本实用新型涉及一种发酵装置，尤其涉及一种硝化细菌-反硝化细菌发酵装置。
背景技术：
在自然界的氮循环中，硝化细菌和反硝化细菌起到了不可替代的作用，硝化细菌可以将氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮并通过反硝化细菌最终转化为氮气回到大气中。硝化过程由两类细菌共同完成，亚硝酸盐氧化菌将氨氮转化为亚硝态氮，硝酸盐氧化菌将亚硝态氮转化为硝态氮，使水生态系统正常、稳定。硝化细菌、反硝化细菌广泛应用于水产养殖水体、城市黑臭湖泊河流水体的微生物脱氮技术中，它们对于水体氨氮、总氮的降解和水环境的修复具有较好的作用。因此，寻求高效稳定的硝化细菌、反硝化细菌生产方法，对硝化细菌和反硝化细菌的应用提供基础。
自养硝化细菌一般以无机碳为碳源物质，生长缓慢，相对于一般细菌培养的代时较长，对溶解氧、温度、有毒物质、pH等环境变化较为敏感，且不容易保存。CN102757913A使用吸附装置对硝化细菌进行吸附富集，但每次富集后的菌体需要不断的脱吸，较为繁琐；CN101709278A发明了一种高浓度亚硝化菌的规模化培养方法，此方法应用了混凝剂进行混凝，导致硝化细菌和亚硝化细菌活性降低，不利于长期保存。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对上述现状，提供一种系统、连续培养的硝化细菌-反硝化细菌发酵装置。
本实用新型采用的技术方案：一种硝化细菌-反硝化细菌发酵装置，包括：三个单向顺序连接的亚硝酸细菌罐、硝酸细菌罐和反硝化细菌罐；其中，
所述亚硝酸细菌罐包括第一罐体，所述第一罐体下端设有第二放料口，所述第一罐体内的上半部分设有第一内罐，下半部分设有与所述第一内罐连接的第一旋液分离装置，所述第一内罐和所述第一旋液分离装置的外表面分别环设第一冷却夹套和第二冷却夹套，所述第一旋液分离装置包括连接至所述第一罐体外的第一清液溢出管，所述第一内罐中设有亚硝酸盐检测器；
所述硝酸细菌罐包括第二罐体，所述第二罐体下端设有第四放料口，所述第二罐体内的上半部分设有可单独放料的第二内罐，下半部分设有与所述第二内罐连接的第二旋液分离装置，所述第二内罐和所述第二旋液分离装置的外表面分别环设第三冷却夹套和第四冷却夹套，所述第二内罐还与所述第一清液溢出管连接，所述第二旋液分离装置设有连接至所述第二罐体外的第二清液溢出管，所述第二内罐中设有硝酸盐检测器；
所述反硝化细菌罐包括可单独放料的第三罐体，所述第三罐体还与所述第二清液溢出管连接，所述第三罐体的下端设有第五放料口。
本实用新型的有益效果是：改善硝化细菌和反硝化细菌原始单独培养的模式，通过对其连续性的控制，即可单独培养亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌；也可根据亚硝酸细菌、硝酸细菌以及反硝化细菌的代谢活动，进行连续培养，使亚硝酸细菌将氨氧化成亚硝酸盐，再通过硝酸细菌利用亚硝酸细菌产生的亚硝酸盐氧化成硝酸盐，最后通过反硝化细菌将硝酸细菌产生的硝酸盐氧化成氮气。在实际生产过程中能提高生产效率、缩短生产周期、节约生产成本。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种硝化细菌-反硝化细菌发酵装置。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种硝化细菌-反硝化细菌发酵装置，包括3个单向顺序连接的亚硝酸细菌罐1、硝酸细菌罐2和反硝化细菌罐3。亚硝酸细菌罐1中培养亚硝酸细菌，如AOB氨氧化细菌，通过亚硝酸细菌将NH4+氧化成NO2-并将罐内的上清液通至硝酸细菌罐2；硝酸细菌罐2中培养硝酸细菌，如NOB亚硝酸盐氧化菌，将NO2-氧化成NO3-并将罐内的上清液通至反硝化细菌罐3；反硝化细菌罐3中培养反硝化细菌，如DNB反硝化细菌，将NO3-转化为N2。同时亚硝酸细菌罐1、硝酸细菌罐2和反硝化细菌罐3均可单独封闭地培养单一菌种。
继续参加图1，亚硝酸细菌罐1包括第一罐体10，第一罐体10内的上半部分设有第一内罐11，第一内罐11的外壁环设第一冷却夹套，第一罐体10内的下半部分设连接第一旋液分离装置12，第一旋液分离装置12的外壁环设第二冷却夹套。
第一冷却夹套和第二冷却夹套均通冷水。
第一罐体10的上端面设有第一罐盖101，第一罐盖101上设有连通至第一内罐11的第一接种口13、第一加料口14、第一补料口15、第一通气孔16和第一气压阀17。第一罐体10的侧壁设有第一放料口18A，第一罐体10的下端面设有第二放料口18B。
第一内罐11内部设有第一搅拌器以及第一检测装置组，第一检测装置组包括亚硝酸盐检测器、pH探头、温度探头以及溶氧探头。第一内罐11的底部设有连接至第一旋液分离装置12的第一出料管110。第一旋液分离装置12的下端出口延伸至第一罐体10的底部上方。
第一旋液分离装置12上部为圆筒形部分12A，下部为圆锥形部分12B。第一内罐11的菌液从第一出料管110沿圆筒形部分12A的切线方向进入，圆锥形部分12B内沿轴线设有第一清液溢出管121，第一清液溢出管121从圆锥形部分12B的中部向上延伸至圆筒形部分12A上端并连接第一放料口18A。在圆锥形部分12B的下端设有第一阀门19A。
第一出料管110上设有第一菌液泵19B和第二阀门19C。第一菌液泵19B对进入第一旋液分离装置12的菌液进行加压，使菌液进入圆筒形部分12A速度非常大，菌液中的固体粒子或密度较大的液体受离心力的作用被抛向圆锥形部分12B的管壁，并沿管壁按螺旋线下流至第一内罐11的底部。澄清的液体或液体中携带的较细粒子则上升，由第一清液溢出管121溢流至第一放料口18A再进入硝酸细菌罐2。
第一放料口18A还连有第一副管180，第一副管180上设有第三阀门，第一副管180可单独将澄清液体提取。
使用时，从第一罐盖101上的第一加料口14向第一内罐11加料，第一接种口13中加入亚硝酸细菌载体，如AOB氨氧化细菌载体。如果需要少量补料，从第一补料口15中补料。生产发酵时，实时监控第一内罐11的温度、亚硝酸盐含量、pH和溶氧量。并根据温度启动第一冷却夹套110和第二冷却夹套120。具体地，当第一内罐的罐内温度35℃时，打开两个冷水夹套，并保持菌液在28-35℃之间。当第一内罐11的亚硝酸盐含量达到合理浓度时，具体情况而定，打开第一出料管110上的第一菌液泵19B和第二阀门19C，菌液中的固体粒子或密度较大的液体受离心力的作用被抛向圆锥形部分12B的管壁，并沿管壁按螺旋线下流至第一内罐11的底部。澄清的液体或液体中携带的较细粒子则上升，由第一清液溢出管121溢流至第一放料口18A并流入硝化细菌罐2中。或通过第一副管180可单独将澄清液体提取处理。
硝酸细菌罐2的结构与亚硝酸细菌罐1相似，第二罐体20，第二罐体20内的上半部分设有第二内罐21，第二内罐21的外壁环设第三冷却夹套，第二罐体20内的下半部分设连接第二旋液分离装置22，第二旋液分离装置22的外壁环设第四冷却夹套。
第三冷却夹套和第四冷却夹套均通冷水。
第二罐体20的上端面设有第一罐盖101，第一罐盖201上设有连通至第一内罐11的第二接种口23、第二加料口24、第二补料口25、第二通气孔26、第二气压阀27以及连接第一放料口18A的第一上清液入料口18A`。第二罐体20的侧壁设有第三放料口28A，第二罐体20的下端面设有第四放料口28B。
第二内罐21内部设有第二搅拌器和第二检测装置组，第二检测装置组包括硝酸盐检测器、pH探头、温度探头以及溶氧探头。第二内罐21的底部设有连接至第二旋液分离装置22的第二出料管210。第二旋液分离装置22的下端出口延伸至第二罐体20的底部上方。
第二旋液分离装置22上部为圆筒形部分22A，下部为圆锥形部分22B。第二内罐21的菌液从第二出料管210沿圆筒形部分22A的切线方向进入，圆锥形部分22B内沿轴线设有第二清液溢出管221，第二清液溢出管221从圆锥形部分22B的中部向上延伸至圆筒形部分22A上端并连接第三放料口28A。在圆锥形部分22B的下端设有第四阀门29A。
第二出料管210上设有第二菌液泵29B和第五阀门29C。第二菌液泵29B对进入第二旋液分离装置22的菌液进行加压，使菌液进入圆筒形部分22A速度非常大，菌液中的固体粒子或密度较大的液体受离心力的作用被抛向圆锥形部分22B的管壁，并沿管壁按螺旋线下流至第二内罐21的底部。澄清的液体或液体中携带的较细粒子则上升，由第二清液溢出管221溢流至第三放料口28A再进入反硝化细菌罐3。
第三放料口28A还连有第二副管280，第二副管280上设有第六阀门，第二副管280可单独将澄清液体提取出来。
使用时，从第二罐盖201上的第二加料口24向第二内罐21加料，第二接种口23中加入硝酸细菌载体，如NOB亚硝酸盐氧化菌载体。以及可添加从第一放料口18A流入的亚硝酸细菌罐1的上清液。如果需要少量补料，从第二补料口25中补料。生产发酵时，实时监控第二内罐21的温度、硝酸盐含量、pH和溶氧量。并根据温度启动第三冷却夹套210和第四冷却夹套220。当第一内罐的罐内温度35℃时，打开两个冷水夹套，并保持菌液在28-35℃之间。当第二内罐21的硝酸盐含量达到合理浓度时，具体情况而定，打开第二出料管210上的第二菌液泵29B和第五阀门29C，菌液中的固体粒子或密度较大的液体受离心力的作用被抛向圆锥形部分22B的管壁，并沿管壁按螺旋线下流至第二内罐21的底部。澄清的液体或液体中携带的较细粒子则上升，由第二清液溢出管221溢流至第三放料口28A并流入反硝化细菌罐3中。或通过第二副管280可单独将澄清液体提取。
反硝化细菌罐3包括第三罐体30，第三罐体30的外壁设有第五冷却夹套。
第三罐体30的上端面设有第三罐盖301，第三罐盖301上设有连通至内部的第三接种口33、第三加料口34、第三补料口35、第三通气孔36、第三气压阀37和连接第三放料口28A的第二上清液入料口28A`。第三罐体30下端面设有第五放料口38。
第三罐体30内部设有第三搅拌器和第三检测装置组，第三检测装置组包括pH探头、温度探头以及溶氧探头。
使用时，从第三罐盖301上的第三加料口34加料，第三接种口33中加入反硝化细菌载体，如DNB反硝化细菌。以及可添加从至第三放料口28A流入的硝酸细菌罐2中的上清液。如果需要补充少量料，从第一补料口35中补料。生产发酵时，实时监控第三内罐31的温度、亚硝酸盐含量、pH和溶氧量。并根据温度启动第五冷却夹套。发酵完成后打开第五放料口38排料。
通过本实用新型改善硝化细菌和反硝化细菌原始单独培养的模式，通过对其连续性的控制，既可单独培养亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌；又可根据亚硝酸细菌、硝酸细菌以及反硝化细菌的代谢活动，进行连续培养，使亚硝酸细菌将氨氧化成亚硝酸盐，再通过硝酸细菌利用亚硝酸细菌产生的亚硝酸盐氧化成硝酸盐，最后通过反硝化细菌将硝酸细菌产生的硝酸盐氧化成氮气。在实际生产过程中能提高生产效率、缩短生产周期、节约生产成本。
以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。