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)條件促使細胞自絮凝)，使微生物細胞之間發(fā)生交聯(lián)，化學(xué)交聯(lián)可能對微生物細胞有損害，而物理交聯(lián)則可能影響細胞活性。包埋法是通過將微生物細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胞活性，但可能存在機械強度低或?qū)毎麚p害較大的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，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：向膜載體的每個膜管內(nèi)灌注營養(yǎng)液，封閉膜管，再將若干個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，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，也解決了化學(xué)手段對微生物細胞的損害，本發(fā)明采用生物鑲嵌的方式(微生物負載在膜孔附近)進行微生物的固定化，核心細胞不易脫落，生物膜自動脫落再生，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。重離子微孔膜的機械強度較好，后續(xù)應(yīng)用于污水處理時，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，然后以順時針或逆時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)有第一傳動鏈條，第二螺旋軌道上設(shè)有第二傳動鏈條；膜管豎直設(shè)置，膜管頂部連接第一傳動鏈條，膜管底部連接第二傳動鏈條，使得膜管能沿著兩條螺旋軌道移動。

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，第一傳動鏈條與第二傳動鏈條的結(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，傳動鏈條能夠沿著兩道側(cè)邊在螺旋軌道上循環(huán)移動。

18、進一步可選的，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，傳動鏈條滑動連接在上軌道邊與下軌道邊之間。

19、進一步可選的，傳動鏈條包括若干個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)，連接部為實心的且頂部設(shè)有至少一個上對接槽，上對接槽向下凹陷，上軌道邊能夠?qū)?yīng)卡入上對接槽內(nèi)；連接部的底部設(shè)有至少一個下對接槽，下對接槽向上凹陷，下軌道邊能夠?qū)?yīng)卡入下對接槽內(nèi)；連接環(huán)為空心的，用于連接前后兩個連接部。

20、進一步可選的，螺旋軌道內(nèi)設(shè)有若干個轉(zhuǎn)動齒輪，螺旋軌道的始端和末端分別設(shè)有一個轉(zhuǎn)動齒輪，其它轉(zhuǎn)動齒輪沿著螺旋軌道均勻設(shè)置；轉(zhuǎn)動齒輪水平設(shè)置，凸齒能夠插入連接環(huán)，通過轉(zhuǎn)動齒輪的轉(zhuǎn)動，凸齒帶動連接環(huán)，進而帶動傳動鏈條移動。

21、可選的，所述膜載體內(nèi)設(shè)有若干個附加膜部件，附加膜部件包括兩個固定管和連接在兩個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、兩個固定管之間均勻設(shè)置若干個豎直的限位桿，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，然后以順時針或逆時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，第一傳動鏈條與第二傳動鏈條的結(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，傳動鏈條能夠沿著兩道側(cè)邊在螺旋軌道上循環(huán)移動。

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，傳動鏈條滑動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，傳動鏈條包括若干個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)，連接部為實心的且頂部設(shè)有至少一個上對接槽，上對接槽向下凹陷，上軌道邊能夠?qū)?yīng)卡入上對接槽內(nèi)；連接部的底部設(shè)有至少一個下對接槽，下對接槽向上凹陷，下軌道邊能夠?qū)?yīng)卡入下對接槽內(nèi)；連接環(huán)為空心的，用于連接前后兩個連接部。

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)有若干個轉(zhuǎn)動齒輪，螺旋軌道的始端和末端分別設(shè)有一個轉(zhuǎn)動齒輪，其它轉(zhuǎn)動齒輪沿著螺旋軌道均勻設(shè)置；轉(zhuǎn)動齒輪水平設(shè)置，凸齒能夠插入連接環(huán)，通過轉(zhuǎn)動齒輪的轉(zhuǎn)動，凸齒帶動連接環(huán)，進而帶動傳動鏈條移動。

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)有若干個附加膜部件，附加膜部件包括兩個固定管和連接在兩個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：向膜載體的每個膜管內(nèi)灌注營養(yǎng)液，封閉膜管，再將若干個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，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