一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器制造技术

本实用新型专利技术公开一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，包括密封设置的壳体，壳体内壁上固定有滑道，滑道内插设有载体板，载体板上开设有填料孔，填料孔内通过穿设引线固定有氧化石墨烯气凝胶填料；壳体一侧设置有进水孔，另一侧设置有四个出水孔，进水孔和出水孔上分别设置有控制阀；壳体顶部穿设有搅拌棒，搅拌棒顶部连接有调速机和电机，搅拌棒底部安装有搅拌桨叶；壳体内壁上连接有固定夹，固定夹上安装有加热棒，加热棒通过导线连接有调温器；壳体顶部开设有排气孔，排气孔处安装有排气阀。本实用新型专利技术提供的实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，使反应器内GO含量维持稳定，进而达到提高ANAMMOX菌活性的目的。

A graphene oxide aerogel biofilm reactor for laboratory use

【技术实现步骤摘要】
一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器
本技术涉及生物膜反应器水处理
，特别是涉及一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器。
技术介绍
以氨作为电子供体将亚硝酸盐还原为氮气的生物反应称为厌氧氨氧化(ANaerobicAMMoniaOxidation，ANAMMOX)，能够进行ANAMMOX的微生物称为ANAMMOX菌。ANAMMOX作为一个全新的生物脱氮反应，是新型废水脱氮技术中的重要细菌之一。它无需有机物，可节约试剂成本；相比传统脱氮技术需氧量减少63％，可降低动力成本；剩余污泥产量低，可减少剩余污泥处置成本。尽管ANAMMOX有如此多的优点，但在实际工程中依然未能得到普遍应用，主要在于ANAMMOX菌生长速率极低(世代时间约7-11天)、生长条件苛刻(受光照、温度和有机物等影响)，导致其活性低、工艺启动时间长。氧化石墨烯(GrapheneOxide，GO)是一种在底面和边缘含有大量含氧基团的单层石墨，因其比表面积巨大、胶体性质优秀、水中分散性良好以及细胞毒性低等，在微生物学方面引起了广泛关注。本人前期研究证实，外加1.43-4.29g/(gVSS.L)的GO可提高ANAMMOX菌5％-10％的活性，其最佳浓度为2.86g/(gVSS.L)，此浓度下ANAMMOX菌活性可提高10.26％。但GO容易随出水流失，若把GO对ANAMMMOX菌的积极影响放大到小试反应器中连续运行，则需要不断进行GO的补充添加，导致其连续运行不稳、操作繁复。生物膜反应器是以废水生物膜法处理为基础设计构建的，是利用附着在载体上的高密度微生物进行废水处理。其单位容积微生物装载率高、占地面积小、管理运行方便，在水处理
占有重要地位。其具体构型取决于反应器内的载体，目前最新的应用是软性纤维载体，但此类载体多是单纯利用物理性能进行装载。对于ANAMMOX菌而言，生物膜反应器可以增加单位容积菌群数量，是一个良好的选择，但其依然存在活性低、启动慢的问题。因此，利用GO可提高ANAMMOX菌活性的特点，研究开发适宜的GO载体以构建ANAMMOX生物膜反应器，从而维持反应器内稳定的GO含量，进而达到提高ANAMMOX菌活性的目的，既能够保证小试反应器的连续稳定运行，又对日后进一步将GO应用于ANAMMOX相关的工艺技术中具有重要的现实意义。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，以解决上述现有技术存在的问题，使反应器内GO含量维持稳定，进而达到提高ANAMMOX菌活性的目的。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：本技术提供一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，包括密封设置的壳体，所述壳体内壁上固定有滑道，所述滑道内插设有载体板，所述载体板上开设有填料孔，所述填料孔内通过穿设引线固定有氧化石墨烯气凝胶填料；所述壳体一侧设置有进水孔，另一侧设置有四个出水孔，所述进水孔和出水孔上分别设置有控制阀；所述壳体顶部穿设有搅拌棒，所述搅拌棒顶部连接有调速机和电机，所述搅拌棒底部安装有搅拌桨叶；所述壳体内壁上连接有固定夹，所述固定夹上安装有加热棒，所述加热棒通过导线连接有调温器。所述壳体顶部开设有排气孔，所述排气孔处安装有排气阀。可选的，所述载体板为“回”字形结构，所述填料孔开设于所述载体板的边框上。可选的，所述载体板的边框长为100mm，宽度为5mm，厚度为5mm；所述载体板的边框上分别各开设有八个所述填料孔。可选的，所述壳体内壁上对称设置有两组所述滑道，所述滑道材质为有机玻璃。可选的，每组所述滑道的长、宽、高分别为300mm、5mm和5mm，每组所述滑道内能够垂直放入三个所述载体板。可选的，所述搅拌桨叶包括均匀对称固定于半径15mm的圆形有机玻璃柱上的四个有机玻璃叶片，四个所述有机玻璃叶片长20mm、宽10mm、厚5mm。可选的，所述搅拌棒底部通过尼龙螺丝与所述圆形有机玻璃柱的中心固定连接，所述搅拌棒顶部通过尼龙螺丝与所述电机连接。可选的，所述壳体厚度为10mm。本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本技术提供的实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器材质采用有机玻璃，透光清晰、构造一目了然，可观察实验现象，壳体内的载体板可自由装配与拆取，氧化石墨烯气凝胶载体不会随出水流失，保证了ANAMMOX菌活性的提高。该反应器可用于实验室的小试研究，为进一步将GO应用于ANAMMOX相关技术提供了一种优良的实验室用生物膜反应器。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器的整体结构示意图；图2为本技术实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器部分结构的侧视图；图3为本技术实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器的壳体结构示意图；图4为本技术实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器的载体板结构示意图；其中，1为壳体、1-1为上板、1-2为下板、1-3为侧板、2为滑道、3为载体板、4为填料孔、5为进水孔、6为出水孔、7为搅拌棒、8为电机、9为搅拌桨叶、10为固定夹、11为加热棒、12为导线、13为调温器、14为排气阀、15为氧化石墨烯气凝胶填料。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的目的是提供一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，以解决上述现有技术存在的问题，使反应器内GO含量维持稳定，进而达到提高ANAMMOX菌活性的目的。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。本技术提供一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，如图1-图4所示，包括密封设置的壳体1，壳体1采用厚度为10mm的有机玻璃制成，包括采用密封胶固定连接的上板1-1、下板1-2和侧板1-3，上板1-1钻12个孔由尼龙螺丝进行固紧，壳体1内壁上固定有滑道2，滑道2内插设有载体板3，载体板3上开设有填料孔4，填料孔4内通过交错穿设引线固定有氧化石墨烯气凝胶填料15；同时，氧化石墨烯气凝胶填料15还可以通过其他连接结构与载体板3上的填料孔4固定连接，从而将氧化石墨烯气凝胶填料15固定到载体板3上，例如鱼线、柔性绳、铆钉等。壳体1一侧设置有进水孔5，另一侧设置有四个出水孔6，进水孔5和出水孔6上分别设置有控制阀；壳体1顶部穿设有搅拌棒7，搅拌棒7顶部连接有调速机和电机8，搅拌棒7底部安装有搅拌桨叶9；壳体1内壁上连接有不锈钢材质的固定夹10，固定夹10上安装有加热棒11，加热棒11通过防水的导线12连接有调温器13，具体的，加热棒11固定于不锈钢的固定夹10上，防水的导线12经过位于壳体1顶部的电线孔与外部的调温器13相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，其特征在于：包括密封设置的壳体，所述壳体内壁上固定有滑道，所述滑道内插设有载体板，所述载体板上开设有填料孔，所述填料孔内通过穿设引线固定有氧化石墨烯气凝胶填料；所述壳体一侧设置有进水孔，另一侧设置有四个出水孔，所述进水孔和出水孔上分别设置有控制阀；所述壳体顶部穿设有搅拌棒，所述搅拌棒顶部连接有调速机和电机，所述搅拌棒底部安装有搅拌桨叶；所述壳体内壁上连接有固定夹，所述固定夹上安装有加热棒，所述加热棒通过导线连接有调温器；所述壳体顶部开设有排气孔，所述排气孔处安装有排气阀。

【技术特征摘要】
1.一种实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，其特征在于：包括密封设置的壳体，所述壳体内壁上固定有滑道，所述滑道内插设有载体板，所述载体板上开设有填料孔，所述填料孔内通过穿设引线固定有氧化石墨烯气凝胶填料；所述壳体一侧设置有进水孔，另一侧设置有四个出水孔，所述进水孔和出水孔上分别设置有控制阀；所述壳体顶部穿设有搅拌棒，所述搅拌棒顶部连接有调速机和电机，所述搅拌棒底部安装有搅拌桨叶；所述壳体内壁上连接有固定夹，所述固定夹上安装有加热棒，所述加热棒通过导线连接有调温器；所述壳体顶部开设有排气孔，所述排气孔处安装有排气阀。2.根据权利要求1所述的实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，其特征在于：所述载体板为“回”字形结构，所述填料孔开设于所述载体板的边框上。3.根据权利要求2所述的实验室用氧化石墨烯气凝胶生物膜反应器，其特征在于：所述载体板的边框长为100mm，宽度为5mm，厚度为5mm；所述载体板的边框上分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫宇，陈琦，曲珊珊，王栋，
申请(专利权)人：大连海洋大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21