500升絮凝颗粒酵母连续发酵悬浮床生物反应器流体力学行为

<正>利用某些酵母细胞的自身强絮凝能力形成颗粒,以固定化细胞法实现酒精连续发酵,近年来引起了人们的极大关注。与通常的各种载体固定化细胞法相比,它具有方法简单、过程经济的突出优点,而且反应器中无载体充填,可以获得更高的菌体浓度,进而强化反应器的设备生产强度指标。然而,这种由细胞自身絮凝形成的颗粒有很大的特殊性。一方面,它的形状、结构极不规则,颗粒的大小在一定的条件下呈特定的分布。另一方面,颗粒间具有粘连性,且自身强度弱,不耐流体剪切,在培养与发酵过程中要求与基质呈均匀的悬浮状态。因而,开发研制适宜的生物反应器,并解决其工程放大问题成为这一技术能否工业化的关键。     

膜生物反应器中厌氧氨氧化的启动研究

为探究膜生物反应器(MBR)进行厌氧氨氧化的可行性及性能,通过逐渐提高进水NH_4~+-N、NO_2~--N的含量和降低HRT,成功启动了自流出水式MBR厌氧氨氧化过程,分析了反应器脱氮效果和厌氧氨氧化污泥特性,并采用扫描电镜和X射线光电子能谱中空纤维膜表面进行分析。结果表明,经过60 d的启动,NH_4~+-N、NO_2~--N和TN的去除率分别达到96.22%、99.91%和81.66%,TN去除负荷最大可达到330 g/(m~3·d)。在启动过程中,污泥颜色逐渐变为红褐色;中空纤维膜表面厌氧氨氧化菌呈不规则的椭球状,结构紧凑;MBR运行稳定阶段末期中空纤维膜表面C、N和Ca特征峰增多,是膜污染化学组分的主要构成元素。     

复合生物反应器的研究进展

复合生物反应器是近年来颇受关注的新型污水处理工艺,用于废水处理,出水效果好,具有很大的应用潜力.文中对复合生物反应器研究进展及应用进行了综述,并展望了其应用前景.     

500升絮凝颗粒酵母连续发酵悬浮床生物反应器流体力学行为

利用某些酵母细胞的自身强絮凝能力形成颗粒,以固定化细胞法实现酒精连续发酵,近年来引起了人们的极大关注。与通常的各种载体固定化细胞法相比,它具有方法简单、过程经济的突出优点,而且反应器中无载体充填,可以获得更高的菌体浓度,进而强化反应器的设备生产强度指标。然而,这种由细胞自身絮凝形成的颗粒有很大的特殊性。一方面,它的形状、结构极不规则,颗粒的大小在一定的条件下呈特定的分布。另一方面,颗粒间具有粘连性,且自身强度弱,不耐流体剪切,在培养与发酵过程中要求与基质呈均匀的悬浮状态。因而,开发研制适宜的生物反应器,并解决其工程放大问题成为这一技术能否工业化的关键。     

厌氧反应器-生物接触氧化工艺运行实例

通过污水处理站的运行实例,阐述了厌氧反应器-生物接触氧化工艺在啤酒厂废水处理的应用,同时对启动运行控制因素进行了论述和探讨。     

大规模植物细胞培养生物反应器

讨论了植物细胞大规模培养的基本特性。根据分析比较了在植物细胞悬浮培养中通常使用的几种生物反应器,包括摇瓶,搅拌式反应器,气升式反应器,转瓶反应器以及带挡板的转瓶反应器,指出综合性能以气升式为最佳。此外还介绍了固定化植物细胞反应器以及生物膜反应器,讨论了大规模植物细胞培养反应器的选择原则。     

悬浮硅藻土生物反应器的低温启动

硅藻土具有的特性，可以作为微生物附着生长的悬浮载体。而悬浮硅藻土生物反应器就是一种以硅藻土作为微生物载体的生物反应器。对悬浮硅藻土生物反应器中试装置低温启动过程的研究结果表明．环境因素对硅藻土表面上附着生长生物的硝化作用影响较弱，温度在6-9℃范围内．共需27d完成了第一阶段的启动．稳定后对氨氮的去除率在92％12上；而对COD、SS和TP的去除，依靠改性硅藻土的吸附、絮凝、过滤和部分生物作用．尘除率分别可以达到70％、73％和92％。     

新型生物氧化反应器的技术开发与应用研究

开发了新型生物氧化反应器并阐述了该反应器的工作原理及特点。研究了生物氧化反应器在炼油含酚废水、炼油碱渣及污水回用方面的应用。研究结果表明：在适宜的工艺条件下处理炼油含酚废水可使挥发酚的去除率〉90％,COD的去除率〉60％,出水酚浓度〈20mg／L,COD〈200mg／L;在处理炼油碱渣时采用二段生物氧化反应器可使COD、硫化物、石油类和酚类污染物的去除率分别达到75_3％、98．9％、92_3％和85．0％;在污水回用系统中,当进水指标符合GB8978—1996污水综合排放标准一级标准时,经生物氧化反应器处理后,出水指标可达到COD≤55mg／L。Oil≤2mg／L,NH3-N≤5mg／L,悬浮物（ssl≤6mg／L,为后续处理单元提供了稳定合格的进水．实现环境效益与经济效益的“双赢”。新型生物氧化反应器是一种高负荷、高效率、投资省、运行费用低且应用广的石化废水处理设备,具有广阔的工业应用前景。     

转笼式悬浮填料生物反应器启动性能试验

为了研究转茏式悬浮填料生物反应器的启动性能,简化其启动工艺,进行了常温和变温时的反应器的自然挂膜启动实验。实验结果表明,转笼式悬浮填料生物反应器构造的特定微环境有利于自然挂膜,启动比传统生物转盘快10d以上：经过启动参数优化,在水流量为2m^3／h,曝气量为3．6m^3／h、转笼转速为1．5r／min时,启动效果较好。     

应用生物反应器悬浮培养水貂犬瘟热疫苗株工艺的优化

目的对应用生物反应器悬浮培养水貂犬瘟热疫苗株的工艺进行优化。方法采用控制变量法对水貂犬瘟热疫苗株(CVD3-CL株)在生物反应器中微载体悬浮培养的相关参数[培养温度(30、33、37℃)、病毒感染复数(MOI,0. 01、0. 03、0. 05、0. 07)及收毒时间]进行优化,并对制备的疫苗进行动物安全性和攻毒保护试验。结果在5 g微载体、1 L培养体系中,温度设定为33℃,MOI设为0. 03时,更有利于病毒的复制增殖,病毒滴度可在接毒后108 h达峰值,为10^6.7 TCID50;制备的疫苗安全性良好,可有效免疫水貂,保护率为100%。结论优化了应用生物反应器悬浮培养水貂犬瘟热弱毒疫苗株的工艺,为水貂犬瘟热弱毒疫苗的大规模培养提供了参考。     

The influence of baffle off-bottom clearance on the solids suspension performance of pitched-blade and high-efficiency impellers

An innovative video technique indicates that the solids suspension performance of pitched-blade impellers in flat-bottomed tanks is improved by using a baffle off-bottom clearance in the range of one-fourth to one-half of the baffle width (standard baffle width being one-twelfth of the tank diameter). The solids suspension performance of high-efficiency impellers is relatively unaffected by baffle off-bottom clearances in the range of zero to one-half of the baffle width. A baffle off-bottom clearance equal to the baffle width is detrimental to the solids suspension performance of both pitched-blade and high efficiency impellers.     

NGD反应器气相流场及能耗特性研究

高倍率灰钙循环脱硫(NGD)技术具有投资和运行成本低、占地面积小、节水和可避免有色烟羽等优点,在燃煤工业锅炉领域具有较好的发展前景,而已有研究主要关注脱硫反应过程及其影响因素,尚缺乏对NGD反应器内流场和能耗的认识。笔者基于熵产分析方法建立了NGD反应器能耗的定量分析模型,NGD反应器能耗包含因烟气散热引起的能耗和黏性流体流动引起的能耗,其中,黏性流体流动引起的能耗包含湍流耗散和壁面摩擦,此外,由于NGD反应器高度达20 m以上,其进、出口压降还应考虑位置势能变化,因此,NGD进、出口压降包含位置势能变化、湍流耗散和壁面摩擦引起的压降。以某30 t/h煤粉工业锅炉配套的NGD反应器为研究对象,采用CFD方法模拟脱硫反应器内的流场分布,并在此基础上通过能耗分析模型研究脱硫反应器内的能耗组成和分布。结果表明,CFD方法和能耗分析模型计算的NGD进、出口压降与测量值的偏差分别为0.4%和9.6%,因此,CFD方法和能耗分析模型能较为准确地预测脱硫反应器内黏性流体流动引起的能耗,NGD反应器内黏性流体流动和烟气散热引起的能耗分别占NGD总能耗的96.2%和3.8%,可见黏性流体流动对NGD能耗起主导作用,位置势能变化、湍流耗散和壁面摩擦引起的压降分别为237.6、347.4和57.5 Pa,可见湍流耗散对NGD反应器能耗起主导作用。将NGD反应器划分为上部主体反应区、中部加速区和下部烟气入口区,由于黏性流体流动过程中的能量耗散来自不同流层速度差引起的摩擦耗散,因此能耗大小主要取决于不同流层间的速度梯度,而中部加速区平均速度较大且流场分布极不均匀,导致单位体积湍流熵产远高于其他区域,因此其体积虽仅占3.6%,但其熵产占NGD反应器总熵产的53.8%;上部主体反应区速度分布较为均匀且平均速度较小,但其体积占NGD反应器体积的83.3%,因此中部的熵产仍然较大,占总熵产的40.1%;下部烟气入口区流场分布极为不均匀但平均流速较小,单位体积熵产率从下往上逐渐增大,其体积比为13.1%,熵产占总熵产的比值为6.1%。可见,上部和中部是能耗的主要区域,尤其是中部加速区是降低NGD反应器能耗的主要目标区域。     

Gas dispersion and solid suspension in a three-phase stirred tank with triple impellers

The hydrodynamics is still not fully understood in the three-phase stirred tank equipped with multi-impeller due to the intensive interaction between phases. In this work, the solid critical suspension speed(NJSG), relative power demand(RPD) and overall gas holdup(ε_G) were measured in an air–water–glass beads stirred tank equipped with multi-impeller, which consists of a parabolic blade disk turbine below two down-pumping hydrofoils. Results show that either the NJSGor the specific power consumption increases when increasing the volumetric solid concentration or superficial gas velocity. RPD changes less than 10% when solid volumetric concentration ranges from 0 to 15%. ε_G decreases with the increase of solid concentration, and increases with the increase of both superficial gas velocity and the total specific power consumption. The quantitative correlations of NJSG,RPD and εGwere regressed as the function of superficial gas velocity, specific power consumption, Froude number and gas flow number, in order to provide the reference in the design of such three-phase stirred tank with similar multi-impellers.     

Determination of correlations to predict the minimum agitation speed for complete solid suspension in agitated vessels

Experiments were conducted to determine the effects of impeller clearance, impeller diameter, and other operating variables on the minimum agitation speed for off-bottom solid suspension in agitated vessels, N_js, for disc turbines (DTs) and flat-blade turbines (FBTs). Only data for which the impellers produced recirculation flows above and below the impeller (the so-called “double-eight” flow pattern) were considered. Regression equations for N_js were obtained, in which explicit terms for impeller clearance and vessel diameter-to-impeller diameter ratio (T/D) were included. Modified Zwietering equations (Zwietering, 1958) were also obtained, in which Zwietering's parameter S was mathematically expressed as a function of vessel diameter-to-impeller clearance ratio and T/D ratio. When used together with the correlations of Armenante and Uehara Nagamine (1998) for impellers close to the vessel bottom, the equations presented here can be used to calculate N_js for DTs and FBTs for any typical impeller clearance.     

降低PTA生产中PX单耗的探讨

介绍高负荷PTA生产中降低PX单耗的途径。优化氧化反应条件有降低反应温度 ,调节催化剂配比 ,调整反应器内间隔板的间距 ,改变搅拌机桨叶的结构和形状 ,采用双回流技术 ,提高精制母固液回收率 ,把氧化母液循环率控制在 85 %～90 %等等。在 2 0 0 1年上半年使PX的单耗由前年的 660 .5 5kg降至 65 9.66kg     

磁悬浮离心鼓风机在水泥厂节能降耗中的应用

文章详细介绍了磁悬浮离心鼓风机结构组成、运行原理以及设备优缺点,与常见的罗茨风机和离心风机进行了性能比较。在此基础上,介绍了磁悬浮离心鼓风机在山东某水泥厂风机改造中的应用,通过改造,设备运转平稳,节能效果明显,现场噪音明显下降,在风量提高17%的情况下,节能16.67%,每年节电近259200 kWh。     

节能降耗措施在马脊梁选煤厂的运用

分析了马脊梁选煤厂在能源消耗方面存在的问题,针对问题,公司通过更换节能型变压器4台,更换压滤机2台,增加锅炉分层给料装置4台,实现原煤系统与模块系统的集中控制,应用节能新技术、新设备等一系列节能降耗措施,降低了公司在电力、锅炉用煤方面的消耗,实现了每年节约电费30.80万元,节约洗精煤1190 t,全年为公司节约120.05万元。     

高温悬浮态下硫铁矿的氧化特性研究

硫铁矿的高温氧化是引起水泥生产过程中产生SO2的主要原因。采用一维炉开展了高温悬浮态下硫铁矿氧化的实验研究,并对氧化产物做了X射线衍射（XRD）分析和烧失量检测。XRD分析表明,FeS2在300 ℃时尚未发生氧化反应,从400 ℃开始出现Fe2O3的衍射峰,且随着温度升高,FeS2的衍射峰强度逐步减弱,Fe2O3衍射峰强度逐步增强。在400~800 ℃时,FeS2的氧化产物仅为Fe2O3。基于烧失量的计算表明,在10 s反应时间内,FeS2在300 ℃几乎没有发生氧化,这和XRD检测结果一致。在400 ℃和600 ℃时FeS2氧化率分别达到了50%和85%,800 ℃时达到了92%。将上述结果应用于水泥生产过程,表明在C1~C4预热器中,约64%的FeS2发生了氧化。     

粒(片)碱生产工序节能降耗探讨

介绍了熔盐降膜法生产粒(片)碱时降低燃料消耗、蒸汽消耗、电耗、原辅材料消耗等的措施。     

煤炭采选业能源消费及节能形势分析

以能源统计数据为依托,梳理了历年全国能源消费、煤炭采选业能源消费构成及总量变化趋势;总结十三五煤炭采选业能耗双控完成情况;结合相关政策,分析十四五煤炭能耗双控形势,并提出政策及建议.