立式柱狀微生物反應(yīng)器制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開的立式柱狀微生物反應(yīng)器是生化需氧量（BOD）測量專用傳感器，由反應(yīng)器腔體、反應(yīng)器底座、網(wǎng)狀微生物床、溶解氧檢測電極、控溫系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)構(gòu)成。反應(yīng)器腔體置于反應(yīng)器底座上,網(wǎng)狀微生物床、溶解氧檢測電極、控溫系統(tǒng)溫度傳感器置于反應(yīng)器腔體內(nèi)，控溫系統(tǒng)的半導(dǎo)體加熱器和攪拌系統(tǒng)的磁力攪拌泵置于反應(yīng)器底座內(nèi)，攪拌系統(tǒng)的循環(huán)管路置于反應(yīng)器腔體外側(cè)并將反應(yīng)器腔體底部和上部連通。網(wǎng)狀微生物床為網(wǎng)狀圓柱體結(jié)構(gòu)，置于反應(yīng)器腔體中部，反應(yīng)器腔體上下兩部分通過網(wǎng)狀微生物床的網(wǎng)孔連通，網(wǎng)狀微生物床的網(wǎng)孔孔徑為1.5～2.0毫米。本實用新型專利技術(shù)使微生物反應(yīng)器的體積縮小，減小了加熱和攪拌系統(tǒng)的功率，實現(xiàn)了BOD的快速測量。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)公開的立式柱狀微生物反應(yīng)器是生化需氧量（BOD）測量專用傳感器，由反應(yīng)器腔體、反應(yīng)器底座、網(wǎng)狀微生物床、溶解氧檢測電極、控溫系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)構(gòu)成。反應(yīng)器腔體置于反應(yīng)器底座上,網(wǎng)狀微生物床、溶解氧檢測電極、控溫系統(tǒng)溫度傳感器置于反應(yīng)器腔體內(nèi)，控溫系統(tǒng)的半導(dǎo)體加熱器和攪拌系統(tǒng)的磁力攪拌泵置于反應(yīng)器底座內(nèi)，攪拌系統(tǒng)的循環(huán)管路置于反應(yīng)器腔體外側(cè)并將反應(yīng)器腔體底部和上部連通。網(wǎng)狀微生物床為網(wǎng)狀圓柱體結(jié)構(gòu)，置于反應(yīng)器腔體中部，反應(yīng)器腔體上下兩部分通過網(wǎng)狀微生物床的網(wǎng)孔連通，網(wǎng)狀微生物床的網(wǎng)孔孔徑為1.5～2.0毫米。本技術(shù)使微生物反應(yīng)器的體積縮小，減小了加熱和攪拌系統(tǒng)的功率，實現(xiàn)了BOD的快速測量。【專利說明】立式柱狀微生物反應(yīng)器
本技術(shù)涉及水質(zhì)監(jiān)測儀器，特別是涉及海水中生化需氧量的測量儀器。
技術(shù)介紹
生化需氧量(BOD)是海水水質(zhì)監(jiān)測的主要指標之一。BOD測量的標準方法是現(xiàn)場取樣實驗室分析，將水樣在20°C 土 1°C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，通常稱五日生化耗氧量，以B0D5表示。這種方法操作復(fù)雜、耗時、費力、時效性差，因此，BOD快速測量和在線測量的技術(shù)研究不斷取得進展。現(xiàn)有的BOD快速測量方法有微生物膜法和微生物反應(yīng)器法。采用微生物反應(yīng)器法的BOD快速測量儀的關(guān)鍵部件是微生物反應(yīng)器。現(xiàn)有BOD快速測量儀所用的微生物反應(yīng)器通常體積較大，從900毫升到3升，并且是由好幾部分連接而成，缺乏整體性，不是一體化的測量傳感器。圖1顯示現(xiàn)有一款BOD快速測量儀所用環(huán)形微生物反應(yīng)器的截面結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形微生物反應(yīng)器為環(huán)形反應(yīng)器腔體A2、溶解氧檢測腔體AS和循環(huán)泵A6與連接管路A7構(gòu)成的大型組合裝置。環(huán)形反應(yīng)器腔體A2內(nèi)放置許多管狀微生物床A4，管狀微生物床A4在環(huán)形反應(yīng)器腔體A2內(nèi)隨水樣流動，循環(huán)泵A6提供水樣在環(huán)形反應(yīng)器腔體A2內(nèi)流動的動力。溶解氧檢測腔體AS與環(huán)形反應(yīng)器腔體A2由連接管路A7連通，溶解氧檢測電極Al設(shè)置在溶解氧檢測腔體AS內(nèi)。管狀微生物床A4的內(nèi)壁上附著大量微生物菌群，微生物菌群將環(huán)形反應(yīng)器腔體A2內(nèi)水樣的有機物氧化，環(huán)形反應(yīng)器腔體A2內(nèi)的水樣經(jīng)過循環(huán)泵A6連接的管路進入循環(huán)泵A6，再經(jīng)過循環(huán)泵A6與溶解氧檢測腔體AS連接的管路進入溶解氧檢測腔體AS，最后又經(jīng)過溶解氧檢測腔體AS與反應(yīng)器腔體A2連接的管路回到環(huán)形反應(yīng)器腔體A2，完成循環(huán)，同時溶解氧檢測電極Al檢測微生物菌群的短時耗氧量，并計算出總耗氧量(五日耗氧量)。BOD的測定需要在恒定溫度下進行，線繞電阻式加熱器A5位于環(huán)形反應(yīng)器腔體A2的中央，溫度傳感器A3浸在環(huán)形反應(yīng)器腔體A2的水樣中，它們在單片機的控制下完成恒溫控制。但是，上述BOD的快速測量所用微生物反應(yīng)器容積較大，在900毫升以上，管狀微生物床A4在環(huán)形反應(yīng)器腔體A2內(nèi)隨水樣流動，消耗試劑較多，能耗也偏大。而且，這種反應(yīng)器由幾部分組成的大型組合裝置，缺乏整體性，維修、更換甚是不便，影響了實際使用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有BOD快速測量技術(shù)的微生物反應(yīng)器所存在的問題，本技術(shù)推出新型的微生物反應(yīng)器，將固定式網(wǎng)狀生物床、內(nèi)嵌式攪拌泵、溶解氧檢測電極置于同一個立柱狀殼體內(nèi)，實現(xiàn)反應(yīng)器的小型一體化，減少了反應(yīng)器容積，節(jié)省試劑量和能耗，更利于維修更換。本技術(shù)所涉及的立式柱狀微生物反應(yīng)器呈立柱狀結(jié)構(gòu)，包括反應(yīng)器腔體、反應(yīng)器底座、網(wǎng)狀微生物床、溶解氧檢測電極、控溫系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，控溫系統(tǒng)由溫度傳感器和半導(dǎo)體加熱器構(gòu)成，攪拌系統(tǒng)由磁力攪拌泵和循環(huán)管路構(gòu)成。反應(yīng)器腔體置于反應(yīng)器底座上，網(wǎng)狀微生物床、溶解氧檢測電極、控溫系統(tǒng)的溫度傳感器置于反應(yīng)器腔體內(nèi)，控溫系統(tǒng)的半導(dǎo)體加熱器和攪拌系統(tǒng)的磁力攪拌泵置于反應(yīng)器底座內(nèi)，攪拌系統(tǒng)的循環(huán)管路置于反應(yīng)器腔體外側(cè)，循環(huán)管路將反應(yīng)器腔體底部和上部連通。反應(yīng)器腔體是盛待測海水水樣的容器，為圓筒狀結(jié)構(gòu)，置于反應(yīng)器底座上。反應(yīng)器底座為圓柱體結(jié)構(gòu)，上部有凹陷敞口，上部的凹陷敞口與反應(yīng)器腔體下部連通。反應(yīng)器底座頂部的螺紋接口與反應(yīng)器腔體圓筒殼體下端連接，反應(yīng)器腔體與反應(yīng)器底座上下連接形成容納待測海水水樣的密閉容器。網(wǎng)狀微生物床為網(wǎng)狀圓柱體結(jié)構(gòu)，置于反應(yīng)器腔體中部，固定在反應(yīng)器腔體圓筒殼體內(nèi)壁上，網(wǎng)孔孔徑為1.5~2.0毫米。網(wǎng)狀微生物床將反應(yīng)器腔體分成上下兩部分，上下兩部分通過網(wǎng)狀微生物床的網(wǎng)孔連通，網(wǎng)狀微生物床圓柱體的中心軸線與反應(yīng)器腔體中心軸線重合。磁力攪拌泵為內(nèi)嵌式攪拌泵，設(shè)置在反應(yīng)器底座的凹陷敞口內(nèi)，并置于反應(yīng)器腔體下部待測海水水樣中，可以直接提供海水水樣的水平方向流速。半導(dǎo)體加熱器設(shè)置在反應(yīng)器底座的凹陷敞口內(nèi)，位于磁力攪拌泵之上，為反應(yīng)器腔體下部待測海水水樣加熱。磁力攪拌泵攪動加熱水樣流動，可以較快將熱量散發(fā)出去。循環(huán)管路置于反應(yīng)器腔體圓筒殼體外側(cè)，循環(huán)管路上端從反應(yīng)器腔體圓筒殼體端蓋插入反應(yīng)器腔體上部，循環(huán)管路下端插入反應(yīng)器底座上部的凹陷敞口，將反應(yīng)器腔體底部以及反應(yīng)器底座上部與反應(yīng)器腔體上部連通。溶解氧檢測電極插入反應(yīng)器腔體內(nèi)，穿過網(wǎng)狀微生物床，并由鎖緊壓蘭固定在反應(yīng)器腔體圓筒殼體的端蓋上。溫度傳感器設(shè)置在反應(yīng)器腔體圓筒殼體端蓋上，溫度傳感器的測量探頭插入反應(yīng)器腔體內(nèi)，與待測海水水樣接觸。溫度傳感器、溶解氧檢測電極、半導(dǎo)體加熱器和磁力攪拌泵分別與微生物反應(yīng)器外部計算控制單元的單片機連接。【專利附圖】【附圖說明】圖1為現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形微生物反應(yīng)器截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)的立式柱狀微生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標記說明:Al、溶解氧檢測電極A2、環(huán)形反應(yīng)器腔體A3、溫度傳感器A4、管狀微生物床A5、電阻式加熱器A6、循環(huán)泵A7、連接管路AS、溶解氧檢測腔體1、溶解氧檢測電極2、鎖緊壓蘭3、溫度傳感器4、出水口5、網(wǎng)狀微生物床6、反應(yīng)器腔體7、半導(dǎo)體加熱器8、進水口9、磁力攪拌泵10、反應(yīng)器底座11、循環(huán)管路【具體實施方式】結(jié)合附圖對本技術(shù)的技術(shù)方案作進一步說明。如圖2所示，本技術(shù)所涉及的立式柱狀微生物反應(yīng)器呈立柱狀結(jié)構(gòu)，包括反應(yīng)器腔體6、反應(yīng)器底座10、網(wǎng)狀微生物床5、溶解氧檢測電極1、控溫系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，控溫系統(tǒng)由溫度傳感器3和半導(dǎo)體加熱器7構(gòu)成，攪拌系統(tǒng)由磁力攪拌泵9和循環(huán)管路11構(gòu)成。反應(yīng)器腔體6置于反應(yīng)器底座10上，網(wǎng)狀微生物床5、溶解氧檢測電極1、控溫系統(tǒng)溫度傳感器3置于反應(yīng)器腔體6內(nèi)，控溫系統(tǒng)的半導(dǎo)體加熱器7和攪拌系統(tǒng)的磁力攪拌泵9置于反應(yīng)器底座10內(nèi)，攪拌系統(tǒng)的循環(huán)管路11置于反應(yīng)器腔體6的外側(cè)，循環(huán)管路11將反應(yīng)器腔體6的底部和上部連通。反應(yīng)器腔體6是盛待測海水水樣的容器，為圓筒狀結(jié)構(gòu)，置于反應(yīng)器底座10上。反應(yīng)器底座10為圓柱體結(jié)構(gòu)，上部有凹陷敞口，上部的凹陷敞口與反應(yīng)器腔體6下部連通。反應(yīng)器底座10頂部的螺紋接口與反應(yīng)器腔體6的圓筒殼體下端連接，反應(yīng)器腔體6與反應(yīng)器底座10上下連接形成容納待測海水水樣的密閉容器。反應(yīng)器腔體6的內(nèi)徑為60毫米，深度為100毫米，有效容積為280毫升。待測海水水樣從反應(yīng)器底座10上部的進水口 8進入，經(jīng)反應(yīng)器平衡和水樣測量后，從位于反應(yīng)器腔體6上部的出水口 4流出。網(wǎng)狀微生物床5為網(wǎng)狀圓本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種立式柱狀微生物反應(yīng)器，其特征在于：包括反應(yīng)器腔體、反應(yīng)器底座、網(wǎng)狀微生物床、溶解氧檢測電極、控溫系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，控溫系統(tǒng)由溫度傳感器和半導(dǎo)體加熱器構(gòu)成，攪拌系統(tǒng)由磁力攪拌泵和循環(huán)管路構(gòu)成；反應(yīng)器腔體置于反應(yīng)器底座上,網(wǎng)狀微生物床、溶解氧檢測電極、控溫系統(tǒng)溫度傳感器置于反應(yīng)器腔體內(nèi)，控溫系統(tǒng)的半導(dǎo)體加熱器和攪拌系統(tǒng)的磁力攪拌泵置于反應(yīng)器底座內(nèi)，攪拌系統(tǒng)的循環(huán)管路置于反應(yīng)器腔體外側(cè)，循環(huán)管路將反應(yīng)器腔體底部和上部連通；反應(yīng)器腔體是為圓筒狀結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器底座為圓柱體結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器底座上部的凹陷敞口與反應(yīng)器腔體下部連通，反應(yīng)器腔體與反應(yīng)器底座上下連接形成容納待測海水水樣的密閉容器。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張世強，宋正超，
申請(專利權(quán))人：國家海洋技術(shù)中心，
類型：新型
國別省市：天津;12