本發(fā)明屬于生物膜培養(yǎng)，具體涉及一種用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法。

背景技術(shù)：

1、在水處理領(lǐng)域，與活性污泥相比較，固定化的微生物的流失率較低，保證了足夠的生物量，微生物負(fù)載在比表面積較大的載體上，使得微生物與污水能夠充分接觸。固定化微生物技術(shù)是一種將微生物細(xì)胞限制在一定空間區(qū)域內(nèi)的方法，以提高其在廢水處理和環(huán)境修復(fù)中的效率和穩(wěn)定性。固定化微生物技術(shù)主要包括吸附法、交聯(lián)法和包埋法。吸附法依靠微生物和載體之間的物理作用力來實(shí)現(xiàn)固定化，然而，此方法固定的生物體不夠牢固，容易脫落。交聯(lián)法是通過化學(xué)手段(使用戊二醛等交聯(lián)劑)或物理手段(改變培養(yǎng)條件促使細(xì)胞自絮凝)，使微生物細(xì)胞之間發(fā)生交聯(lián)，化學(xué)交聯(lián)可能對(duì)微生物細(xì)胞有損害，而物理交聯(lián)則可能影響細(xì)胞活性。包埋法是通過將微生物細(xì)胞截留在水不溶性的凝膠聚合物孔隙中，盡管包埋法能較好地保持細(xì)胞活性，但可能存在機(jī)械強(qiáng)度低或?qū)?xì)胞損害較大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，包括以下步驟：

2、s1：配置營養(yǎng)液作為液體培養(yǎng)基；

3、s2：向膜載體的每個(gè)膜管內(nèi)灌注營養(yǎng)液，封閉膜管，再將若干個(gè)膜載體均勻放置在培養(yǎng)池內(nèi)；

4、s3：向培養(yǎng)池內(nèi)灌注營養(yǎng)液，液面剛沒過膜管頂部即可，向培養(yǎng)池內(nèi)投放微生物；

5、s4：維持培養(yǎng)池內(nèi)的溫度條件，培養(yǎng)微生物，膜管的外側(cè)面附著微生物；

6、s5：當(dāng)培養(yǎng)池內(nèi)的營養(yǎng)液的養(yǎng)料消耗殆盡時(shí)，池體內(nèi)游離的微生物陸續(xù)死亡，附著在膜管上的微生物依靠膜管內(nèi)的營養(yǎng)液繼續(xù)在膜管上生長繁殖，形成負(fù)載微生物的膜載體。

7、可選的，步驟s1中，所述營養(yǎng)液的組分為牛肉膏、蛋白胨、nacl。

8、可選的，步驟s2中，先將膜管的底端固定在第二螺旋軌道的對(duì)應(yīng)的膜接口處，使得膜管底端封閉，由膜管頂端灌注營養(yǎng)液，再將膜管的頂端固定在第一螺旋軌道的對(duì)應(yīng)的膜接口處，使得膜管頂端封閉；

9、提前固定好副膜管的兩端，通過固定管向副膜管灌注營養(yǎng)液，再封閉固定管的頂端或底端即可。

10、可選的，所述膜管和副膜管的材質(zhì)為重離子微孔膜，膜孔徑為1-4μm，膜厚度為0.25mm，液體培養(yǎng)基無法直接由膜孔流出。

11、可選的，步驟s4中，培養(yǎng)池的溫度維持在25-32℃，溶解氧0.2-0.5mg/l，ph值6.8-7.2。

12、步驟s5中，微生物的生長周期包括穩(wěn)定期、生長期、成熟期和衰亡期，因池內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)逐漸被消耗，到衰亡期后期，培養(yǎng)池內(nèi)游離微生物死亡，剩余的微生物大多附著在膜管的膜孔處，微生物開始利用膜管內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)正常生長、繁殖，并將膜管內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)向外傳輸，逐漸圍繞膜孔內(nèi)微生物的母體形成一層附著在膜表面的菌落，完成微生物的負(fù)載。

13、本發(fā)明不同于物理、化學(xué)手段，而是采用生物手段，既解決了物理吸附方式微生物不夠牢固的缺點(diǎn)，也解決了化學(xué)手段對(duì)微生物細(xì)胞的損害，本發(fā)明采用生物鑲嵌的方式(微生物負(fù)載在膜孔附近)進(jìn)行微生物的固定化，核心細(xì)胞不易脫落，生物膜自動(dòng)脫落再生，無需人工更換和再生。因重離子微孔膜的膜孔均處于表面，所固定的微生物膜也處于表面，膜材料的傳質(zhì)效率不受影響。重離子微孔膜的機(jī)械強(qiáng)度較好，后續(xù)應(yīng)用于污水處理時(shí)，不存在破碎的問題。

14、可選的，所述膜載體包括上固定架、下固定架和若干根膜管，上固定架和下固定架均為水平的螺旋狀且同心設(shè)置，上固定架包括第一螺旋軌道，第一螺旋軌道的始端處于上固定架的圓心處，然后以順時(shí)針或逆時(shí)針方向螺旋向外盤繞，第一螺旋軌道的末端處于上固定架的外側(cè)邊上；

15、下固定架包括第二螺旋軌道，第二螺旋軌道的始端處于下固定架的圓心處，然后以與第一螺旋軌道相同的盤繞方向螺旋向外盤繞，第二螺旋軌道的末端處于下固定架的外側(cè)邊上；

16、第一螺旋軌道上設(shè)有第一傳動(dòng)鏈條，第二螺旋軌道上設(shè)有第二傳動(dòng)鏈條；膜管豎直設(shè)置，膜管頂部連接第一傳動(dòng)鏈條，膜管底部連接第二傳動(dòng)鏈條，使得膜管能沿著兩條螺旋軌道移動(dòng)。

17、可選的，所述第一螺旋軌道與第二螺旋軌道的結(jié)構(gòu)相同，第一傳動(dòng)鏈條與第二傳動(dòng)鏈條的結(jié)構(gòu)相同；螺旋軌道的兩側(cè)分別具有一道側(cè)邊，兩道側(cè)邊之間的空間空置，螺旋軌道的始端和末端的兩道側(cè)邊均由一段圓弧側(cè)邊連接，使得兩道側(cè)邊的兩端彼此閉合，兩道側(cè)邊形成相互連通的循環(huán)軌道，傳動(dòng)鏈條能夠沿著兩道側(cè)邊在螺旋軌道上循環(huán)移動(dòng)。

18、進(jìn)一步可選的，一道側(cè)邊包括上下兩條軌道邊，上軌道邊和下軌道邊處于同一豎直面上，上軌道邊與下軌道邊之間的空間空置，傳動(dòng)鏈條滑動(dòng)連接在上軌道邊與下軌道邊之間。

19、進(jìn)一步可選的，傳動(dòng)鏈條包括若干個(gè)首尾相連的連接組件，連接組件包括頭部的連接部和尾部的連接環(huán)，連接部為實(shí)心的且頂部設(shè)有至少一個(gè)上對(duì)接槽，上對(duì)接槽向下凹陷，上軌道邊能夠?qū)?yīng)卡入上對(duì)接槽內(nèi)；連接部的底部設(shè)有至少一個(gè)下對(duì)接槽，下對(duì)接槽向上凹陷，下軌道邊能夠?qū)?yīng)卡入下對(duì)接槽內(nèi)；連接環(huán)為空心的，用于連接前后兩個(gè)連接部。

20、進(jìn)一步可選的，螺旋軌道內(nèi)設(shè)有若干個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，螺旋軌道的始端和末端分別設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，其它轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪沿著螺旋軌道均勻設(shè)置；轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪水平設(shè)置，凸齒能夠插入連接環(huán)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，凸齒帶動(dòng)連接環(huán)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)鏈條移動(dòng)。

21、可選的，所述膜載體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)附加膜部件，附加膜部件包括兩個(gè)固定管和連接在兩個(gè)固定管之間的若干根水平的副膜管，固定管豎直設(shè)置，頂部連接第一螺旋軌道，底部連接第二螺旋軌道；若干根副膜管由上至下依次設(shè)置，彼此互不重疊、互不相交；

22、兩個(gè)固定管之間均勻設(shè)置若干個(gè)豎直的限位桿，用于限制副膜管的位置，使得副膜管順應(yīng)對(duì)應(yīng)的螺旋軌道盤繞形狀形成類似弧形的形狀，避免副膜管觸碰兩側(cè)的豎直膜管。

技術(shù)特征：

1.一種用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，步驟s1中，所述營養(yǎng)液的組分為牛肉膏、蛋白胨、nacl；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，所述膜載體包括上固定架、下固定架和若干根膜管，上固定架和下固定架均為水平的螺旋狀且同心設(shè)置，上固定架包括第一螺旋軌道，第一螺旋軌道的始端處于上固定架的圓心處，然后以順時(shí)針或逆時(shí)針方向螺旋向外盤繞，第一螺旋軌道的末端處于上固定架的外側(cè)邊上；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，所述第一螺旋軌道與第二螺旋軌道的結(jié)構(gòu)相同，第一傳動(dòng)鏈條與第二傳動(dòng)鏈條的結(jié)構(gòu)相同；螺旋軌道的兩側(cè)分別具有一道側(cè)邊，兩道側(cè)邊之間的空間空置，螺旋軌道的始端和末端的兩道側(cè)邊均由一段圓弧側(cè)邊連接，使得兩道側(cè)邊的兩端彼此閉合，兩道側(cè)邊形成相互連通的循環(huán)軌道，傳動(dòng)鏈條能夠沿著兩道側(cè)邊在螺旋軌道上循環(huán)移動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，一道側(cè)邊包括上下兩條軌道邊，上軌道邊和下軌道邊處于同一豎直面上，上軌道邊與下軌道邊之間的空間空置，傳動(dòng)鏈條滑動(dòng)連接在上軌道邊與下軌道邊之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，傳動(dòng)鏈條包括若干個(gè)首尾相連的連接組件，連接組件包括頭部的連接部和尾部的連接環(huán)，連接部為實(shí)心的且頂部設(shè)有至少一個(gè)上對(duì)接槽，上對(duì)接槽向下凹陷，上軌道邊能夠?qū)?yīng)卡入上對(duì)接槽內(nèi)；連接部的底部設(shè)有至少一個(gè)下對(duì)接槽，下對(duì)接槽向上凹陷，下軌道邊能夠?qū)?yīng)卡入下對(duì)接槽內(nèi)；連接環(huán)為空心的，用于連接前后兩個(gè)連接部。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，螺旋軌道內(nèi)設(shè)有若干個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，螺旋軌道的始端和末端分別設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，其它轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪沿著螺旋軌道均勻設(shè)置；轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪水平設(shè)置，凸齒能夠插入連接環(huán)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，凸齒帶動(dòng)連接環(huán)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)鏈條移動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，所述膜載體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)附加膜部件，附加膜部件包括兩個(gè)固定管和連接在兩個(gè)固定管之間的若干根水平的副膜管，固定管豎直設(shè)置，頂部連接第一螺旋軌道，底部連接第二螺旋軌道；若干根副膜管由上至下依次設(shè)置，彼此互不重疊、互不相交；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，步驟s2中，先將膜管的底端固定在第二螺旋軌道的對(duì)應(yīng)的膜接口處，使得膜管底端封閉，由膜管頂端灌注營養(yǎng)液，再將膜管的頂端固定在第一螺旋軌道的對(duì)應(yīng)的膜接口處，使得膜管頂端封閉；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于，所述膜管和副膜管的材質(zhì)為重離子微孔膜，膜孔徑為1-4μm，膜厚度為0.25mm，液體培養(yǎng)基無法直接由膜孔流出。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于膜組件微生物膜的培養(yǎng)方法，包括以下步驟：S1：配置營養(yǎng)液作為液體培養(yǎng)基；S2：向膜載體的每個(gè)膜管內(nèi)灌注營養(yǎng)液，封閉膜管，再將若干個(gè)膜載體均勻放置在培養(yǎng)池內(nèi)；S3：向培養(yǎng)池內(nèi)灌注營養(yǎng)液，液面剛沒過膜管頂部即可，向培養(yǎng)池內(nèi)投放微生物；S4：維持培養(yǎng)池內(nèi)的溫度條件，培養(yǎng)微生物，膜管的外側(cè)面附著微生物；S5：當(dāng)培養(yǎng)池內(nèi)的營養(yǎng)液的養(yǎng)料消耗殆盡時(shí)，池體內(nèi)游離的微生物陸續(xù)死亡，附著在膜管上的微生物依靠膜管內(nèi)的營養(yǎng)液繼續(xù)在膜管上生長繁殖，形成負(fù)載微生物的膜載體。

技術(shù)研發(fā)人員：耿春茂,廖志軍,張信武,彭東豪,楊思聰,林珊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東科清環(huán)境技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19