[发明专利]一种浸矿微生物连续扩大培养装置及其培养方法

权利要求书

1.一种浸矿微生物连续扩大培养装置，其特征在于，所述培养装置包括筒体（1），所述筒体（1）包括依次连接的可收集溢流排出料液的上筒体、可连续扩大培养微生物的中筒体和可收集排出沉淀物的下筒体（14），所述中筒体的内部设有可通过吊装方式拆卸的多层填料组件（7），所述多层填料组件（7）包括多层填料箱体和装载于填料箱体内的填料（8），所述多层填料组件（7）的下方设有加热装置（4）、营养液分布盘（3）和设于所述营养液分布盘（3）下方的曝气装置（6）；

所述多层填料组件（7）包括至少两层填料箱体堆叠，所述填料箱体底部开设有孔径小于填料（8）的孔；所述多层填料组件（7）的填料箱体通过支撑固定件（17）可拆卸式支撑固定在中筒体的内壁上；所述多层填料组件（7）的上方设有填料组件盖板（9），所述填料组件盖板（9）上设有若干孔径为5~8mm的孔；

所述营养液分布盘（3）为环形分布盘，所述营养液分布盘（3）的一端穿过筒体与筒体外部的进料口（2）连接；所述加热装置（4）为带温控的加热管；所述曝气装置（6）为管式微孔曝气器；

所述中筒体的顶端设有锯齿状的溢流堰装置（10），所述溢流堰装置（10）中空式内嵌于上筒体的底端；所述中筒体的底端侧壁上设有采样口（16）；所述中筒体的外壁设有保温夹套层（5）；

所述上筒体的顶端设有顶盖（12）和观察窗，所述顶盖（12）上设有顶盖出气口（13），所述上筒体的底端侧壁上设有料液出口（11）；

所述下筒体（14）为锥形漏斗下筒体，其漏斗底端设有排渣口（15）；所述下筒体（14）的外壁包裹有保温隔热材料。

2.根据权利要求1所述的浸矿微生物连续扩大培养装置，其特征在于，所述填料（8）为悬浮生物填料，所述悬浮生物填料为聚氨酯海绵球填料、高密度聚乙烯填料和聚丙烯填料中的一种或多种填料。

3.一种利用权利要求1或2所述的浸矿微生物连续扩大培养装置培养微生物的培养方法，包括如下步骤：

（1）在营养液分布盘中加入微生物培养液，使其浸没加热装置并达到多层填料组件的最底部，通过加热装置设定培养温度，从培养装置顶部接入浸矿微生物菌液，启动曝气装置，开始进行浸矿微生物培养，并定期取样观察微生物的生长情况；

（2）待浸矿微生物生长达到对数期后期，通过营养液分布盘加入培养液开始流加培养；

（3）继续挂膜培养，待浸矿微生物完成挂膜且细胞浓度达到2.4×10⁸个/mL时，启动连续培养，在保证排液细胞浓度在2×10⁸个/mL的前提下适当提高流速，培养得到的浸矿微生物菌液通过料液出口流出收集；

（4）待出口的微生物细胞得率达到饱和且亚铁氧化速率达到1g/L·h以上，控制流速条件，稳定培养；

（5）待细胞浓度开始下降，且最底层填料因铁钒吸附而完全沉降，通过吊装的方式从培养装置的顶部依次取出填料组件，直至取出最底层填料组件，将其他填料组件依次下移一层，最上层填料组件放置新换的填料组件，脱落的黄钾铁矾由培养装置底部排出，启动下一轮挂膜培养，按照上述方式继续提高流速，待出口的微生物细胞得率达到饱和且亚铁氧化速率达到1g/L·h以上，如此重复进行连续培养。

4.根据权利要求3所述的培养方法，其特征在于，浸矿微生物包括钩端螺旋菌属（Leptospirillum spp.）、铁微菌属（Ferrimicrobium spp.）、酸微菌属（Acidimicrobiumspp.）、铁原体属（Ferroplasmaspp.）、酸质菌属（Acidiplasma spp.）、硫杆菌属（Acidithiobacillus spp.）、硫单胞菌属（Thiomonas spp.）、金属球菌属（Metallosphaeraspp.）、酸双面菌属（Acidianus spp.）、硫化杆菌属（Sulfobacillus spp.）、硫化叶菌属（Sulfolobus spp.）、脂环酸芽孢杆菌属（Alicyclobacillus spp.）、热原体属（Thermoplasma spp.）和嗜酸菌属（Acidiphilum spp.）中的一种或多种；

所述步骤（1）中，所述浸矿微生物菌液的接入量为微生物培养液体积的20%，所述培养液包括无机盐和/或有机物，其pH控制在2以下，培养温度控制在35-45℃，曝气量控制在0.3-0.4vvm；

所述步骤（3）中，挂膜培养时间为7~21天；

所述步骤（5）中，最底层填料完全沉降是指通过顶盖的观察窗观察培养液无填料漂浮。