生物反应器的作用和构造

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生物反应器原理

生物反应器原理

生物反应器原理生物反应器是一种用于进行生物反应的设备,它在现代生物工程领域中起着重要作用。

生物反应器原理涉及到物质转化、细胞生长、微生物代谢等多个方面。

本文将介绍生物反应器的原理及其相关内容。

一、生物反应器的基本原理生物反应器是一个封闭的设备,用于控制和模拟生物活性环境,以实现所需的物质转化和生物过程。

其基本原理如下:1. 控制环境参数:生物反应器中的环境参数包括温度、pH值、氧气和营养物质的浓度等。

通过精确控制这些参数,可以提供一个适宜的环境,促进生物反应的进行。

2. 提供合适的生物体:根据所需的反应类型,选择合适的生物体,如细胞、微生物等。

这些生物体可根据具体要求进行培养和添加到反应器中。

3. 提供适宜的培养基:在生物反应器中,需要提供适宜的培养基来满足生物体的生长和代谢需求。

培养基可以包含有机物、无机盐、维生素等。

4. 控制反应过程:生物反应器中的反应过程可以分为两种类型,即静态和动态反应。

静态反应是指保持环境参数不变的情况下进行的反应,而动态反应则是通过改变环境参数来调节反应过程。

二、生物反应器的种类及应用根据不同的应用需求,生物反应器可分为多种类型。

下面介绍几种常见的生物反应器及其应用:1. 批量反应器:批量反应器是最简单的生物反应器类型,适用于小规模实验室研究。

其特点是一次性添加反应物,控制一定的反应时间后停止反应。

2. 连续流反应器:连续流反应器是以连续加入反应物和排出产物的方式进行反应。

由于连续供料和产物排出,使得反应过程更加稳定和持续。

3. 内循环反应器:内循环反应器是在连续流反应器的基础上发展而来的一种类型。

其特点是在反应器内保持较高的物质浓度,以增加反应效率。

4. 固定床反应器:固定床反应器是一种多孔载体上附着生物体进行反应的装置。

通过固定生物体,可提高床内微生物的多样性和稳定性。

5. 喷射式反应器:喷射式反应器是一种通过喷射和混合气体和液体来加速反应速率的装置。

其特点是能够提供高活性和高反应效果。

生物反应器系统设备工艺原理

生物反应器系统设备工艺原理

生物反应器系统设备工艺原理什么是生物反应器?生物反应器(Bioreactor)是一种实验装置,用于支持细胞、微生物和生物分子等生物体的生存,培养和扩增。

它类似于一个生物体生活的环境,可以将生物体与环境分开,并控制环境中的温度,pH值,氧气含量,搅拌速度等参数,以满足生物生长的需要。

生物反应器设备原理生物反应器系统设备包括反应器本身和控制系统。

反应器本身主要由培养基槽,搅拌器,气体进出口管,控制仪表,传感器和加热装置等组成。

控制系统的主要任务是监控和调控反应器中的环境参数,控制反应器中的氧气供应和温度,维持反应器适宜生物体生长的环境。

生物反应器设备的工作原理基于两个基本原理:质量守恒和能量守恒。

质量守恒原理质量守恒原理中,饲料和微生物是两个重要的组成部分。

饲料提供了生物生长所需的营养物质,而微生物则将这些营养物质转化为生物质和新的代谢产物,同时还排放了一些废物和二氧化碳等。

在反应器中,饲料和微生物的各自的质量必须保持恒定,因为它们是一种质量守恒。

如果反应器中的微生物数量增加,那么饲料量也必须相应增加以保持质量守恒,反之亦然。

能量守恒原理能量守恒原理中,反应器中的溶液和微生物对能量的需求是由反应器的水平和液面来控制的。

液位控制系统可以通过自动补充水和排放液体来控制液位。

水会在槽中循环,从而维持适宜的水平。

在生物反应器中,能量转换的效率是微生物生长的关键因素,因此控制温度是一个非常关键的因素。

此外,搅拌器的旋转控制也是能量守恒原理中的重要组成部分,它能够控制氧气在溶液中的分布。

生物反应器设备的应用生物反应器设备广泛应用于食品工业、药品生产、生物质能源生产、生物技术研究和医学产业中。

在食品工业中,它可以用于酿造啤酒、酱油、醋,发酵乳制品和酸奶等。

药品生产中,生物反应器可以用于生产抗生素、酶、维生素、激素和疫苗等。

在生物质能源生产中,可以利用生物反应器制备生物燃料和生物柴油。

在生物技术研究中,可以用于体细胞克隆、基因转移和基因治疗等。

SAF硝化池好氧生物反应器介绍

SAF硝化池好氧生物反应器介绍

SAF好氧生物反应池(碳氧化及硝化滤池)目前,污水处理的主要方法有活性污泥法、生物膜法等。

生物膜法属于好氧生物处理法,是与活性污泥法一同发展起来的污水处理技术。

其主要机理是微生物附着生长在一定介质的表面,形成一层生物膜,生物膜较大的表面积能够有效吸附废水中的污染物,并且具有较强的氧化能力。

生物膜法与活性污泥法的不同之处在于:活性污泥法依靠曝气池中呈悬浮状态的活性污泥来对污染物进行去除,而生物膜法是污水中的污染物转移到生物膜上,从而得到降解净化;活性污泥法是水体自净的人工强化,而生物膜法是土壤自净的人工强化。

生物膜法污水处理工艺通常由混凝土结构或钢结构的池体、池体中的填料介质、气水分布系统及反冲洗系统组成。

生物膜法水处理工艺的特点在于:➢具有很高的生物浓度,生物量是常规活性污泥的5-10倍;➢不存在污泥膨胀的问题,工艺运行稳定,操作简单,管理方便,出水水质优而且稳定,更适用于出水水质要求高的场合;➢微生物不会流失,有极强的水力及有机负荷抗冲击能力,抗生物毒素及重金属能力强,更适合工业废水及含工业废水的市政污水的处理;➢生物膜在种属上呈现多样性,生物世代期长,具有高度的碳氧化和硝化的能力,污水氨氮处理效率极高;➢污泥产率低,节省污泥处理费用;➢占地节省。

◆SAF工艺介绍SAF(Submerged Aerated Filter)好氧生物反应池为升流式好氧固定床生物膜反应器,是在曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)基础上发展出来的一种新型生物膜法处理工艺,其池体构造形式如下图所示,既可以作为碳氧化和硝化合二为一的高效好氧生物处理池,也可根据原水特性单独用作碳氧化池或生物硝化池。

SAF与传统滤池工艺相比有诸多改进,性能好、更节能、无堵塞、更安全。

生物介质采用大粒径表面粗糙、坚固耐用的鹅卵石和蜂窝高孔、亲水、耐用的火山岩等组合填料,生物床体深,生物量大,生物挂膜均匀、活性强。

生物反应器

生物反应器

生物反应器生物反应器是一种生物技术设备,主要用于生物发酵、生物转化和生物固定化等过程的实现,是生物技术学领域中的核心设备之一。

生物反应器按规模大小可分为实验室规模、小型工业规模、大型工业规模及超大型规模,广泛应用于生物制药、食品工业、环保工程、化工领域及实验室研究等不同领域。

本文主要介绍生物反应器的基本概念、分类、结构、功能与应用等方面的内容。

一、生物反应器的基本概念生物反应器是一种专门用于维持和促进生物体生长繁殖,并对物质能量进行转化的设备。

是利用微生物生长代谢的能力,进行化学制品或生物制品的生产。

反应器内部常温度、氧气含量、pH值、营养物浓度等参数进行监测与控制,以维持接近理想的生长环境,从而提高微生物总体产量和单独化合物的产量。

二、生物反应器的分类按微生物名称分为真菌反应器和细胞反应器两种;按操作条件分为常压和高压反应器两种;按反应器内混合方式分为不同类型,如机械混合反应器、气液混合反应器、液相连续搅拌反应器、固相悬浮式反应器等;按生产工艺分则有批量式反应器、半连续式反应器和连续式反应器等。

三、生物反应器的结构生物反应器结构包括传质层、反应层和生物活性层三个部分。

传质层由反应器外壳和传质器件(气体传输系统与吸收液传输系统)组成,热量传递和质量传递的效率决定于传质器件的选择和设计。

反应层由反应器罐体、搅拌器、传热器、控制仪等组成,其内部环境的压力、温度、营养物浓度、气相浓度、氧含量、pH值等参数决定了反应的产物和效率。

生物活性层是一个重要的环节,是水生生物或微生物参与反应的主要部分。

其中,微生物是生物活性层的核心,它们根据营养状态发生生长、代谢和能量转换等复杂的反应,完成指定的反应目的。

四、生物反应器的功能生物反应器的主要功能是实现微生物生长代谢和化学过程,从而获得所需的生物制品或化学成品。

其次,需要满足反应器内环境的生物学和物理学参数要求,如空气、水、营养物、pH、pO2、温度、压力、流量等参数,确保最大的反应效率和最佳的反应条件。

生物反应器的建造与使用

生物反应器的建造与使用

生物反应器的建造与使用生物反应器是指用于支持和控制微生物活动的设备。

它能提供合适的物理和化学条件,使微生物处于良好的生长状态,从而实现高效地利用微生物生产经济化物质的目的。

如今,生物反应器被广泛应用于制药、食品、化工、环保等各个领域。

本文将介绍生物反应器的建造与使用,为读者打开生物工艺学的新思路和发展方向。

一、生物反应器的构造生物反应器主要由以下几部分组成:容器、搅拌器、温度控制器、pH测定器、氧气控制器以及进料和出料管道。

下面我们一一讲解。

1.容器:容器是生物反应器的主体部分。

它可以根据需要选择不同的材质,如玻璃、塑料、金属等。

常见的种类有:罐式反应器、柱式反应器、膜式反应器等。

容器的体积和形状取决于反应器的用途和制造条件。

2.搅拌器:搅拌器用于让反应物和微生物充分混合。

为了避免过度的搅拌以及压缩等影响微生物生长的因素,搅拌器的结构和转速需要特别设计。

常用的搅拌器有拨片式搅拌器、推进桨式搅拌器、螺旋桨式搅拌器等。

3.温度控制器:温度控制器可以对反应器的温度进行实时监测和调节,以维持适宜的生长环境。

常用的温度控制器有水浴锅、加热板、电热丝、制冷装置等。

4.pH测定器:pH测定器用于检测反应器内的酸碱度,并根据需要控制酸碱值。

过高或过低的酸碱度都会影响微生物的生长繁殖,因此,对于不同的微生物菌株,合适的酸碱度是不同的。

5.氧气控制器:氧气控制器能够调节反应器内氧气浓度,以满足微生物所需的氧气量。

微生物的呼吸和代谢过程需要消耗氧气,因此,微生物菌株对氧气的需求不同。

对于需要大量氧气的微生物,必须提供适宜的氧气控制条件。

6.进料和出料管道:进料和出料管道是生物反应器进行反应的入口和出口。

进料管道的设计应该考虑到每个反应物的配比和流量控制等因素。

出料管道则需要随时排出不必要的废弃物和生产物。

二、生物反应器的使用生物反应器的使用需要根据具体的需求来选择反应器类型和菌株。

下面我们介绍几种生物反应器的应用领域。

生物反应器工作原理

生物反应器工作原理

生物反应器工作原理生物反应器的工作原理生物反应器是一种能够利用生物转化过程进行生产的设备,它可以支持和促进生物体内的生化反应。

生物反应器一般由反应容器、搅拌装置、温控系统、通气系统等组成,其工作原理依赖于生物体的生长、代谢和微生物的作用。

1. 生物反应器的基本原理生物反应器是为了在控制条件下促进生物体内的生化反应而设计的。

它提供了一个适合于生物体生长和代谢的环境,以支持其在反应器内进行所需的生化反应。

关键因素包括温度、满足生物体需要的底物和营养物质、pH值的维持和氧气的供给等。

2. 温控系统温控系统是生物反应器中的一个重要组成部分,它通常由温度传感器、加热装置和温度控制器组成。

通过感测反应器内的温度变化,控制器可以自动调节加热装置的输出来维持所需的反应温度。

保持适宜的温度可以提供生物体生长所需的理想环境,加速生化反应速率。

3. 搅拌装置搅拌装置用于保持反应器内物质的均匀混合,促进物质传递过程。

对于生物反应器而言,搅拌装置的设计旨在防止生物体的沉降和死区形成,使反应器内物质分布更加均匀。

搅拌装置的形式多种多样,包括机械搅拌、气体搅拌、涡流搅拌等。

4. 底物和营养物质的供给生物反应器中的底物和营养物质是支持生化反应进行的重要因素。

底物通过给定的供给策略被添加到反应器中,以满足生物体生长和代谢的需求。

供给策略可以根据具体反应的要求进行调节,例如连续供给、批次供给或脉冲供给等。

5. pH值的维持pH值对于生物体内的生化反应非常重要,它可影响酶的活性、细胞壁的稳定性和底物的溶解度等。

生物反应器中通常使用缓冲液来维持适宜的pH值。

pH值的控制可以通过添加酸或碱来调节,通常借助于自动控制系统来维持所需的pH范围。

6. 氧气供给氧气是生物体进行代谢反应所必需的。

在许多生物反应器中,气体搅拌是将氧气与培养基混合的常见方法。

通过气体供给系统,可控制氧气的流速、溶解度和分布,以满足生物体对氧气的需求。

7. 生化反应生物反应器的工作原理依赖于生物体的生长和代谢过程。

生物反应器的工作原理及应用

生物反应器的工作原理及应用

生物反应器的工作原理及应用生物反应器是一种用于生物工程学实验和研究的仪器设备,它使用微生物、细胞或其他生物体来生产有用化合物和产品。

生物反应器在制药、食品、化学等领域都有着广泛的应用,成为了现代生物技术行业必不可少的设备之一。

一、生物反应器的基本原理生物反应器的基本原理是利用微生物在适宜的环境中进行代谢,从而生产有用的活性物质。

这个过程中,微生物进入反应器中,通过呼吸代谢过程吸收营养,释放废物。

营养成分是微生物繁殖和生产的原料,而废物是代谢产物,必须及时排出反应器,以避免毒性产物的积累。

反应器的外部有一套控制系统,可清除废物,维持反应器内部的温度、压力和物质的浓度。

对反应器的控制非常重要,如果控制失误,反应器内部会出现废物积聚、温度失控等问题,严重时会使微生物死亡,导致产品销毁或者严重缩水。

二、生物反应器的基本组成生物反应器基本由反应室、进料系统、排出系统、控制系统和取样系统组成。

这些系统分别完成进料、排出、控制、采样等操作,在反应器的正常运行过程中扮演着重要的角色。

1. 反应室:生物反应器的核心设备,相当于一个容器或者瓶子,微生物在其中进行生长、繁殖、代谢等过程。

2. 进料系统:用于提供反应室内的养分原料、营养液等,进料系统包括喷泉、泵、管道、阀门等,可根据实际需要配置。

3. 排出系统:用于收集反应室中的废物产物和副产物,排出系统包括泵、管道、阀门等,需要定期清理和检修。

4. 控制系统:主要用于对反应器的温度、压力、气体含量、搅拌速度、pH值等进行调节控制,避免微生物死亡和产物损失。

5. 取样系统:用于取出反应室内的样品,以进行后续的分析和实验研究。

三、生物反应器的应用生物反应器在生物制药、食品工程、环境保护、合成化学等领域都有着广泛的应用。

1. 生物制药:生物反应器广泛应用于生产抗生素、酶、蛋白质等。

比如生产人胰岛素,就需要利用生物反应器培养细胞系统合成,随后分离纯化及检测。

2. 食品工程:大量的食品和饮料都需要微生物或酵素发酵才能制成,而反应器则是此过程的关键。

生物接触氧化法

生物接触氧化法

生物接触氧化法生物接触氧化法的反应器为接触氧化池,也称之淹没式生物滤池。

最早于20世纪70年代日本首创,近20年来,该技术在国内外都取得了长足广泛的进展与应用。

生物接触氧化法就是在反应器中填加惰性填料,已经充氧的污水浸没并流经全部惰性填料,污水中的有机物与在填料上的生物膜充分接触,在生物膜上的微生物新陈代谢作用下,有机污染物质被去除.生物接触氧化法处理技术除了上述的生物膜降解有机物机理外,还存在与曝气池相同的活性污泥降解机理,即向微生物提供所需氧气,并搅拌污水与污泥使之混合,因此,这种技术相当于在曝气池内填充供微生物生长繁殖的栖息地——惰性填料,因此,此方法又称接触曝气法。

生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者结合的生物处理技术。

因此,此方法兼具备活性污泥法与生物膜法的特点。

一、 生物接触氧化法反应器的构造生物接触氧化池要紧由池体曝气装置、填料床及进出水系统构成,如图(12-26)池体的平面形状多使用圆形,方形或者矩形,其结构由钢筋混凝土浇注或者用钢板焊制。

池体的高度通常为 4.5~5.0m ,其中填料床高度为3.0~3.5m ,底部布气高度为0.6~0.7m ,顶部稳固水层为0.5~0.6m 。

填料是生物接触氧化池的重要构成部分,它直接影响污水的处理效果。

由于填料是产生生物膜的固体介质,因此,对填料的性能有如下要求。

1、要求比表面积大、空隙率高、水流阻力小、流速均匀;2、表面粗糙、增加生物膜的附着性,并要外观形状、尺寸均一;3、化学与生物稳固性较强,经久耐用,有一定的强度;4、要就近取材,降低造价,便于运输。

目前,生物接触氧化池中常用的填料有蜂窝状填料,波纹板状填料及软性与半软性填料等,如图(12-27)所示。

曝气系统由鼓风机、空气管路、阀门及空气扩散装置构成。

目前常用的曝气装置为穿孔管,孔眼直径为5mm ,孔眼中心距为10cm 左右。

布气管通常设在填料床下部,也可设在一侧。

要求曝气装置布气均匀,并考虑到填料发生堵塞时能适当加大气量及提高冲洗能力。

生物反应器原理

生物反应器原理

生物反应器原理
生物反应器是一种用于进行生物反应的装置,它可以提供适宜的环境条件,促
进生物体进行代谢活动,从而实现特定的反应过程。

生物反应器广泛应用于生物工程、生物制药、环境工程等领域,具有重要的科研和工程应用价值。

生物反应器的原理主要包括反应体系、生物体系和环境条件三个方面。

首先,
反应体系是指反应器中所包含的物质组成,包括底物、产物、辅助剂等。

其次,生物体系是指反应器中所包含的生物体,例如微生物、酶等。

最后,环境条件包括温度、pH值、氧气供应等因素,这些条件对于生物体的生长、代谢和反应过程起着
至关重要的作用。

生物反应器的原理可以简单概括为提供适宜的环境条件,促进生物体进行代谢
活动。

在反应体系中,底物通过特定的反应途径被生物体转化为产物,同时伴随着能量的释放或吸收。

生物体系中的生物体通过代谢活动参与到反应过程中,从而实现底物到产物的转化。

环境条件的调控可以影响生物体的生长速率、代谢活性以及反应过程的进行。

生物反应器的原理在实际应用中具有重要的意义。

通过对反应体系、生物体系
和环境条件的精确控制,可以实现对特定反应过程的调控和优化,提高产物的产率和纯度,降低废物的产生和能源的消耗。

同时,生物反应器的原理也为生物工程和生物制药等领域的研究提供了重要的理论基础,促进了相关技术的发展和应用。

总之,生物反应器的原理是一个复杂而又精密的系统工程,它涉及到物质转化、生物代谢和环境调控等多个方面。

只有深入理解生物反应器的原理,才能更好地应用和推广生物反应器技术,实现对生物体系的有效控制和利用,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

增设反硝化生物滤池

增设反硝化生物滤池

增设反硝化生物滤池随着社会经济的发展和人口的增长,污水排放问题日益严重。

如何有效处理污水,防止其对环境造成不良影响,已成为当前亟待解决的问题之一。

作为一种环保且高效的污水处理技术,反硝化生物滤池在解决这一问题上具有巨大的潜力。

本文将探讨增设反硝化生物滤池的必要性及其对污水处理效率的提升作用。

一、反硝化生物滤池的作用与优势反硝化生物滤池是一种生物反应装置,其主要功能是去除污水中的硝酸盐和亚硝酸盐,从而减少氮氧化物的排放。

与传统的物理、化学处理方法相比,反硝化生物滤池具有以下优势:1、高效性:反硝化生物滤池能显著降低污水中的硝酸盐和亚硝酸盐浓度,提高污水处理效率。

2、环保性:通过生物降解方式处理污水,避免了使用化学药剂带来的二次污染。

3、可持续性:反硝化生物滤池的微生物群落可自我维持,节省能源与资源。

4、易操作性:反硝化生物滤池操作简单,对工作人员技能要求不高。

二、增设反硝化生物滤池的必要性1、满足环保法规要求:随着环保法规的日益严格,污水处理厂需要采取更加环保、高效的污水处理技术。

增设反硝化生物滤池可帮助污水处理厂满足这些要求。

2、优化污水处理流程:反硝化生物滤池对硝酸盐和亚硝酸盐的去除效果显著,可有效提高污水处理厂的出水质量。

还可根据实际情况将其与其他污水处理技术结合使用,优化处理流程。

3、促进水资源回收利用:通过增设反硝化生物滤池,污水处理厂可提高污水回收利用率,缓解水资源短缺问题。

经处理的污水可用于农业灌溉、工业冷却等领域,实现水资源的可持续利用。

4、降低运营成本:反硝化生物滤池的运行成本相对较低,包括电力消耗、设备维护、人员操作等方面的费用。

相比传统物理或化学处理方法,反硝化生物滤池可在保证处理效果的同时降低污水处理厂的运营成本。

5、促进生态环境改善:通过增设反硝化生物滤池,污水处理厂可减少污染物排放,改善周边生态环境。

经处理的污水排入自然水体后,有助于恢复水生生态系统,提高水质。

三、实施步骤与建议1、科学规划:根据实际情况,制定合理的反硝化生物滤池建设方案。

生物反应器的建立和应用

生物反应器的建立和应用

生物反应器的建立和应用
生物反应器是一种用来培养和维持生命体的设备。

它虽然看似简单,但是其中涉及到的技术和理论非常复杂。

生物反应器的主要作用是提供适宜的生长条件,使生物细胞能够稳定地进行生长繁殖,从而生产出所需的产品或目的生物制品。

生物反应器可以分为不同种类,如搅拌式反应器、气升式反应器、膜分离反应器等。

不同类型的反应器适合不同的生产需求,在使用过程中需要根据生产需要进行选择。

在反应器中,生物细胞受到了外界环境的影响,包括温度、压力、pH值等各种因素。

这些因素的调节是生产高品质生物制品的关键。

生物反应器的建立需要的是对生物学的深入了解。

在生物反应器的建立过程中,首先需要对生产所需的生物细胞进行筛选和培养,找到最适合的生物模型,只有在这个基础上才能进行进一步的实验和生产。

在生物反应器的建设中,需要结合材料学、机械学和电子学等多种学科来实现设备的动态控制和监测。

同时,还需要研究种类丰富的培养基,探索生产过程中的工艺优化,以提高生产效率和质量。

生物反应器的应用十分广泛,例如在生产药品、食品和能源方面都有重要作用。

生物反应器的建立和优化不仅能协助制造优质和高输出的产品,还能带来经济效益和环境效益。

除此之外,生物反应器还可以为生命科学的研究提供便利,促进生物技术和生态学的发展。

生物反应器可以在生物制品研发和生产中发挥重要作用。

总而言之,生物反应器的建立和应用需要广泛的知识和技术储备,这其中的难点和挑战对于行业的发展和生产的效率都具有不可代替的作用。

生物反应器将会继续在各个领域发挥重要作用,推动生物技术和生态学的进步。

苏教版八年级生物上册必考知识点

苏教版八年级生物上册必考知识点

【导语】本篇⽂章是为您整理的苏教版⼋年级⽣物上册必考知识点,仅供⼤家参考。

第五单元⽣物圈中的其他⽣物 ⼀、各种环境中的动物 (⼀)⽔中⽣活的动物 1、⽬前已知的动物约150万种,动物的分类 2、识别鱼类和⽆脊椎动物常见动物 鱼类:中华鲟海马黄鳝 ⽆脊椎动物:海葵海蜇章鱼鱿鱼 3、鱼类的主要特征 ①靠鱼鳍和尾部摆动的协调作⽤游泳 ②能在⽔中呼吸。

⽤腮呼吸 ③鱼体表有鳞,外形呈梭形,能减少游泳阻⼒ ④鱼体分头部、躯⼲和尾部三部分。

4、鱼鳃为鲜红⾊,内含丰富的⽑细⾎管;鳃丝既多⼜细,扩⼤与⽔的接触⾯积。

⽔由鱼⼝流⼊鳃,然后由鳃盖后缘流出。

经鳃流出的⽔与由⼝流⼊的⽔相⽐,氧⽓的含量减少,⼆氧化碳的含量增⾼。

(⼆)陆地⽣活的动物 1、陆⽣动物适应环境的特征:(陆地环境⽆⽔,⽆浮⼒,⽓态氧,不易隐蔽) ①有防⽌⽔分散失的结构。

如爬⾏动物有⾓质的鳞或甲,昆⾍有外⾻骼。

②具有⽀持躯体和运动的器官。

以便觅⾷和避敌。

③除蚯蚓外,具有能在空⽓中呼吸、位于体内的呼吸器官。

如肺和⽓管。

④具有发达的感觉器官和神经系统。

对多变环境及时作出反应。

2、蚯蚓⽣活在富含腐殖质的湿润⼟壤中,通过肌⾁和刚⽑的配合蠕动。

3、蚯蚓的体温会随周围环境的变化⽽改变,属变温动物。

4、蚯蚓要靠能分泌粘液、始终保持湿润的体壁呼吸。

所以在观察蚯蚓的实验中要经常⽤浸⽔的湿棉球轻擦蚯蚓体表,使体表保持湿润。

5、⼤⾬过后⾬⽔会将⼟壤中的空⽓排挤出去,蚯蚓会纷纷爬到地⾯上来呼吸。

6、哺乳动物具有体表被⽑,胎⽣、哺乳、体温恒定(鸟也有) 7、恒温动物可通过⾃⾝的调节维持体温的恒定,包括鸟类和哺乳动物。

恒温意义:减少对外界环境依赖性,扩⼤⽣活和分布范围。

(三)空中飞⾏的动物 1、鸟适于飞⾏的特点:可以说“鸟的全⾝都为飞⾏⽽设计”。

①⾝体呈流线型(减少飞⾏时的阻⼒)。

②体表被覆⽻⽑,前肢变成翼。

(翼是鸟的飞⾏器官)③胸肌发达。

④胸部有龙⾻突,长⾻中空。

生物反应器的构造和应用

生物反应器的构造和应用

生物反应器的构造和应用生物反应器是一种科技装置,通过其中的微生物、酵母菌等生物细胞,在发酵过程中进行物质转化或产物合成。

因其能够精确控制发酵过程,实现高产高效的生产,已经广泛应用于生物制药、食品加工、环境保护等领域。

生物反应器的构造生物反应器的构造可以分为三部分:容器体、气体输送系统和液体输送系统。

容器体:生物反应器的容器体是其最为核心的部分,主要用于固定和支撑微生物(如细胞、酵母菌等),并提供合适的物理和化学环境。

根据容器体内部的液体状态,生物反应器又可以细分为静态和动态两种类型,前者以非可逆的瓶装、版式载体等形式存在,后者则以流动态的液化体系为主。

气体输送系统:生物反应器的气体输送系统是指向容器体中供应气体的管道和相关设施,供应氧气、二氧化碳等气体,以维持容器内的气体环境。

还有从容器中排出气体的排气管道和设备,以保证反应器内气体环境的稳定。

液体输送系统:生物反应器的液体输送系统包括给料管道、底部排液管、定量控制装置等。

主要用于向容器内提供合适的营养成分溶液,以培育生物细胞的繁殖和生长。

排液管则用于排除废液或收集产物。

生物反应器的应用生物反应器的应用广泛,涵盖了生物制药、食品加工、化学工程等多个领域。

1. 生物制药:生物制药是生物反应器的最主要应用领域之一。

其以利用生物细胞、微生物等进行生物合成或者转化为主要手段,广泛运用各种生物反应器设备,如细胞培养反应器、发酵罐等。

通过生物反应器,可以精确控制生物反应过程,提高产品质量和产量,并且还可以扩大生产规模,实现大规模化生产。

2. 食品加工:生物反应器在食品加工中同样起到了重要作用。

特别是在酿酒、醋制和食品添加剂生产等领域中,拥有广泛的应用。

通过生物反应器,能够稳定控制催化过程,提高效率和产量,并且还能辅助处理废弃物和污水。

同时,生物反应器操作简单、易于控制,还能大幅降低生产成本和环境污染带来的成本。

3. 环境保护:生物反应器在环境保护领域也有着广泛的应用前景。

MBR膜生物反应器技术及应用情况

MBR膜生物反应器技术及应用情况

MBR膜生物反应器技术及应用情况污水处理已经发展出了活性污泥法及生物膜法两种相对成熟的处理工艺(processes)。

然而,随着人口的迅速增长及工业化水平的不断提高和发展,污水的总量越来越大,成分越来越复杂,如果继续以常规工艺进行处理,不但费时费力,还会占用非常宝贵的土地资源,且不一定会得到理想的处理效果。

MBR 膜生物反应器(membranes bioreactors),作为一种新型高效的水处理技术,发展日趋成熟,目前已经在欧美、日本等发达国家得到了大规模的应用。

该技术的最大特点便是能在大幅提高处理效率的同时,大大节省占地面积,特别是对于迫切需要水资源循环利用的地区,其优良的出水水质完全能够满足回用水要求。

一、污水的生物处理技术MBR 工艺的基础,来自生物处理技术中的活性污泥法(Activated sludge process),及物化处理技术中膜分离。

污水生物处理是利用各种不同类型微生物新陈代谢功能,对污水中的污染物质进行分解和转化,从而使污水得到净化的处理方法,用更形象的说法便是微生物在自身生长增殖的过程中“吃”掉了水中的污染物。

根据微生物生长方式的不同,生物处理技术又分成悬浮生长和附着生长法;其中悬浮生长法是指通过适当的方法使微生物在池中保持悬浮状态并与污水中的有机物充分接触以完成降解过程,其典型代表便是活性污泥法,而我们通常所说活性污泥便是指污水中悬浮的、具有降解能力的微生物群;而与之相对的附着生长法,主要指生物膜法:微生物附着在填料上生长,形成生物膜,污水通过布水流经生物膜时,微生物与污水中的污染物接触,完成对污水的净化。

1、活性污泥法简介目前,基于处理效果、运行成本及管理维护等多方面因素的考虑,活性污泥法及其各衍生技术的应用更为广泛。

所谓活性污泥法的变种,是基于排放要求的不同,针对某些污染物的处理所进行的工艺调整。

作为国家节能减排的两个重要指标之一,化学需氧量(COD,Chemical Oxygen Demand)始终是衡量污水排放及污水处理的最具代表性、同时也是最广泛衡量的指标,是指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂的量。

生物反应器的构造与应用

生物反应器的构造与应用

生物反应器的构造与应用生物反应器是一种利用微生物或细胞等生物体进行反应或培养的设备,可用于制备医药、食品、化工产品等众多领域。

它的基本结构包括容器、进出口口、气体分配系统、传感器和控制系统等组成,下面我们一起来看看生物反应器的构造以及各个构造的作用。

容器生物反应器的核心构造是容器,它是反应过程发生的主体,可以是玻璃、不锈钢、塑料等物质制成。

玻璃材质的容器便于对反应过程的观察,但其机械强度不足,易破裂。

不锈钢制成的容器则较坚固耐用,但对于一些需要接种和收获细胞的反应体系来说,不锈钢的物质会使得细胞无法附着在容器表面,影响反应效果。

塑料材料制成的容器则相对于前两种材质来说更加经济实用,而且也不会影响细胞的附着。

进出口口进出口口是生物反应器构造的一个重要组成部分,其作用是用于引入气体、氧气、养分等,以及收集或换取光、旋转等反应的产物。

通常它们都连接到容器内部,以保持反应混合均匀,同时防止无需的污染。

气体分配系统对于养殖细胞的生物反应器来说,气体分配系统是十分重要的构造之一。

通过该系统,可以将空气、氧气、二氧化碳和氮气等气体引入反应器内。

其中,控制氧气浓度的关键性质非常重要,因为缺氧或氧化都会影响细胞的生长和生物化学反应。

但是,氧气气氛太浓,也容易导致氧化损伤等问题。

传感器传感器是生物反应器中用于监测pH、温度、氧浓度等参数的一种装置,常常使用光电池、膜元件、电极和光纤等技术。

通过监测这些参数并传递给计算机,可以调节反应条件,优化反应过程,以最佳使反应过程进展,提高产品的产量和质量。

控制系统反应器的控制系统,运用计算机技术,对反应器中的细胞培养过程进行实时监测,并根据参数的变化,下发相应的命令调整设备。

通过该系统可以控制反应器内的温度、pH、气压和氧浓度等,这样就可以达到更好反应效果,提高产品的产量和质量。

应用生物反应器的应用极其广泛,不仅用于医药、食品、化工等领域的产品制备,也被广泛应用于生物因子的研究、细胞解剖学等领域的研究。

污水处理不能不知道的MBR知识

污水处理不能不知道的MBR知识

污水处理不能不知道的MBR知识在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器,是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。

膜的种类繁多,按分离机理开展分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜);按膜的构造型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。

工艺组成膜一生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。

通常提到的膜一生物反应器实际上是三类反应器的总称:①曝气膜一生物反应器(AeratiOn Membrane Bioreactor,AMBR);②萃取膜--生物反应器(Extractive Membrane Bioreactor,EMBR);③固液分离型膜一生物反应器(Solid/Liquid Separation Membrane BiOreaCtor,SLSMBR,简称MBR)o曝气膜曝气膜一生物反应器(AMBR)最早见于COte. P等1988 年报道,采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点(BUbblePoint)情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气。

该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率, 有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。

萃取膜萃取膜一生物反应器,又称为EMBR (ExtractiveMembraneBioreactor ) o因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染。

为了解决这些技术难题,英国学者Livingston研究开发了EMB o废水与活性污泥被膜隔开来,废水在膜内流动, 而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触,有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解。

13种厌氧生物反应器结构及原理

13种厌氧生物反应器结构及原理

厌氧微生物处理是目前高浓度有机废水处理工艺中不可或缺的处理工段,它较好氧微生物处理不仅能耗低,同时还可以产生沼气作为能源二次利用。

厌氧反应容积负荷高较好氧反应高出很多,对于处理同等量的COD厌氧反应投资更低。

目前常用的厌氧处理工艺有:UASB、EGSB、CSTR、IC、ABR、UBF等。

其他厌氧处理工艺有:AF、AFBR、USSB、AAFEB、USR、FPR、两相厌氧反应器等。

(1)UASB名叫上流式厌氧污泥床反应器,是一种处理污水的厌氧生物方法,又叫升流式厌氧污泥床。

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。

在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。

要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。

沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。

沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

结构形式见图1。

(2)EGSB,中文名膨胀颗粒污泥床,是第三代厌氧反应器,于20世纪90年代初由荷兰Wageingen农业大学的Lettinga等人率先开发的。

其构造与UASB反应器有相似之处,可以分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。

与UASB反应器不同之处是,EGSB反应器设有专门的出水回流系统。

EGSB反应器一般为圆柱状塔形,特点是具有很大的高径比,一般可达3~5,生产装置反应器的高度可达15~20米。

生物反应器基础及应用

生物反应器基础及应用

生物反应器基础及应用生物反应器是指将生物体(如微生物、动植物细胞)培养在一定条件下进行生长、代谢和产物产生的装置。

生物反应器被广泛应用于生物工程、食品工程、医药生产、环境保护等领域。

一、生物反应器的组成生物反应器主要由容器、搅拌器、控制系统、传感器、传热系统、通气系统、底部排放系统等基本组成部分构成。

其中,容器是整个生物反应器的主体,用于盛放培养物体积,通常由不锈钢或玻璃等材料组成。

搅拌器作用在于保证培养物中的细胞能够均匀分布并得到充分的养分供应。

传感器和控制系统共同起到监测和调控反应器的各种参数的作用,如控制反应器中的物质浓度、温度、酸碱度等。

传热系统和通气系统主要作用在于保持培养物中的细胞生存所必需的理想环境。

底部排放系统可以控制反应器内的副产物和废物排放,保持反应器的稳定性和纯度。

二、生物反应器中微生物的生长和代谢微生物培养的生长和代谢通常分为四个阶段:起始阶段、指数期、稳定期和衰退期。

在起始阶段,微生物吸收和利用外源性养分来满足生长所需,但此时细胞密度仍较低,细胞分裂率也较低。

指数期是典型的生长期,此时微生物细胞数量急剧增多,细胞分裂率也明显提高。

在稳定期,微生物分裂率逐渐减少,但仍保持相对稳定的生长速度。

衰退期是指生物反应器中的微生物细胞密度逐渐降低,进入死亡阶段,这通常是由于细胞密度过高、养分不足等原因造成的。

微生物代谢通常分为两种方式:葡萄糖的有氧代谢和无氧代谢。

有氧代谢是指微生物消耗有氧条件下的养分进行代谢,通常产生二氧化碳和水。

无氧代谢是指微生物在缺氧情况下进行代谢,通常产生乳酸或酒精等产物。

三、生物反应器的应用生物反应器可以应用于多个领域,如生物制药、环境治理、食品加工等。

在生物制药领域,生物反应器被广泛应用于药物的大规模生产和品质稳定性研究。

例如,利用生物反应器培养大肠杆菌生产胰岛素、重组酪蛋白等。

生物反应器还被用于细胞培养和重组DNA技术相关的实验研究。

在环境保护领域,生物反应器可以用于废水处理和废弃物处理。

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生物反应器的作用和构造
生物反应器是一种用于生物学和化学研究的设备,广泛应用于制药、生物工程、农业、食品和饮料工业等领域。

生物反应器的作用是提供合适的环境,以便细菌、真菌和其他微生物在其中繁殖和分泌所需的代谢产物。

下面我们将分别从生物反应器的作用和构造两个方面来介绍它。

生物反应器的作用
生物反应器是一种生物学研究的关键工具,其主要作用是模拟污染物等生物过程,利用微生物的生理代谢作用,加速有机物的降解和转化。

通过调节反应器内微生物的生长环境,比如温度、水分、pH值等条件,以及给予可被微生物代谢利用的基质,研究微生物在不同环境下的代谢产物,以及产物与不同环境因素之间的关系。

在制药、食品行业等领域中,生物反应器也起着相当重要的作用,可以用于生产酸奶、面包、啤酒、酒精、抗生素、果汁、牛奶和食用油等产品。

生物反应器的构造
生物反应器的结构通常包括反应器体、搅拌/进气系统、控制系统、温度传感器、pH电极和压力传感器等组成部分。

反应器体一
般用不锈钢材料制成,而搅拌/进气系统则包括推进式叶片搅拌器
和气体进出口,用于混合和输送生长基质和氧气。

控制系统则是
反应器中非常关键的一部分,它通过调节正负压力、温度、压力、pH值等参数,在反应过程中始终掌握着反应器中各项指标,并通
过计算和记录,生成反应动力学曲线,分析微生物代谢过程。

此外,温度传感器和pH电极分别用于温控和pH监测,而压力传感
器则是衡量反应器压力和氧气供应的一个重要指标。

总结
生物反应器是一种基础设备,应用广泛。

其利用微生物的生理
代谢作用,模拟污染物等生物过程,加速有机物的降解和转化,
具有非常重要的作用。

同时,生物反应器的构造和控制系统也是
非常关键的,其合理性和精确性直接影响着反应器的实验结果。

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