两相分配式生物反应器处理高盐废水中的苯酚

采用新型两相分配式生物反应器(TPPB)和前期研究得到的高效苯酚降解菌对高盐废水中苯酚的降解进行研究,研究中确定煤油为反应系统的最佳有机溶剂,并考察了废水苯酚含量、废水盐度以及搅拌器搅拌速度对苯酚降解的影响。结果表明,反应系统能正常降解苯酚含量为1 000～2 500 mg/L的高盐苯酚废水;反应系统在含盐量为100 g NaCl/L、搅拌速度为50 r/min的运行工况条件下,降解时间缩短为52 h,总酚去除率为20.58 mg/(L.h)。

两相分配生物反应器处理有机废气新技术

综述了近期国内外有关两相分配生物反应器处理有机废气技术的研究进展。介绍了搅拌釜生物反应器、生物滴滤塔、生物滤床等多种反应器结构及其去除有机废气的效果;分析了硅油、十六烷、十四烷等多种非水相介质在两相分配生物反应器中应用的优缺点;阐述了有机废气在两相分配生物反应器中的传质机理。最后对两相分配生物反应器的发展前景及改进方向进行了分析。

两相分配生物反应器中苍白杆菌PW对芘的降解效果

为降低PAHs对微生物的毒性,促进PAHs的降解,采用TPPB技术（two-phase patitioning bioreactor,两相分配生物反应器）对芘进行降解,研究了不同有机相（硅油、十二烷、十一醇、癸烷、十六烷、十八烷）、ρ（芘）、φ（有机相）和扰动速率对芘降解的影响.结果表明：当φ（有机相）为10.0%、ρ（芘）为100～1 000 mg/L时,T0（纯水相）及T1（水-硅油）、T2（水-癸烷）、T3（水-十二烷）、T4（水-十一醇）、T5（水-十六烷）和T6（水-十八烷）体系中芘的降解率分别为92.5%～13.9%、69.3%～20.1%、79.6%～23.3%、81.9%～26.9%、86.7%～28.1%、87.7%～34.1%、89.6%～27.4%.ρ（芘）较低时,TPPB抑制了芘的降解;ρ（芘）较高时,TPPB则能促进芘的降解.6种有机相中,十六烷对芘降解的促进效果最优.最优φ（有机相）的确定和ρ（芘）有关,ρ（芘）为200 mg/L时,最优φ（十八烷）、φ（十六烷）、φ（十一醇）分别为5.0%、2.5%和5.0%;ρ（芘）为1 000 mg/L时,其均为20.0%.液体扰动速率的提高能促进芘的降解,液体扰动速率为50～200 r/min时,T6和T5体系中的芘的降解率分别为50.1%～75.6%和54.1%～79.1%.研究显示,TPPB技术是一种潜在治理高浓度PAHs污染的有效途径,TPPB的优化是多种影响因素综合作用的结果.

气升式两相分配膜生物反应器设计

设计了一种气升式两相分配膜生物反应器,用于工业有机废气的净化处理,解决常见有机废气净化装置存在净化效率低、适用范围小以及尾气排放达不到较高标准要求等问题。采用多导流筒、低高径比和圆升气管的方形内循环式结构,进行装置的总体设计,并进行装置试运行,结果表明该装置简便易行,效率高,处理有机废气浓度广、无二次污染。

两相分配(有机相—水相)生物反应器降解污染物的原理及应用

有毒有机污染物大多为人工合成的异生物合成物,具"三致"与生物难降解等特性,对环境和人类健康造成了严重的威胁。本文论述了两相分配生物反应器对有毒有机污染物的降解原理及其应用现状。该反应器基于热力学平衡原理,通过引入有机相,消除有机污染物对微生物的抑制作用,在快速降解污染物的同时实现体系的自控。现有研究表明,可高效降解苯、苯酚、BTX、多环芳烃等有毒有机污染物。此外,对该反应器的进一步研究与应用进行了展望。

两相分配生物反应器降解苯乙烯废气的研究

为提高生物法净化难溶性VOCs的效率,构建以硅油(体积分数为10%)为非水相的两相分配生物反应器(Two Phase Partitioning Bioreactor,TPPB)。通过响应面优化试验,探讨TPPB最佳工艺条件,研究进气质量浓度、循环液pH值、停留时间及液气比对苯乙烯废气净化效果的影响,并对比其与单相生物反应器(One Liquid Phase Bioreactor,OLPB)处理效果的差异。结果表明,进气质量浓度为400 mg/m^(3)、停留时间为45.77 s、循环液pH值为7.26、液气比为0.25的最佳工艺参数下,TPPB的苯乙烯去除率达96.15%。基于数学模型拟合两种反应器的传质和生物降解过程,过程模拟发现同一停留时间下TPPB中最大传质分数均高于OLPB;苯乙烯去除负荷变化与Michaelis-Menten模型相关性较高(R^(2)=98.2%),同一停留时间下TPPB的最大去除负荷和半饱和常数均高于OLPB。

两相分配生物反应器——浊点系统在生物转化中的应用

利用两相分配生物反应器可以控制底物由非水相向水相释放,增加底物的溶解度和解除底物对微生物的抑制,保护产物降解,降低下游分离费用;论述了两相分配生物反应器的基本原理和发展概况,并以胆固醇边链切除生物转化为例,介绍了新开发的浊点系统两相分配生物反应器的巨大潜力。

汽油加氢装置反应器泡罩式分配器气相分配特性研究

分析了汽油二段气相加氢过程中广泛使用的泡罩式分配器的主要特点和工作原理,并对泡罩式分配器分别进行了单体试验研究和组合试验研究,以分布不均匀系数和压力降为性能评价指标,探究其气相分配特性。试验结果表明:泡罩式分配器的分布效果不受风量的影响,增大风量不能提升纯气相分布效果,反而增大了流动阻力,使得压力降变大;并且由于结构原因,导致气相从中心管流出后都基本集中在中心管正下方,扩散范围较小,没有在整体匹配上形成较好的融合。从最优化和系统节能角度分析,泡罩结构的分配器作为气相分配器并不是最佳结构,因此在不影响分配特性的情况下,新型气相分配器应该采用非泡罩结构,进而大大降低气相流动阻力,并且在设计气相加氢分配器时,不仅要考虑分配器的单体分布性能,还要考虑相邻分配器之间的相互影响,尽可能扩大单体分配面积的同时均化组合流场,以提高内件运行过程中的安全稳定性。

两相分配生物反应器治理有机废气研究进展

通过研究国内外关于两相分配生物反应器治理有机废气进展,介绍了搅拌釜生物反应器、生物滴滤塔等多种两相分配生物反应器的结构及其工作原理;分析了硅油、十六烷等不同非水相对于不同目标污染物的去除效果;研究了两相分配生物反应器对有机废气的处理性能;最后指出如何消除液态非水相的泡沫化和反应器的堵塞问题是今后研究的关键。

正己烷在两相分配搅拌式反应器中的传质过程研究

为研究两相分配搅拌式反应器中硅油对正己烷传质的影响,采用静态顶空法获得正己烷的气/水和硅油混合液分配系数H,通过模型拟合计算最大气相可转移至液相的正己烷体积分数βS^*,利用效能-传热单位数法计算总体积传质系数KLa。结果表明,随着硅油比例φ的提高,H显著下降;"等效吸收容量"模型可以很好地描述H与φ之间的关系;βS^*随着硅油的添加急剧增大,并随着φ提高而上升,而进气流速的增加会导致βS^*减小;KLa会随着φ上升而减小,但硅油显著提升了饱和液相正己烷浓度,从而提高正己烷的总传质速率。

缩放型导流筒气升式内环流生物反应器气相含率研究

研究了传统圆柱型和三种不同结构缩放型导流筒气升式内环流生物反应器的气相含率，用排液体积法和压差法分别测定了总气相含率、下降区气相含率及分离区气相含率，并通过质量衡算求得上升区气相含率．实验结果表明，气相含率随通气速率提高而增大，三种不同缩放结构参数导流筒的气相含率较接近，且均高于传统圆柱型导流筒气相含率；对于空气—ＣＭＣ溶液系统，随着介质粘度增加，气相含率下降２％～５％；对于三相系统，随着固含率增加，气相含率提高１％～４％．

两相分配生物反应器净化VOCs废气的研究进展

在两相分配反应器中,由于非水相的介入,能够有效克服反应过程中所遇到的高浓度、高毒性的底物、中间产物的抑制以及水、底物和微生物之间的传质障碍等限制因素,实现微生物对VOCs的高效去除。本文从两相分配反应器的原理、组成以及反应器的结构进行综述,并提出两相分配反应器的应用问题。

UBF两相生物反应器对渗滤液水质的稳定化作用

为解决渗滤液直接回灌型垃圾填埋反应器(R1)的酸化问题,利用厌氧污泥复合床(UBF)和卫生填埋反应器组合为垃圾两相厌氧消化系统(R2)对垃圾降解。结果表明,与渗滤液直接回灌的R1生物反应器系统相比,UBF型两相厌氧生物反应器系统对渗滤液中有机物质的去除率更高,COD降至24600mg/L,NH3-N浓度保持在1130mg/L,pH值始终维持在7.26,为垃圾渗滤液的后续处理工艺提供了方便。此外,UBF型两相厌氧生物反应器产气性能更好,累积产气量是R1的3.06倍。

气体喷吹搅拌式冶金反应器内渣铁两相混合和流动现象的研究

应用喷吹气体进行搅拌的间歇操作反应器在冶金中有广泛应用。本文应用激光测速和高速摄影等方法对反应器中熔渣卷入金属液和渣铁边界附近的流动现象进行了模拟研究。实验结果表明:熔渣的卷入和喷吹气体流量、喷吹方式及渣量有关。熔渣的存在对金属液的循环流动起阻滞作用,减弱了混合效果。

用CFD研究气升式内环流生物反应器下降管中的流体力学性质

在对气升式内环流生物反应器内部流动分析基础上,全面考虑反应器下降管中气泡的并聚破碎、气液两相间相互作用和滑移等,建立了能描述反应器下降管中复杂流动的CFD数学模型。运用CFX-4.4对模型方程进行求解,通过求解得到了包括气液两相速度场、局部气含率分布等详尽信息,并就液相流动速度与相应条件下的PIV测试结果进行了比较,主体流动速度的偏差在20%以下,且两者总的变化趋势一致。该模型能较好地预测反应器下降管内的复杂流场。

在双相分配生物反应器中提高香芹酮的生物转化产量

利用红串红球菌生物转化香芹酚生成香芹酮，并优化反应过程。为最大限度地减少底物和产物在水相中的积累而造成的转化抑制，在3L双相分配生物反应器中，通过向单水相系统中引入互不混溶的第二相从而提高反应器的转化效率。本研究以十二烯作为第二相，与其它溶剂相比，十二烯不可生物降解，有较高的生物相容性及对产物香芹酮极高的亲和性。但由于生物催化剂红串红球菌的疏水性强，在有机溶剂中乳化形成隔离区室使得转化率非常低，故采用液态多聚物硅油来防止细胞在有机相中的乳化与隔离。采用该技术后，香芹酚的转化率比单相反应器约提高了1．5倍。

浸没式膜生物反应器内膜面传质特性实验

应用粒子图像测速(PIV)技术测试膜面附近的气液两相流动力学特性,在6种不同曝气强度条件下,测试得到膜面附近的液相流场数据,并计算得到膜面传质系数、浓差极化边界层厚度以及膜面切向应力等膜面传质特性参数。结果表明,曝气强度和液相速度对膜面传质特性的影响较大,在一定范围内增加曝气强度可以使得膜面传质特性加强。本文的研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了研究经验和实验数据。

气升式陶瓷膜-生物反应器渗透通量的实验研究

为了降低陶瓷膜-生物反应器的能耗、同时提高膜的渗透通量,本文将气升式外循环引入膜-生物反应器的设计。实验条件下,搭建了气升式陶瓷膜-生物反应器装置,研究了导气管直径、气升位置、气速、气体性质等循环条件对渗透通量的影响;并在相同条件下与液体不循环的过滤相比较,证明采用气升循环可以较大提高膜的渗透通量。

气升式反应器内三相条件下流动行为研究Ⅱ——循环液速的影响

在一个体积为 8L(直径 96mm ,高为 180 0mm)带导流筒的气升式反应器内 ,模拟两相(空气 -水 ,空气 -水 -乙醇 )系统和三相 (空气 -水 -玻璃珠 ,空气 -水 -乙醇 -淀粉 )系统 ,改变给气流量 ,导流筒直径 ,乙醇浓度 ,玻璃珠直径 ,固含率 ,淀粉含量 ,系统温度 ,以及操作方式考察了以上因素对气升式反应器内循环液速的影响。研究表明 :随着上升气体表观速度的增加 ,导流筒直径的增加 ,床内循环液速也增加 ;在固含率一定条件下 ,固含物粒径越大 ,循环液速也越大 ;溶液浓度增加 ,循环液速也增加 ;床层中的固含率增加 ,而循环液速减小 ;系统温度增加 ,循环液速增加 ;环隙给气方式可以与中心导流筒给气方式都可采用 。

气升式环流反应器液相流场的研究

运用粒子图像测速仪(PIV)技术测量了一拟二维气升式环流反应器内液相流动状态,避开了气液两相成像带来的图像处理困难,成功测取了时均液相速度、瞬时雷诺应力、剪切应力等在反应器下降段内的分布;考察了反应器上升段进气量和反应器液位高度对液相循环速度的影响;同时,对反应器三个具有代表性的流动部分进行了观测,获得了该反应器内液相流场具有代表性意义的速度分布图。研究结果为认识该类反应器的性能及进行反应器设计、优化提供了有价值的参考信息。