摇瓶的体积氧传递系数和氧通透率的测定

通过设计特殊摇瓶,用亚硫酸钠法测出摇瓶的体积氧传递系数和氧透过纱布层的通透率。以氧电极测其内外氧的分压降后,可以算出摇瓶表观体积氧传递系数(k_La)_(app)及真实体积氧传递系数k_La,并进一步求出氧通透率。由实验得出:氧分压降低6.1％,氧传递系数增加一倍;在37℃、220r/min、500ml摇瓶(内盛液50ml)8层纱布的氧通透率P_m=43.7mol/m^2·h·atm;并且关联出摇瓶容积V、装液量V_L、转速n、摄氏温度t之间的模型式: (k_La)_(app)=1.84×10^(-7)[t]^(1.8497)·[n]^(2.3906)·[V_L/V]^(-0.6360) (k_La)=2.02×10^(-7)[t]^(1.8525)·[n]^(2.3941)·[V_L/V]^(-0.6370)

环隙气升式反应器在非牛顿流体体系中的应用──反应器特性研究和体积氧传递系数的关联

以羧甲基纤维素钠（ＣＭＣ）水溶液模拟非牛顿型发酵介质，在内径为０．１５ｍ，高为０．９７５ｍ的环隙气升式反应器内，考察了液体流变性质和导流筒结构对气液传质的影响，提出了体积氧传递系数（ＫＬａ）的经验关联式。实验表明：对于较高粘度的假塑性流体，反应器内部采用整体式导流筒结构，将有利于传质和混合，其性能优于采用开窗式导流筒或无导流筒的反应器。

γ-聚谷氨酸发酵过程中体积氧传递系数的控制

研究了发酵罐的转速对γ-聚谷氨酸产量的影响。结果表明,在转速为500 r/min,体积氧传递系数KLa为250 h-1时,供氧比较合适,γ-聚谷氨酸的产量为34 g/L。研究结果为进一步通过改善发酵条件来提高γ-聚谷氨酸的产量奠定了良好基础。

氧载体发酵体系的氧传递特性及提高衣康酸产酸能力的研究

测定了不同氧载体的理化参数，研究了机械搅拌罐氧载体发酵体系中的氧载体的体积分数、搅拌转速和通风量对体积氧传递系数的影响，并推导出传质系数的关联式。实验表明，加入氧载体后，可提高发酵体系的ｋＬａ值３０～２００％，衣康酸发酵中加入氧载体正十二烷，可提高产酸１４％以上。

中生菌素发酵过程中溶解氧参数的分析

通过试验测定了所用发酵罐的体积氧传递系数，发现中生菌素分批发酵过程中溶解氧浓度呈现规律性变化，得出生长临界氧浓度为１２％，发酵的最适溶解氧浓度为４０％左右。溶解氧的变化可以作为判断发酵过程状态的指标。

氧供给对啤酒酵母生长和S-腺苷甲硫氨酸合成的影响

在5L发酵罐中不同体积氧传递系数(KLa)和溶解氧分压对高产腺苷甲硫氨酸的啤酒酵母(S.cere-visiae)生长和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成的影响进行了研究。结果表明,不同KLa和溶解氧分压对S.cerevisiae的生长和SAM合成有着显著的影响,较高的KLa和溶解氧分压更有利于生长和SAM合成。在初始KLa为148.5 h-1时,S.cerevisiae的生物量、SAM产量和含量最高,分别为19.37 g·L-1、1.99 g·L-1和103 mg.g-1 DCW。在溶解氧分压为较高的50%时,S.cerevisiae的生物量、SAM产量较高,最大值分别为18.57 g·L-1和1.91 g·L-1。

体积溶氧传递系数在好氧颗粒污泥系统中的变化特性初步分析

取成熟的好氧颗粒污泥,在同一测试装置中采用相同的曝气条件进行体积溶氧传递系数(kLa)的测试,当传统活性污泥和成熟好氧颗粒污泥浓度MLSS为2 000、4 000、6 000、8 000 mg·L-1时,其kLa(min-1)值分别为0.586 1±0.009 5、0.586 1±0.027 2、0.555 6±0.016 8、0.533 8±0.026 8和0.645 5±0.027 6、0.632 0±0.075 5、0.618 5±0.062 5、0.640 6±0.055 5,表明颗粒污泥kLa值高于同浓度条件下的絮体污泥,且随浓度增加,絮体污泥氧传递效率下降而颗粒污泥无明显变化.对好氧颗粒污泥进行筛分后,大颗粒和小颗粒在污泥浓度相同、体积相同、表面积相同以及个数相同的情况下二者的kLa值均无明显差别,由此可以推断,这些因素对好氧颗粒污泥kLa的影响可以忽略.研究结果对于污水处理厂节能运行具有一定的参考价值.

旋流选择作用及K_La对污泥颗粒化的影响研究

采用3个结构不同的SBR反应器R1、R2和R3,研究了旋流选择作用和体积溶解氧系数(KLa)在低负荷条件下对絮体污泥颗粒化过程的影响。试验结果表明,3个反应器内的污泥颗粒化的时间与颗粒污泥的孔隙率依次为53 d、41 d、25 d和82%~95%、92%~97%、60%~75%;3个反应器的化学需氧量(COD)平均去除率都在92%以上;R1和R2中氨氮(NH3-N)的平均去除率都在97%以上,而R3中氨氮的平均去除率从反应器启动初期的99%下降到完全颗粒化后的56%。说明旋流选择作用延缓了好氧污泥颗粒化的时间并对出水水质影响不大;较高的KLa促进了好氧颗粒污泥的形成并对于COD的处理基本没有影响,但对于氨氮去除效果的负面影响较大。

PAC对SBR系统中传质-反应过程的影响研究

聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂被广泛应用于各污水处理厂,其残余可对后续生物反应系统产生一定影响。以序批式活性污泥反应器(SBR)反应系统为研究对象,考察了残余PAC对该系统中体积溶氧传递系数(k_(L)a)与胞外聚合物(EPS)中蛋白质含量的影响,并对k_(L)a与EPS的蛋白质含量两者的相关性进行了分析。结果表明:残余PAC不利于SBR系统内活性污泥的溶解氧传质,破坏活性污泥微生物正常的EPS分泌系统使其蛋白质含量降低,进而导致活性污泥微生物中毒失活,阻碍系统内的传质-反应过程。反应系统中k_(L)a与EPS的蛋白质含量表现为显著正相关性,相关系数r=0.9462,说明EPS中蛋白质对溶解氧传质有着重要的影响作用,EPS中蛋白质含量升高可促进溶解氧传质,提高活性污泥活性。

改善气液传质效率实现丝状菌膨胀污泥控制的方法

为了研究活性污泥系统中丝状菌的存在与污泥气液传质的关系,实验测量了不同絮体结构丝状菌污泥对体积溶氧传质系数(kLa)的影响,并考察了改善气液传质效率对控制丝状菌膨胀的影响。实验结果表明,丝状菌对气液传质的影响主要取决于丝状菌的沉淀性能而不是丝状菌的数量。在由于溶氧不足导致丝状菌膨胀的条件下,可以通过改善丝状菌絮体结构提高系统的气液传质效率,即通过絮体结构调控消除溶氧不足的外在条件,从而实现了控制丝状菌膨胀的目的。研究成果以改善丝状菌结构为手段,从微生物本身出发提高系统曝气效果,为控制丝状菌膨胀提供了新的思路。

响应面法与遗传算法优化解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵的kLa

为了实现解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵过程溶氧的优化控制,将响应面法与遗传算法结合,研究了搅拌速度x_1及通气速率x_2对分批发酵的体积溶氧传递系数k_La的影响。响应面分析表明:当搅拌速度>680 r·min^(-1)及通气速率>140 L·h^(-1)时,k_La有最大值。将二阶回归方程作为遗传算法优化的目标函数,经过51次迭代,获得了最优值,k_La最大值为:7.3801×10^(-5)s^(-1)(x_1=755.311 r·min^(-1),x_2=171.362 L·h^(-1))。