[实用新型]一种基于软性填料的序批式全程硝化菌富集装置

说明书

本实用新型公开了一种基于软性填料的序批式全程硝化菌富集装置。反应器主体为圆柱形罐体，罐体内部填充软性填料，反应器底部设置了回流口，通过回流泵使回流液可以不断从反应器底部提升至顶部，从而实现了反应器的内部循环，增加了活性污泥和软性填料的接触，与传统通过搅拌釜搅拌相比，减少了对反应器的扰动，通过pH和温度的控制确保反应器的环境条件最适合全程硝化菌的生长。本实用新型可以为全程硝化菌提供寡营养环境以及适合其形成生物膜的载体环境，有效减少生物量的流失，从而达到富集全程硝化菌的目的，获取高纯度的全程硝化菌富集物。本实用新型培养210天后，comammox相对丰度提高了16倍，有效实现了对comammox的富集。

技术领域

本实用新型属于微生物富集装置领域，具体涉及一种基于软性填料的序批式全程硝化菌富集装置。

背景技术

硝化过程被认为是地球氮循环中一个很重要的过程，长期以来，硝化过程都被认为是由氨氧化细菌(AOB)或氨氧化古菌(AOA)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)联合完成，硝化过程被认为是一种联合劳动。第一步的氨氧化过程会将氨(NH₄⁺)氧化成亚硝酸盐(NO₂^-)，第二部的亚硝酸盐氧化过程会将亚硝酸盐(NO₂^-)氧化成硝酸盐(NO₃^-)。2006，Costa团队通过对两步硝化作用的机制研究，预测两个过程可以在一个微生物体内进行，并将其命名为全程硝化菌(comammox)。2015年，两个独立实验室同时报道了属于硝化螺菌属的全程硝化菌，发现其能够同时完成两步硝化过程。

全程硝化菌的发现颠覆了人们对于硝化过程的认知，但由于发现时间较短，对该菌的研究仍处于起步阶段。研究全程硝化菌的生理和生化特性具有较大的工程意义，可以运用于污水深度脱氮和自来水厂生物滤池中。

然而，由于全程硝化菌的生长较为缓慢，需要和其他氨氧化微生物进行底物竞争，因此获得高纯度的富集培养物较为困难，在一定程度上限制了对于全程硝化菌生理生化的研究。考虑到全程硝化菌适合在寡营养环境中生长，也极易在载体上形成微生物絮体或生物膜。因此通过为全程硝化菌的生长提供悬挂软性填料载体的序批式生物反应器，有助于促进全程硝化菌的富集培养并避免生物量的流失。

发明内容

本实用新型的目的是通过在反应器中固定软性填料以克服传统的富集装置容易导致生物流失的缺点以及通过pH和温度传感探头控制pH和温度，为全程硝化菌的富集培养提供低基质浓度、低扰动的环境，构建一种基于软性填料的序批式全程硝化菌富集装置。

一种基于软性填料的序批式全程硝化菌富集装置，包括反应器、进水桶、出水桶，其中反应器包括加热底座、保温外壳、圆柱形罐体、反应器pH探头、反应器温度探头、缓冲液瓶、导热油瓶、反应器出水口、进水桶进料管、导热油进水口、导热油出水口、上部取样口、下部取样口、软性填料固定件、反应器进水口、缓冲液进水口、缓冲液进液泵、导热油进液泵、软性填料、进水泵、出水泵、回流出水口、回流进水口、回流泵；反应器主体为圆柱形罐体，圆柱形罐体左侧设有反应器进水口、缓冲液进水口和反应器出水口，圆柱形罐体右侧设有回流出水口、上部取样口和下部取样口；圆柱形罐体底部设有回流进水口；所述的进水桶通过带有进水泵的进水桶进料管连接反应器进水口；所述缓冲液瓶通过带有缓冲液进液泵的缓冲液进液管道连接缓冲液进水口；所述的反应器出水口通过带有出水泵的出水管道连接出水桶；所述的回流进水口通过带有回流泵的回流管道连接回流出水口；所述的圆柱形罐体顶部设有反应器pH探头和反应器温度探头，且两个探头均伸入反应器内液面以下；圆柱形罐体中充填有软性填料，且软性填料以成串的形式通过软性填料固定件挂接在反应区中；圆柱形罐体外部包裹有中空的保温外壳，且保温外壳上设有导热油进水口和导热油出水口，所述的导热油瓶通过输油管路分别与导热油进水口和导热油出水口连接形成循环回路，且循环回路上设有导热油进液泵；所述的加热底座设置于保温外壳下底部。

作为优选，所述的软性填料采用彗星式软性填料。