專利名稱：海洋生化需氧量現(xiàn)場快速測量儀生物反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型所述的生物反應器是一種海洋化學測量儀器，具體是海水生化需氧量(BOD)現(xiàn)場快速測量儀的關鍵部件。
背景技術：
海水中的有機污染物種類繁多，微生物降解有機物所消耗的溶解氧，即BOD(生化需氧量)，作為水中有機物污染的綜合指標，是水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測中最重要項目之一。傳統(tǒng)的BOD測量方法是現(xiàn)場取樣帶回實驗室進行分析，將水樣在20℃±1℃條件下培養(yǎng)5天，分別測定樣品培養(yǎng)前后的溶解氧值，二者之差即是微生物降解有機物所消耗的溶解氧，通常稱為五日生化需氧量。這種BOD測量方法操作復雜、耗時費力、時效性差，無法實現(xiàn)現(xiàn)場自動監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型推出一種盛滿海水樣品和攪動生物床的生物反應器，其目的是將微生物菌群固定在攪動生物床的內(nèi)壁上，使生物反應器內(nèi)始終維持生物菌群的高密度，以實現(xiàn)海水BOD的現(xiàn)場快速測量。
本實用新型所涉及的生物反應器由反應器殼體、攪動生物床、恒溫控制器、攪拌泵組成。
反應器殼體是一個中心有圓孔、內(nèi)部為中空的圓環(huán)型容器。反應器殼體下部有進物口，與圓環(huán)型容器內(nèi)部相通。生物反應器的圓環(huán)型容器內(nèi)充滿海水樣品和攪動生物床。
攪動生物床為短塑料管，可以將微生物菌群固定在攪動生物床的內(nèi)壁上，增大菌群的附著面積，提高菌群的總量，使生物反應器內(nèi)始終維持生物菌群的高密度。圓環(huán)型容器內(nèi)生物床通過進物口更換。
恒溫控制器由加熱器、感溫元件、控溫電路組成。恒溫控制器的加熱器由電阻絲繞在加熱套筒上構成，加熱套筒同軸設置在反應器殼體中心圓孔的環(huán)形周邊上。感溫元件安裝在反應器殼體進物口蓋上。加熱器通過控制電路與感溫元件連接。控制電路根據(jù)感溫元件的溫度信號控制加熱器，使生物反應器控制在恒定溫度，保持微生物的代謝穩(wěn)定在高效率狀況。生物反應器內(nèi)溫度不均勻度小于±0.2℃。
攪拌泵為帶有兩個輸水管的磁力泵。兩個輸水管分別通過生物反應器圓環(huán)型容器底部和中部的輸水口與圓環(huán)型容器內(nèi)部相通。在磁力泵作用下，圓環(huán)型容器內(nèi)的海水產(chǎn)生循環(huán)，從容器底部的輸水口出來，再從容器中部的輸水口進去。同時，生物床也隨水流循環(huán)攪動，實現(xiàn)生物反應器內(nèi)部的攪拌。生物反應器內(nèi)部的攪拌可以保持水體均勻，實現(xiàn)生物床內(nèi)外水體的相應交換。圓環(huán)型容器底部出水輸水口按裝過濾網(wǎng)，以保障生物床僅在生物反應器內(nèi)循環(huán)。
生物反應器圓環(huán)型容器上部設有進水口，容器頂部設有出水口和排氣口，用于進、出試驗水樣和氣泡的自動排出。
儀器工作時，海水水樣由蠕動泵以恒定流速注入生物反應器，并在磁力泵作用下產(chǎn)生循環(huán)，同時，生物反應器進入恒溫狀態(tài)。攪動生物床內(nèi)部的微生物處于動態(tài)平衡，氧化效率穩(wěn)定，水樣中有機物在反應器中被微生物降解。有機物被微生物降解所消耗的溶解氧，由安裝在進水口和出水口的兩個氧電極測量出來，兩者之差即為生物反應的耗氧量。該耗氧量與水樣中有機物的濃度有確定的對應關系，經(jīng)運算處理即可求出BOD值。
本實用新型實現(xiàn)了海水BOD的現(xiàn)場快速測量，可廣泛用于海洋環(huán)境調(diào)查和海洋污染監(jiān)測。


圖1為生物反應器正剖面圖。圖中，1-反應器殼體，2-攪動生物床，3-中心圓孔，4-加熱套筒，5-進物口，6-底座，7-輸水管，8-攪拌泵，9-進水口，10-出水口，11-排氣口。
圖2為生物反應器側剖面圖。圖中，1-反應器殼體，3-中心圓孔，4-加熱套筒，6-底座，9-進水口，10-出水口，11-排氣口，12-進物口蓋，13-感溫元件。
具體實施方式
現(xiàn)結合附圖對本實用新型的具體實施方式
予以說明。
生物反應器殼體1為圓環(huán)型容器，容器內(nèi)充滿海水樣品和攪動生物床2。攪動生物床2為短塑料管，長度12mm，內(nèi)徑4mm。
恒溫控制器加熱套筒4同軸設置在反應器殼體中心圓孔3的環(huán)形周邊上。感溫元件13安裝在反應器殼體進物口蓋12上。
攪拌泵8的兩個輸水管7分別與生物反應器圓環(huán)型容器底部輸水口和中部輸水口相通。圓環(huán)型容器底部輸水口與輸水管7之間按裝過濾網(wǎng)。
生物反應器圓環(huán)型容器上部設有進水口9和出水口10，頂部有排氣口11。
權利要求1.一種海水生化需氧量現(xiàn)場快速測量儀生物反應器，其特征在于由反應器殼體(1)、攪動生物床(2)、恒溫控制器、攪拌泵(8)組成，反應器殼體(1)是一個中心有圓孔(3)、內(nèi)部為中空的圓環(huán)型容器，攪動生物床(2)和海水樣品充滿圓環(huán)型容器，恒溫控制器加熱器的加熱套筒(4)同軸設置在反應器殼體中心圓孔(3)的環(huán)形周邊上，攪拌泵(8)的兩個輸水管(7)分別通過生物反應器圓環(huán)型容器底部和中部的輸水口與圓環(huán)型容器內(nèi)部相通。
2.按照權利要求1所述的海水生化需氧量現(xiàn)場快速測量儀生物反應器，其特征在于反應器殼體(1)的下部進物口(5)與圓環(huán)型容器內(nèi)部相通，感溫元件(13)安裝在反應器殼體進物口蓋(12)上。
3.按照權利要求1所述的海水生化需氧量現(xiàn)場快速測量儀生物反應器，其特征在于反應器圓環(huán)型容器上部設有進水口(9)，頂部設有出水口(10)和排氣口(11)。
4.按照權利要求1所述的海水生化需氧量現(xiàn)場快速測量儀生物反應器，其特征在于攪動生物床(2)為短塑料管，長度12mm，內(nèi)徑4mm。
專利摘要本實用新型所涉及的生物反應器是海水生化需氧量(BOD)現(xiàn)場快速測量儀的關鍵部件，由反應器殼體、攪動生物床、恒溫控制器、攪拌泵組成。圓環(huán)型容器的反應器殼體內(nèi)部充滿海水樣品和攪動生物床，在攪拌泵作用下產(chǎn)生循環(huán)。攪動生物床為短塑料管，可以將微生物菌群固定在攪動生物床的內(nèi)壁上，增大菌群的附著面積，提高菌群的總量，使生物反應器內(nèi)始終維持生物菌群的高密度。恒溫控制器的控制電路根據(jù)感溫元件的溫度信號控制加熱器，使生物反應器控制在溫度不均勻度小于±0.2℃的恒定溫度，保持微生物的代謝穩(wěn)定在高效率狀態(tài)。攪動生物床內(nèi)部的微生物在恒溫狀態(tài)下處于動態(tài)平衡，氧化效率穩(wěn)定。有機物被微生物降解所消耗的溶解氧，由安裝在進水口和出水口的兩個氧電極測量出來，該耗氧量與水樣中有機物的濃度有確定的對應關系，經(jīng)運算處理即可求出BOD值。本實用新型實現(xiàn)了海水BOD的現(xiàn)場快速測量，可廣泛用于海洋環(huán)境調(diào)查和海洋污染監(jiān)測。
文檔編號G01N27/30GK2596357SQ03201029
公開日2003年12月31日 申請日期2003年1月16日 優(yōu)先權日2003年1月16日
發(fā)明者王增寶 申請人:國家海洋技術中心