一種海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養裝置。
【背景技術】
[0002]甲烷作為一種重要的能源，在人類的生產生活中扮演著重要的角色。同時，甲烷又是大氣中含量最多的碳氫化合物，其對全球變暖的貢獻僅次于co2，目前對全球氣候變暖的“貢獻率”達15%，它引起的溫室效應是等摩爾0)2的20?30倍。據悉，全球每年甲烷產生量的85%及消耗量的60%都是基于微生物的作用。微生物進行的甲烷厭氧氧化(anaerobicoxidat1n of methane)能夠使大部分甲燒氣體(90%以上)在進入大氣圈之前就被大量地消耗。因此，甲烷厭氧氧化在全球的甲烷排放控制過程中起了不容忽視的作用，它能有效緩解目前日趨嚴重的溫室效應。
[0003]亞硝酸鹽型甲燒厭氧氧化(nitrite-dependentanaerobic methane oxidat1n)是一種新發現的甲烷厭氧氧化過程，其反應方程式如式(I)所示。在很多生態系統中檢測到了亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物的基因序列，并已證實該反應在淡水濕地系統的甲烷控制中起著重要作用。目前，國內外研宄者已經獲得了多種淡水亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化富集物，對淡水亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物做了較多研宄。然而，卻未成功富集過海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化富集物，雖然亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物的基因序列在海洋生態系統中已經被檢測到。
[0004]3CH4+8N(V+8H+—3C0 2+4N2+10H20 (I)
[0005](AG0’= — 928 kj moF1 CH4)
[0006]由于海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物的生長條件非常苛刻，實驗室需提供穩定的厭氧、低溫、高壓以及高鹽度的環境，才可能獲得該微生物的富集物，這對微生物的培養裝置提出了很高的要求，設計一種穩定、高效的海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養裝置很有必要。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的是克服現有培養裝置不耐壓、不穩定、魯棒性差、密封性差、缺乏報警系統等不足，提供一種海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養裝置。
[0008]海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養裝置包括反應器系統、控制器系統，反應器系統包括反應罐、低溫水槽、反應罐蓋板、攪拌電機、攪拌軸、攪拌槳、反應罐溫度探頭、反應罐DO探頭、反應罐pH探頭、反應罐電導率探頭、頂空氣壓探頭、液體取樣管、氣體取樣口、出氣管、出氣閥、進氣管、進氣閥、壓縮機、冷凝管、水槽液位探頭、水槽溫度探頭、水槽循環泵、水槽進水口、軟木塞、水槽排水管、水槽排水閥、取樣針；反應罐浸沒在低溫水槽的水浴中，反應罐上端為反應罐蓋板，反應罐蓋板中間設有攪拌軸，攪拌軸上端連接攪拌電機，下端連接攪拌槳，反應罐蓋板上還設有反應罐溫度探頭、反應罐DO探頭、反應罐pH探頭、反應罐電導率探頭、頂空氣壓探頭、液體取樣管、氣體取樣口、出氣管和進氣管，其中出氣管和進氣管上分布設有出氣閥和進氣閥；低溫水槽上端設有水槽進水口，并塞有軟木塞，低溫水槽左下端設有水槽排水管，其上設有水槽排水閥，低溫水槽右側自上而下分別設有壓縮機、水槽液位探頭、水槽溫度探頭和冷凝管，低溫水槽下部設有水槽循環泵；控制器系統與反應罐溫度探頭、反應罐DO探頭、反應罐pH探頭、反應罐電導率探頭、頂空氣壓探頭、水槽液位探頭和水槽溫度探頭相連接。
[0009]所述的反應罐上部為圓柱形，下部為半球形，上部圓柱形高徑比為I?2:1，下部半球形直徑與上部圓柱形直徑相等。所述的反應罐與低溫水槽的體積比為0.2?0.3:1，反應罐底部與低溫水槽底部的距離為5?10cm。所述的攪拌槳直徑與反應罐直徑的比為0.3?0.5:1，離反應罐蓋板的距離與反應罐總高度的比為0.7?0.8:1。所述的液體取樣管上端由橡膠塞密封，下端插入液面I?3cm ;氣體取樣口也由橡膠塞密封；取樣針通過液體取樣管取液體樣品，通過氣體取樣口取氣體樣品，還通過氣體取樣口向反應罐內添加酸堿液，進行PH的手動調節。所述的進氣管下端為45°斜面，斜面朝向攪拌軸，下端離反應罐蓋板的距離與反應罐總高度的比為0.6?0.7:1。
[0010]本實用新型與現有技術相比具有的有益效果:I)海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物生長條件非常苛刻，本實用新型為其提供了厭氧、低溫、高壓和高鹽度的培養環境，并通過各類探頭監測這些環境指標；2)海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物是一種生長非常緩慢的微生物，其富集培養是個漫長的過程，長達數年甚至十數年，所以必需保證其培養裝置長期穩定運行，本實用新型提供了完善的控制報警系統，當各類探頭監測的信號超出合適范圍時，立即發出警報或切斷電源，降低由于儀器故障或操作失誤引起的損失；3)為降低由于個別探頭失靈而引起裝置故障的概率，本實用新型采用了多個探頭監測同一個指標的方法，如:溫度過高，則罐內溫度探頭、槽內溫度探頭和氣壓探頭都會發出警報，溫度過低，甚至結冰，則罐內溫度探頭、槽內溫度探頭、氣壓探頭和電導率探頭(部分水結冰后，剩余水的電導率迅速增加)都會發出警報，某個探頭失靈，其他探頭還可以繼續獨立工作。4)本實用新型設計巧妙、裝置緊湊，將所有反應罐的開口都設在反應罐蓋板上，消除了開口處密封不佳引起培養液泄漏的可能，增加了裝置的易用性，此外，液體取樣管的特殊設計，方便了液體樣品的采集，也增加了裝置的一體性。
【附圖說明】
[0011]圖1是海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，海洋亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化微生物培養裝置包括反應器系統1、控制器系統2，反應器系統I包括反應罐3、低溫水槽4、反應罐蓋板5、攪拌電機6、攪拌軸7、攪拌槳8、反應罐溫度探頭9、反應罐DO探頭10、反應罐pH探頭11、反應罐電導率探頭12、頂空氣壓探頭13、液體取樣管14、氣體取樣口 15、出氣管16、出氣閥17、進氣管18、進氣閥19、壓縮機20、冷凝管21、水槽液位探頭22、水槽溫度探頭23、水槽循環泵24、水槽進水口25、軟木塞26、水槽排水管27、水槽排水閥28、取樣針29 ;反應罐3浸沒在低溫水槽4的水浴中，反應罐3上端為反應罐蓋板5，反應罐蓋板5中間設有攪拌軸7，攪拌軸7上端連接攪拌電機6，下端連接攪拌槳8，反應罐蓋板5上還設有反應罐溫度探頭9、反應罐DO探頭10、反應罐pH探頭11、反應罐電導率探頭12、頂空氣壓探頭13、液體取樣管14、氣體取樣口 15、出氣管16和進氣管18，其中出氣管16和進氣管18上分布設有出氣閥17和進氣閥19 ;低溫水槽4上端設有水槽進水口 25，并塞有軟木塞26，低溫水槽4左下端設有水槽排水管27，其上設有水槽排水閥28，低溫水槽4右側自上而下分別設有壓縮機20、水槽液位探頭22、水槽溫度探頭23和冷凝管21，低溫水槽4下部設有水槽循環泵24 ;控制器系統2與反應罐溫度探頭9、反應罐DO探頭10、反應罐pH探頭11、反應罐電導率探頭12、頂空氣壓探頭13、水槽液位探頭22和水槽溫度探頭23相連接。
[0013]所述的反應罐3上部為圓柱形，下部為半球形，上部圓柱形高徑比為I?2:1，下部半球形直徑與上部圓柱形直徑相等。所述的反應罐3與低溫水槽4的體積比為0.2?0.3: 1，反應罐3底部與低溫水槽4