新型硅橡胶膜生物反应器用于有机废水处理的膜传质动力学

用中空纤维型硅橡胶管构造了管束式和卷绕式两种膜器，将它们结合进一个生物反应器系统，用于对废水中的挥发性有机化合物（VOC）进行生物降解处理。本文以甲苯为对象，研究了VOC在这种系统中穿过膜的传质问题。基于液-膜-液的串联阻力概念和质量平衡，构造了一个关于膜总传质系数的简单指数模型，用于传质实验的分析。将甲苯溶于水中模拟有机废水，配制适合于甲苯降解细菌生长的培养液，进行了甲苯从废水穿过膜到培养液中的传质实验，并将细菌移植进培养液进行了生物降解条件下的传质实验。对培养液中细菌存在和不存在两种情况下的甲苯传质实验进行了分析。结果表明，总传质系数的指数模型基本上与实验条件符合，所得到的甲苯的总膜传质系数具有10-6m·s-1数量级，卷绕膜器的总传质系数较管束型的稍高，生物反应条件下的总传质系数又较细菌不存在时的稍高。

硅橡胶膜生物反应器降解甲苯的细胞生长动力学

用新型硅橡胶膜生物反应器和假单孢菌(Pesudomonas putida mt-2)作为降解微生物,研究了溶解于废水中的甲苯的生物降解。实验测定了废水中甲苯的浓度,培养液中的细胞浓度和溶解氧浓度等。根据废水中甲苯浓度变化计算出的甲苯降解率在废水对培养液流量比为200/100mL h-1时达到93%,根据细胞浓度变化和甲苯浓度变化计算出的细胞比产率在流量比为30/100mL h-1时达到0.00221OD660 (mg L-1) -1。对细胞生长情况进行的分析表明,Monod方程难于描述这种反应器中的细胞生长动力学表现。在关于膜传质动力学问题研究的基础上,通过质量平衡方法构造了一个关于细胞生长的反应动力学模型,用模型进行的细胞生长理论计算与实验结果有较高的吻合程度。

蔗渣酶法水解过程的膜分离研究

以直接加热膨化蔗渣为酶解底物，采用日本Ｙａｋｕｌｔ公司生产的纤维素酶（ＯｎｏｚｕｋＲＳ）进行酶法水解反应，同时开展膜分离实验研究，为该系统优选了膜材料和膜规格，测定了膜分离的有关特性并进行了膜洗涤尝试。实验表明：分割分子量为１．０万的聚醚砜膜对纤维素酶的截留率为１００％；发酵液与膜的吸附对通量的影响不明显，即在发酵液中浸泡过的膜的初始通量与未浸泡过的没多大差别；本实验条件下酶的回收率（以总活性计）只有５６％左右；溶液的ｐＨ值对过滤通量没有影响；液体循环流速对过滤通量的影响表现为：当流速小于２ｍ／ｍｉｎ时，流速对通量无影响，当流速在２～４ｍ／ｍｉｎ的范围内，过滤通量随流速的增加而增大，而当流速大于４ｍ／ｍｉｎ时，流速几乎对过滤通量没影响；膜洗涤实验表明，采用日本Ｈｅｎｋｅ公司生产的膜清洗剂Ｐ３－Ｕｌｔｒａｓｉｌ５６（浓度１％），经约半小时洗涤可使过滤通量回复约９０％。

蔗渣酶解的动力学模型探讨

以压力为２．０ＭＰａ，时间为２０ｍｉｎ的直接加热膨化蔗渣为对象，采用日本ＹａｋｕｌｔＲＳ纤维素酶进行蔗渣酶解实验，探讨了产物抑制情况，分析和判别了反应类型，由结果可以认为该反应属于非竞争型产物抑制反应，可以用Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｅｎ方程的修正式来进行模拟。通过蔗渣浓度为（１．９６～８．９６）×１０－２ｇ／ｍＬ，反应时间为２～９６ｈ的４８组实验数据，以最小二乘法回归出模型参数。