置，加入接種物，用添加石蠟油的液體培養(yǎng)基，按照序批方式運行，用以富集厭氧甲烷氧化微生物。反應(yīng)器內(nèi)，泥水混合物經(jīng)循環(huán)泵的作用提升至反應(yīng)器上端，再通過噴淋裝置重新進入反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)泥水循環(huán)全混合的狀態(tài)。本發(fā)明可以提高甲烷利用率，縮短厭氧甲烷氧化微生物的富集時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物培養(yǎng)裝置，具體涉及一種噴淋氣升式厭氧甲烷氧化微生物的富集裝置及其方法。

背景技術(shù)

甲烷是一種重要的溫室氣體，其引起的溫室效應(yīng)是等摩爾CO₂的26倍，對全球氣候變暖的“貢獻率”約占20％。研究表明，每年有4×10⁸噸甲烷通過微生物進行的厭氧甲烷氧化(anaerobic?oxidation?of?methane,AOM)消耗，相當(dāng)于全球甲烷年產(chǎn)生量的7-25％，AOM過程有效控制了大氣的甲烷濃度，對緩解日趨嚴重的溫室效應(yīng)具有重要的意義。

厭氧甲烷氧化微生物生長相對緩慢，其中亞硝酸鹽型厭氧甲烷氧化細菌倍增時間甚至長達14-25天，獲得此類微生物的富集培養(yǎng)物已成為加快其進一步研究的關(guān)鍵所在。由于甲烷難溶于水，因此提高甲烷的傳質(zhì)效率是獲得高效富集培養(yǎng)物的重要因素之一。

已有報道采用提高氣相分壓與增強液相擾動的方法來提高甲烷的傳質(zhì)效率。雖然兩者都能一定程度提高傳質(zhì)效率，但高壓生物反應(yīng)器設(shè)備復(fù)雜、成本高昂、操作繁瑣、危險性高，不利于廣泛應(yīng)用，而攪拌等擾動方法又往往不夠均勻與徹底。因此研發(fā)新型的高效甲烷傳質(zhì)效率的富集裝置對于加速厭氧甲烷氧化細菌的富集培養(yǎng)很有幫助。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有裝置混合傳遞性能差、富集效率低等不足，提供一種噴淋氣升式厭氧甲烷氧化微生物富集裝置。

噴淋氣升式厭氧甲烷氧化微生物的富集裝置，包括反應(yīng)器、反應(yīng)器蓋板、攪拌裝置、曝氣裝置、液體循環(huán)泵、循環(huán)流出水管、循環(huán)流進水管、噴淋裝置、氣體循環(huán)泵、循環(huán)出氣管、循環(huán)進氣管、氣體電磁閥、進氣管、進/出水管、甲烷儲瓶、石蠟油儲罐、控制柜、液體流量計、石蠟油進液管、進/出水閥門、排氣管和尾氣處理裝置，反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣裝置，反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有噴淋裝置，反應(yīng)器上端設(shè)有反應(yīng)器蓋板，在反應(yīng)器蓋板上設(shè)有循環(huán)進氣管、循環(huán)出氣管、循環(huán)流進水管、攪拌裝置、進/出水管和排氣管，排氣管外側(cè)接有尾氣處理裝置，進/出水管一端伸入反應(yīng)器內(nèi)，其中部經(jīng)液體流量計與石蠟油進液管相連，另一端與進/出水閥門相連；石蠟油進液管與石蠟油儲罐連接，反應(yīng)器側(cè)壁設(shè)有循環(huán)流出水管，循環(huán)流出水管一端與液體循環(huán)泵相連，液體循環(huán)泵另一端與循環(huán)流進水管相連，循環(huán)流進水管另一端與反應(yīng)器內(nèi)的噴淋裝置相連；循環(huán)進氣管一端經(jīng)氣體循環(huán)泵與循環(huán)出氣管相連，另一端連接反應(yīng)器內(nèi)的曝氣裝置，循環(huán)進氣管上端外側(cè)經(jīng)進氣管與甲烷儲瓶前端的氣體電磁閥相連，控制柜分別與氣體電磁閥、液體流量計相連。

所述反應(yīng)器為圓柱體，其高徑比為1.5～2：1。

進/出水管伸入距反應(yīng)器底端1/2～1/3處。

所述的攪拌裝置的攪拌槳葉伸入反應(yīng)器內(nèi)部培養(yǎng)基液面以下。

控制柜通過控制氣體電磁閥控制甲烷氣體的進出，控制柜通過控制液體流量計來控制石蠟油的流量。