用于研究微生物降解废水有机物的实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种生物实验装置，尤其是一种用于研究微生物降解废水有机物的实验装置。

背景技术：

微生物经常被用来降解废水中的有机物，例如利用细菌或真菌产生的代谢酶来降解废水中的有机物、包括一些残留的抗生素。含有抗生素的废水如果直接排放至环境，会破坏生态环境，引起耐药菌的产生，甚至会通过食物链富集作用而危害到人体健康。因此，一些实验室需要开展相关的实验研究来探索与微生物降解相关的特性和条件。

利用真菌代谢酶降解废水中抗生素的实验中，最常用的做法是先培养真菌孢子获得真菌孢子悬浮液，悬浮液中含有真菌产生的代谢酶。然后将真菌孢子悬浮液滴加到已盛放废水的容器中，在特定温度和湿度计供氧环境下，随着降解时间的推移，不断检测废水中抗生素的残留量，从而计算降解率。然而这种处理存在许多弊端:比如将某真菌与废水直接接触后，会使废水中原有微生物的污染能力增强，原有微生物甚至会抑制该真菌的繁殖和代谢，严重影响降解效率，同时与废水直接接触的这些真菌实质上已被废水污染，即使处理完废水后，这些真菌已经不具有新鲜真菌的繁殖和代谢能力了，无法重复用于实验，下一次实验必须培养一批新鲜的真菌孢子悬浮液。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于研究微生物降解废水有机物的实验装置，该实验装置不仅能够让微生物产生的代谢酶与废水混合降解废水的有机物，同时使该微生物不与废水直接接触，即使降解后的废水中不含有该微生物。从而减少废水中原有微生物对该微生物的污染，使该微生物可重复用于下一批实验。

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种用于研究微生物降解废水有机物的实验装置，包括：

外反应器(1)，设有废水入口(8)和供降解后的废水导出的废水出口(9)；

内反应器(2)，套设于该外反应器(1)内，该内反应器(2)设有空气加压管(6)；该内反应器(2)的底部为镂空或开口结构且与该外反应器(1)的内底部间隔一距离；

该内反应器(2)内插入加液管(4)，该加液管(4)包含外端(41)和内端(42)，该外端(41)位于该内反应器(2)外部，该内端(42)位于该内反应器(2)的内部，该加液管(4)上设有出液孔(3)，该出液孔(3)位于该内反应器(2)中；

在该内反应器(2)底部固定设有滤膜片(5)，该滤膜片(5)将该外反应器(1)的内部空间与内反应器(2)的内部空间区隔开。

优选地，该内端(42)连接该滤膜片(5)的上侧面，使该滤膜片(5)固定在该内反应器(2)的底部。

优选地，该加液管(4)的内端(42)为盲端，该盲端连接该滤膜片(5)。

优选地，该出液孔(3)为设于该加液管(4)管壁上的破孔，该出液孔(3)靠近该盲端。

优选地，该加液管(4)还包含一根歧管(10)，该歧管(10)设于该加液管(4)靠近该外端(41)的管段上，该歧管(10)连接氧气源。

优选地，该内反应器(2)的底部为设有支撑杆或支撑网(S)的镂空结构，该滤膜片(5)结合在该支撑杆或支撑网(S)而固定于该内反应器(2)的底部。此时，该加液管(4)的内端(42)不与该滤膜片(5)连接，且该出液孔(3)位于该加液管(4)的该内端(42)的端部。

优选地，所述滤膜片(5)是由带穿孔的金属片和包裹在该金属片上下表面的过滤膜所构成。

优选地，该加液管(4)的外端(41)通过微型泵连接微生物培养液，该空气加压管(6)连接高压空气源；该废水入口(8)连接废水水源。

本实用新型的有益效果是：

使用时，通过该加液管(4)的外端(41)向该内反应器(2)加入含有微生物的培养液；通过该废水入口(8)向该外反应器(1)内通入待处理的废水至预定液面高度线(7)；此时通过该空气加压管(6)向该内反应器(2)通入空气对该内反应器(2)增压，通过增压将该培养液中的水分子和代谢酶等透过该内反应器(2)底部固设的滤膜片(5)进入该外反应器(1)中，并与待处理的废水混合，对废水中的有机物进行降解，而被降解后的废水则通过该废水出口(9)导出。接着再通过该加液管(4)继续向该内反应器(2)中加入新的培养液，供内反应器(2)的微生物生长繁殖和产生代谢酶。

因此，本实用新型是通过增加内反应器(2)内的压力将微生物培养液中的代谢酶和培养液等，透过滤膜片(5)渗入到外反应器(1)参与废水有机物的降解反应过程，不让内反应器(2)内该特定微生物直接与废水混合或接触，排出的废水中也不含有该特定微生物，减少废水对该微生物的毒害和抑制作用，使该内反应器(2)中截留下来的微生物还可通过继续加的新鲜培养液并继续培养和使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。

【附图标记说明】

1外反应器、2内反应器、8废水入口、9废水出口、4加液管、41外端、42内端、3出液孔、5滤膜片、6空气加压管、7液面高度线、10歧管、S支撑杆或支撑网。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

实施例1

以下以真菌和真菌培养液降解含抗生素的废水为例进行说明。

如图1所示，为用于研究微生物降解废水有机物的实验装置，在本实施例中利用真菌培养液中的代谢酶降解含抗生素废水，该实验装置包括外反应器1、内反应器2、加液管4、滤膜片5、空气加压管6。

其中反应器1设有废水入口8和供降解后的废水导出的废水出口9，且废水入口8高于废水出口9的设置位置。该废水入口8连接废水水源。

内反应器2套设于该外反应器1内部，该内反应器2设有空气加压管6。该空气加压管6连接高压空气源。

该内反应器2的底部为镂空或开口结构、且与该外反应器1的内底部间隔一距离。该内反应器2内插入加液管4。该加液管4包含外端41和内端42，该外端41位于该内反应器2外部，该内端42位于该内反应器2的内部，该加液管4上设有出液孔3，该出液孔3位于该内反应器2中。在该内反应器2底部固定设有滤膜片5，该滤膜片5将该外反应器1的内部空间与内反应器2的内部空间区隔开。该加液管4的外端41通过微型泵连接真菌培养液，将真菌培养液通过加液管4和上面的出液孔3泵入内反应器2中。

其中，滤膜片5的固定方式有多种，可直接固定在内反应器2的底部或者通过加液管4固定。采用加液管4固定时，可便于滤膜片5的更换。更换时，只需要将加液管4从内反应器2上提出。

如图1所示，该加液管4的内端42为盲端(见图中加液管4下端的实心填充部)，该盲端连接该滤膜片5的上侧面。该出液孔3为设于该加液管4管壁上的破孔，且该出液孔3靠近该盲端且位于盲端上方。盲端可避免空气加压管6向该内反应器2加压时，真菌孢子悬浮液从加液管4逆流而出。为此，盲端(图1中加液管4内端42上的一段实心填充部)可适当设置较长的长度，例如盲端长度可为内反应器2的1/2高，出液孔3设于盲端上方。

进一步地，所述滤膜片5是由表面带穿孔的金属片和包裹在该金属片上下表面的过滤膜所构成。该滤膜可以是滤布或滤纸等含有小孔的结构，不会让内反应器2中的真菌透过，但可以让培养液或代谢酶等分子结构的物质通过。

使用时，通过该废水入口8向该外反应器1内通入待处理的废水至预定液面高度线7，然后通过该加液管4的外端41向该内反应器2加入含有真菌孢子的悬浮液和液体培养基，待培养一预定时间后(可利用废水的热量传热给内反应器2中的真菌培养液，提供适宜培养温度条件)，再通过该空气加压管6向该内反应器2通入空气对该内反应器2加压，通过增压将该真菌产生的代谢酶和培养液等透过该内反应器2底部固设的滤膜片5进入该外反应器1中，并与待处理的废水混合，对废水所含的抗生素进行降解，而被降解后的废水则通过该废水出口9导出。接着再通过该加液管4继续向该内反应器2中加入新的培养液，供内反应器2的真菌孢子继续生长繁殖并产生代谢酶，可供再次利用。

进一步地，该加液管4还包含一根歧管10，该歧管10设于该加液管4靠近该外端41的管段上，该歧管10连接氧气源。当内反应器2中的真菌在繁殖和代谢过程中，此时可暂停加入真菌培养液，而是通过该歧管10间歇性地通入氧气，供真菌繁殖和利用。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，该滤膜片5不是通过连接在加液管4的内端42来固定在内反应器2底部的，而是该内反应器2底部具有一些支撑杆或支撑网S之类的镂空结构，通过这些支撑杆或支撑网直接将滤膜片5固定。此时出液孔3即位于加液管4的该内端42的端部，且加液管4的该内端42距离滤膜片5有一间距。

本实用新型的原理是：利用空气等增加内反应器2内的压力将微生物培养液中的代谢酶和培养液等，透过滤膜片5渗入到外反应器1参与废水有机物的降解反应过程，不让内反应器2内该特定微生物直接与废水混合或接触，排出的废水中也不含有该特定微生物，减少废水对该微生物的毒害和抑制作用，使该内反应器2中截留下来的微生物还可通过继续加的新鲜培养液并继续培养和使用。