废水处理用ALR生物反应器研究与设计

生物反应器的设计和应用是当前生物工艺过程成功地进行商业化的瓶颈因素之一。气升式环流生物反应器(ALR)在生物废水处理方面已显示出是最有前途的装置之一。然而,不象其它反应器那样,ALR的研究设计工作还不十分成熟。本文结合玉米发酵制备酒精生产过程中,用洗渣废水培养单细胞蛋白(SCP)所用的ALR生物反应器的研究设计工作,对气升式环流生物反应器的结构类型、流体动力学特性和氧传递系数进行了深入的分析和计算,并给出了具体的设计结果。     

气升式振荡环流反应器的数值模拟和结构优化

气升式振荡环流反应器（ARLR）作为一种新型的气升式环流反应器,能够有效地提高反应器的气含率和传质系数,并已得到生物发酵实验的验证。本文通过CFD的手段研究了反应器内的流动和传质状况,并利用CFD模拟和响应面分析相结合的方法,优化了反应器的结构参数,如高径比（H/D）、升液区降液区面积之比、导流筒高度等。经过实验测量,优化后的气升式振荡环流反应器与传统的气升式环流反应器相比,气含率提高了32%以上,传质系数提高了11%以上。结果表明,气升式振荡环流反应器作为生化反应器有着非常广阔的应用空间。     

气升式内环流反应器中的液相轴向返混

在５５Ｌ工作体积的气升式内环流反应器中，用羧甲基纤维素溶液模拟生物发酵液的粘性非牛顿流体行为，研究了表观气速及流体物性等参数对气升式内环流反应器中液相在上升段及下降段区域中轴向返混系数的影响，并与其他作用的实验结果进行了比较和分析。     

新型气升式环流反应器液相破碎效果的实验比较

针对石油废水生物降解过程中所遇到的水相、油相难以快速均匀混合的问题,通过对气升式环流反应器动力学原理的分析,在其基础上进行了改进,设计出新型气升式环流反应器,通过验证了推理设计的正确。在本新型气升式反应实验中,以煤油和水为介质,０．４ｍ＾３／ｈ的通气量是较佳的工作条件,证明了新型气升式反应器处理特殊条件液液两相均匀混合的可行性。     

环流反应器中固定化酵母乙醇连续发酵研究

制备了一种重化固定化酵母颗粒，可有效防止发酵过程中固定化颗粒上浮，用于气升式内环流反应器，可与器内流体形成良好循环。同时在气升式内环流反应器内对固定化酵母乙醇连续发酵过程进行了研究，得到发酵最优控制条件。通过与其它发酵器对比发现，内环流反应器用于固定化酵母乙醇发酵过程，可大大提高乙醇产率。     

环隙气升式气固环流反应器内颗粒速度特性

针对中心气升式气固环流反应器在工业化中暴露出来的问题,提出了一种新型的环隙气升式气固环流反应器,并建立了一套大型的冷态实验装置（装置总高4．56m,环流反应器筒体外径300mm）来考察环隙气升式气固环流反应器内颗粒速度特性。操作条件为环隙区表观气速0.10-0.54m／s,导流筒区表观气速0.059-0.200m／s。分别测量了环流反应器环流段内颗粒的密度和速度,基于实验数据对催化剂颗粒的运动速度和环流推动力进行系统分析。结果表明,环隙区颗粒分布形式为“中心稀两边浓”;环隙气升式气固环流反应器内,颗粒环流速度随着环隙区表观气速的增大而增大,而环流速度梯度逐步减小。随着导流筒高径比H／D的增大,环隙气升式气固环流反应器的环流推动力增大而颗粒环流速度减小。     

气升式反应器及其在生物技术中的应用

气升式反应器由于其优越的流体力学性能和广阔的应用前景，在传统化学工程和生物化工领域都是当前研究热点之一。本文简要介绍了气升式反应器的基本原理和特性，证介已有的主要研究结果、尚待解决的问题和趋势，以及气升式反应器在生物技术领域最重要的应用之一，即作为微藻养殖或某些植物细胞培养的光化生物反应器。     

气升-射流式多段环流反应器的流体力学和传质特性

气升式环流反应器在气液或气液固三相反应以及分离过程应用广泛,为提高气液分布和传质性能,在气升式多段环流反应器的第2段引入射流,开发一种气升-射流式多段环流反应器.在160 L的实验装置中,以水-空气体系,研究了气升-射流式多段环流反应器的流体力学和传质特性.射流可减小上升气泡的弦长,提高总体气含率,改善下降段气液分布,...     

气升式内环流反应器在红霉素发酵中应用初探

针对需要流加补料的发酵过程 ,设计出分段导流筒气升式内环流反应器。对在该反应器内进行的红霉素发酵过程进行了实验研究 ,从不同角度考察了该反应器用于红霉素发酵生产过程的可能性。     

带分段导流筒的气升式环流反应器的研究

带分段导流筒的气升式环流反应器是具有独特的两相流动和传质特性的一种多相反应器。本文用水－空气和亚硫酸钠（１０％－空气体系研究了分段导流筒环流反应器的气含率ε、氧消耗速率ｒｏ２、传质比表面ａ、以及体积传质系数ｋＬａ随表观气速变化规律，并与一段导流筒的环流反应器进行了比较。实验采用的表面气速下（０－６ｃｍ／ｓ），导流筒分段的环流反应的εｒｏ２，ａ和ｋＬａ有显著提高，平均比一段环流反应器高出１０％以上。     

气升式环流反应器数值模拟研究进展

气升式环流反应器是一种结构简单,传质、传热效率高的多相反应器,反应器性能受物性参数和结构参数的影响,由于两相和三相流的复杂性,使得其在工业化设计放大和应用过程中存在困难。论述了气升式环流反应器内相间作用力类别和计算模型,对应用于气升式环流反应器模拟计算的简化模型、两相流模型和k-ε湍流模型进行总结,在分析现阶段气液两相流理论的基础上,明确反应器内不同流动形态下相间作用力、气泡的分散机理、气泡对湍流的影响、流动模拟模型的选取标准,能有效提高气升式环流反应器模拟的准确性及模型的普适性,为反应器的设计放大及传质模拟计算提供更加可靠的理论依据。     

螺旋气升式内环流反应器流动特性

以水和空气两相系统为研究对象,建立螺旋气升式内环流反应器冷模实验装置,采用压差法测定导流筒升流区气含率,用电导法分别实测了升流区液相速度和反应器混合时间,研究螺旋气升式内环流反应器的流动特性,并与传统气升式内环流反应器的流动特性进行对比研究。结果表明,加螺环后反应器气含率明显增加,平均增幅为20%,升流区液相表观速度减小,混合时间增加。     

气升式环流反应器特性参数的研究进展

介绍了气升式环流反应器的工作原理、分类及流型,综述了气升式环流反应器的流体力学特征参数(主要包含气含率和循环液速)、混合及传质特性参数的测量方法和影响因素。介绍了气含率和循环液速的数学模型,并评述了现有模型。展望了气升式环流反应器进一步的研究方向与发展前景。     

气升式环流反应器特性参数的研究进展

介绍了气升式环流反应器的工作原理、分类及流型,综述了气升式环流反应器的流体力学特征参数(主要包含气含率和循环液速)、混合及传质特性参数的测量方法和影响因素。介绍了气含率和循环液速的数学模型,并评述了现有模型。展望了气升式环流反应器进一步的研究方向与发展前景。     

K型气升式外环流碳化塔中试研究

在化肥厂进行了用带有K型折流元件的气升式外环流反应器取代鼓泡式碳化塔的中试.结果表明,该型反应器具有造价低、维修少和显著强化碳化过程等优点.该型反应器的基本原理也适应于其他化学反应器和生物反应器的设计.     

计算流体力学在模拟生化反应器中的应用研究

计算流体力学是生化反应器模拟研究的重要手段，简述了流体力学理论研究概况及其在搅拌式生物反应器，气升式生物反应器中的应用，并指出了进一步研究的方向。     

环流反应器和搅拌槽传质特性的分析

本文测定了提升管为单段和提升管分为三段的气升式环流反应器中的液相体积氧传质系数，在螺带式搅拌桨区应器中测定了液相体积氧传质系数和功率消耗，实验体系为模拟生物发酵液非牛顿流体特性的核甲基纤维素水溶液，本文还从液相体积氧传质系数及单位液相体积的功耗所产生的氧传质效果方面对提升管不分段和提升管分为三段的气升式环流反应器与螺带式搅拌反应器进行了比较。     

气升式环流反应器处理石化废水研究

采用气升式环流反应器作为曝气装置，研究了其处理石化废水的有效性，及不同操作参数对废水处理效果的影响。结果表明，气升式环流反应器能够有效用于石化废水的生物处理，出水能够达到石化废水国家二级排放标准。驯化后活性污泥中出现丰富的微生物相，降解反应过程符合一级反应动力学模型。活性污泥浓度和水力停留时间对降解反应有重要影响，且存...     

气升式三相内环流生物反应器内流体力学和传质性能的实验研究

本文通过实验研究了气升式三相内环流反应器在非牛顿流体中的流体动力学特性和传质性能.考察了表观气速、导流筒与反应器截面积之比、固体粒子加入量及CMC溶液浓度等操作条件对气升式三相内环流生物反应器中导流筒与环隙内液体循环速度、气含率、固含率及气-液体积传质系数等流动与传质特性参数的影响.     

环流反应器中固定化酵母之醇连续发酵研究

制备了一种重化固定化酵母颗粒，可有效防止发酵过程中固定化颗粒上浮，用于气升式内环流反应器，可与器内流体形成良好循环，同时在气升式内流反应器内对固定化酵母乙醇连续发酵过程进行了研究，得到发酵最优控制条件，通过与其它发酵器对比发现，内环以应器用于固定化酵母之醇发酵过程，可大大提高乙醇产品。