新型反應器

A. 生物反應器和仿生的區別與聯系

生物反應器、仿生都是模擬生物的功能或者結構。生物反應器主要是模擬其化學功能，仿生則多模擬生物結構和功能原理。

生物反應器：生物反應器是利用生物體所具有的生物功能，在體外或體內通過生化反應或生物自身的代謝獲得目標產物的裝置系統、細胞、組織器官等等。
生物反應器是利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進行生化反應的裝置系統，它是一種生物功能模擬機，如發酵罐、固定化酶或固定化細胞反應器等。在酒類、醫葯生產、有機污染物降解方面有重要應用。
生物反應器是利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進行生化反應的裝置系統，是一種生物功能模擬機，如發酵罐、固定化酶或固定化細胞反應器等。

生物具有的功能迄今比任何人工製造的機械都優越得多，仿生學就是要在工程上實現並有效地應用生物功能的一門學科。例如關於信息接受、信息傳遞、自動控制系統等，這種生物體的結構與功能在機械設計方面給了很大啟發。可舉出的仿生學例子，如將海豚的體形或皮膚結構應用到潛艇設計原理上。仿生學也被認為是與控制論有密切關系的一門學科，而控制論主要是將生命現象和機械原理加以比較，進行研究和解釋的一門學科。

仿生學是研究生物系統的結構和性質以為工程技術提供新的設計思想及工作原理的科學。屬於生物科學與技術科學之間的邊緣學科。它涉及生物學、生物物理學、生物化學、物理學、控制論、工程學等學科領域。仿生技術通過對各種生物系統所具有的功能原理和作用機理作為生物模型進行研究，最後實現新的技術設計並製造出更好的新型儀器、機械等。

B. 化學反應工程新型反應介質有哪些有何特點

有三個方面化學反應工程的研究內容主要包括以下幾個方面：①研究化學反應規律,建立反應動力學模型亦即對所研究的化學反應,以簡化的或近似的數學表達式來表述反應速率和選擇率與溫度和濃度等的關系.這本來是物理化學的研究領域,但是化學反應工程工作者由於工業實踐的需要,在這方面也進行了大量的工作.不同之處是,化學反應工程工作者著重於建立反應速率的定量關系式,而且地依賴於實驗測定和數據關聯.多年來,已發展了一整套動力學實驗研究方法,其中包括各種實驗用反應器的使用、實驗數據的統計處理方法和實驗規劃方法等.②研究反應器的傳遞規律,建立反應器傳遞模型亦即對各類常用的反應器內的流動、傳熱和傳質等過程進行理論和實驗研究,並力求以數學式予以表達.由於傳遞過程只是物理的,所以研究時可以避免化學反應,用廉價的模擬物系（如空氣、水、砂子等）代替實際反應物系進行實驗.這種實驗常稱為冷態模擬實驗,簡稱冷模實驗.傳遞過程的規律可能因設備尺寸而異,冷模實驗所採用的設備應是一系列不同尺寸的裝置；為可靠起見,所用設備甚至還包括與工業規模相仿的大型實驗裝置.各類反應器內的傳遞過程大都比較復雜,有待更深入地去研究.③研究反應器內傳遞過程對反應結果的影響對一個特定反應器內進行的特定的化學反應過程,在其反應動力學模型和反應器傳遞模型都已確定的條件下,將這些數學模型與物料衡算、熱量衡算等方程聯立求解,就可以預測反應結果和反應器操作性能.由於實際工業反應過程的復雜性,至今尚不能對所有工業反應過程都建立可供實用的反應動力學模型和反應器傳遞模型.因此,進行化學反應工程的理論研究時,概括性地提出若干個典型的傳遞過程.例如：伴隨著流動發生的各種不同的混合,如返混、微觀混合、滴際混合等；反應過程中的傳質和傳熱,包括反應相外傳質和傳熱（傳質和反應相繼發生）和反應相內傳質和傳熱(反應和傳質同時進行).然後,對各個典型傳遞過程逐個地進行研究,忽略其他因素,單獨地考察其對不同類型反應結果的影響.例如,對反應相外的傳質,理論研究得出其判據為達姆科勒數Dα,並已導出當Dα取不同值時外部傳質對反應結果的影響程度.同樣,對反應相內的傳質,也得出了相應的判據西勒模數φ.這些理論研究成果構成了本學科內容的重要組成部分.這些成果一般並不一定能夠直接用於反應器的設計,但是對於分析判斷卻有重要的指導意義.

C. uasb反應器與egsb反應器的區別有哪些

厭氧反應復器按發展過程來制講有三代： 第一代厭氧反應器就是普通的厭氧接觸工藝 第二代厭氧反應器有厭氧濾池（AF）、UASB、厭氧流化床（AFB）等工藝 第三代厭氧反應器有EGSB、IC、ABR等 另外還有新研發的ASBR、AMBR等新型厭氧反應器

D. 哪些反應器屬於兩相厭氧反應器

兩相厭氧反應器本身就是厭氧反應器的一種。
兩相厭氧法是一種新型的厭氧生物處理工藝，1971年Ghosh和Pohland首次提出兩相兩相發酵概念，即把產酸和產甲烷兩階段獨立反應器在各自最佳環境條件並將兩反應器串聯形成兩相厭氧發酵系統即兩相厭氧流化床。
特點：1 產酸和產甲烷兩階段獨立，提高各自反應速率。
2 酸化反應器有一定緩沖作用，緩解沖擊負荷對後續產甲烷反應器的影響。
3 酸化反應器反應進程快，水力停留時間短，COD濃度可去除20％—25％,能夠大大減輕產甲烷反應器的負荷。
4 負荷高，反應器容積小，基建費用低。
射流循環新型厭氧生物流化床反應器以該反應器（JLAFB)為酸化相(或稱硫酸鹽還原相)厭氧顆粒污泥流化床(AGSBF)為產甲烷相組成兩相厭氧工藝處理高濃度硫酸鹽有機廢水

E. 生物反應器與仿生的區別、聯系

生物反應器、仿生都是模擬生物的功能或者結構。生物反應器主要是模擬其化學功能，仿生則多模擬生物結構和功能原理。

生物反應器：生物反應器是利用生物體所具有的生物功能，在體外或體內通過生化反應或生物自身的代謝獲得目標產物的裝置系統、細胞、組織器官等等。
生物反應器是利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進行生化反應的裝置系統，它是一種生物功能模擬機，如發酵罐、固定化酶或固定化細胞反應器等。在酒類、醫葯生產、有機污染物降解方面有重要應用。
生物反應器是利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進行生化反應的裝置系統，是一種生物功能模擬機，如發酵罐、固定化酶或固定化細胞反應器等。

生物具有的功能迄今比任何人工製造的機械都優越得多，仿生學就是要在工程上實現並有效地應用生物功能的一門學科。例如關於信息接受、信息傳遞、自動控制系統等，這種生物體的結構與功能在機械設計方面給了很大啟發。可舉出的仿生學例子，如將海豚的體形或皮膚結構應用到潛艇設計原理上。仿生學也被認為是與控制論有密切關系的一門學科，而控制論主要是將生命現象和機械原理加以比較，進行研究和解釋的一門學科。

仿生學是研究生物系統的結構和性質以為工程技術提供新的設計思想及工作原理的科學。屬於生物科學與技術科學之間的邊緣學科。它涉及生物學、生物物理學、生物化學、物理學、控制論、工程學等學科領域。仿生技術通過對各種生物系統所具有的功能原理和作用機理作為生物模型進行研究，最後實現新的技術設計並製造出更好的新型儀器、機械等。

F. 求一加氫反應器製作金屬材料！

哪就用1 1/4Cr-0.5Mo的材料吧，不過它是否產生在2 1/4的材料之前就不知道了。

G. 請簡述我國厭氧反應器填埋場的原理

厭氧反應器為厭氧處理技術而設置的專門反應器。
厭氧消化技術在世界各地廣泛應用，大部分處理城市生活有機垃圾的廠處理量在2500t/a以上。
厭氧過程實質是一系列復雜的生化反應，其中的底物、各類中間產物、最終產物以及各種群的微生物之間相互作用，形成一個復雜的微生態系統，類似於宏觀生態中的食物鏈關系，各類微生物間通過營養底物和代謝產物形成共生關系(symbiotic)或共營養關系(symtrophic)。因此，反應器作為提供微生物生長繁殖的微型生態系統，各類微生物的平穩生長、物質和能量流動的高效順暢是保持該系統持續穩定的必要條件。如何培養和保持相關類微生物的平衡生長已經成為新型反應器的設計思路。
UASB反應器
工作原理：上流式厭氧污泥床反應器(UASB)是傳統的厭氧反應器之一。三相分離器是UASB反應器的核心部件，它可以再水流湍動的情況下將氣 體、水和污泥分離。廢水經反應器底部的配水系統進入，在反應器內與絮狀厭氧污泥充分接觸，通過厭氧微生物的講解，廢水中的有 機污泥物大部分轉化為沼氣，小部分轉化為污泥，沼氣、水、泥混合物通過三相分離器得於分離。技術特點：運行穩定、操作簡單、可用絮狀污泥、產生沼氣、較低的高度、投資省。適用場合：廣泛應用於食品、啤酒飲料、制漿造紙、化工和市政等廢水的處理。
EGSB反應器
工作原理：EGSB厭氧反應器是在UASB厭氧反應器的基礎上發展起來的新型反應器，EGSB反應器充分利用了厭氧顆粒污泥技術，通過外循環為反 應器提供充分的上升流速，保持顆粒污泥床的膨脹和反應器內部的混和。TWT通過改進和優化EGSB的內外部結構，提供了效率，降低 了能耗，增強了運行的穩定性，有效防止了顆粒污泥的流失。技術特點：污泥濃度高 高負荷 高去除率 抗沖擊負荷能力強 佔地面積小 造價低適用場合： 適用於澱粉廢水、酒精廢水和其他輕工食品等高濃度有機廢水的處理普衛欣來自美國 防霧霾 J D 。
TWT-IC反應器
工作原理：TWT-IC反應器是繼UASB、EGSB之後的新型厭氧反應器，需要處理的廢水使用高效的配水系統由反應器底部泵入反應器，與反應器內 的厭氧顆粒污泥混合。在反應器下部主處理區，絕大部分有機物質被轉化為甲烷和二氧化碳。這些混合其他(沼氣)由下部的三相分 離收集。產生的」氣提「帶動水流通過上升管進入反應器頂部的氣液分離器。沼氣從這個分離器中溢出反應器，水流經過下降管回 到反應器的底部。技術特點：穩定的出水水質 有機負荷高 佔地小 水力停留時間短 耗鹼少適用場合：造紙、啤酒、檸檬酸、酒精等行業。

H. 什麼是厭氧折流板反應器ABR工藝

厭氧折流反應器因具有結構簡單、污泥截留能力強、穩定性高、對高濃度有機廢水特別是對有毒、難降解廢水處理中有特殊的作用，因而引起了人們的關注。厭氧折流反應器因其特殊結構，其優點見下表：

工藝構造生物體操作設計簡單污泥無特殊沉降要求HRT短無運動部件污泥產率低可間歇運行無需機械混合泥齡長耐沖擊負荷能力強

（續）-1工藝構造生物體操作建設費用低無需用填料或沉澱池抗有毒能力強不易堵塞不需三相分離器可長時間不排泥

I. 植物細胞培養反應器的類型及其特點

植物細胞培養具有周期長、細胞抗剪切能力弱、易團聚等特點；同時，植物細胞規模培養的目的是生產天然產物，而這些天然產物均為細胞生長代謝物。所以，植物細胞培養反應器的設計，不僅要考慮有利於細胞生長，同時還要考慮有利於產物的積累和分離。總體上講，適合植物細胞的反應器應該具有適宜的氧傳遞、良好的流動性和較低的剪切力。根據不同植物細胞生長和代謝產物積累的特點，目前已研究設計出多種類型的反應器用於植物細胞培養。
反應器的選擇取決於生產細胞的濃度、通氣量以及所提供的營養成分的分散程度。根據通氣和攪拌系統的類型可將生物反應器分為以下幾類： 機械攪拌式生物反應器有較大的操作范圍，混合程度高，適應性廣，在大規模生產中廣泛使用。攪拌罐中產生的剪切力大，容易損傷細胞，直接影響細胞的生長和代謝，特別對於次級產物生成影響極大。攪拌轉速越高，產生剪切力越大，對植物細胞傷害越大。對於有些對剪切力敏感的細胞，傳統的機械攪拌罐不適用。為此，對攪拌罐進行了改進，包括改變攪拌形式、葉輪結構與類型、空氣分布器等，力求減少產生的剪切力，同時滿足供氧與混合的要求。
Kaman等採用帶有1個雙螺旋帶狀葉輪(helicalribbonimpeller)和3個表面擋板的攪拌罐，證明適於剪切力敏感的高密度細胞培養。Jolicoeur等進行了類似的研究，在反應器中得到與搖瓶相同的高濃度生物量。鍾建江等通過培養紫蘇細胞進行比較，發現帶以微孔金屬絲網作為空氣分布器的三葉螺旋槳反應器(MRP)能提供較小的剪切力和良好的供氧及混合狀態，優於六平葉渦輪槳反應器，並認為在高濃度細胞培養時，MRP型反應器將顯示更大的優越性。離心式葉輪反應器(centrifugalimpellerbioreactor)與細胞升式反應器(cell-liftbioreactor)相比具有較高升液能力，較低剪切力，較短混合時間，在高濃度下具有高得多的溶解氧系數，表明有用於剪切力敏感的生物系統的巨大潛力。另有方框型槳式攪拌、蝶型渦輪攪拌等不同形式的機械攪拌罐用於植物細胞培養的生產和研究，結果證明不同葉輪產生剪切力大小順序為渦輪狀葉輪>平葉輪>螺旋狀葉輪。一種升流式生物反應器(lift-streambioreactor)利用罐中心一根連有多孔板的桿上下移動達到攪拌的目的，可用於培養剪切力敏感細胞。 相對於傳統攪拌式反應器，非攪拌式反應器所產生的剪切力較小，結構簡單，因此被認為適合植物細胞培養，其主要類型有鼓泡式反應器、氣升式反應器和轉鼓式反應器等。
通過對培養紫蘇細胞的生物反應器比較發現鼓泡式反應器優於機械攪拌式反應器。但由於鼓泡式反應器對氧的利用率較低，如果用較大通氣量，則產生的剪切力會損傷細胞。研究表明，噴大氣泡時，湍流剪切力是抑制細胞生長和損害細胞的重要原因。較大氣泡或較高氣速導致較高剪切力，從而對植物細胞有害。
氣升式反應器廣泛應用於植物細胞培養的研究和生產。通過胡蘿卜細胞培養研究發現，比較攪拌罐、氣體噴射罐和帶通氣管的氣升式反應器，最高細胞濃度和最短倍增時間可從氣升罐中得到。氣升式反應器用於多種植物細胞懸浮培養或固定化細胞培養，但其操作彈性較小，低氣速時，尤其H/D大，高密度培養時，混合性能欠佳。過量供氣，過高的氧濃度反而會影響細胞的生長和次生代謝產物的合成。將氣升式發酵罐與慢速攪拌結合使用可彌補低氣速時混合性差的弱點，採用分段的氣升管，也有利於氧的利用與混合。
轉鼓式反應器用於煙草細胞懸浮培養的研究發現，與有一個通風管的氣升式反應器相比，相同條件下轉鼓式反應器中生長速率高，其氧的傳遞及剪切力對細胞的傷害水平方面均優於氣升式反應器。 許多植物細胞培養過程中需要光照，往往考慮在普通反應器基礎上增加光照系統，但在實際中存在很多問題，如光源的安裝、保護，光的傳遞，還有光照系統對反應器供氣、混合的影響等。小規模實驗往往採用外部光照，反應器表面有透明的照明區，光源固定在反應器外部周圍。但大規模生產時透光窗的設置，內部培養物對光的均勻接受等問題難以解決，因此許多人對採用內部光源的反應器進行了研究。
Mori等發明的反應器將多個透明圓柱體平行安裝在反應器罐內，光源放置在透明圓柱體中，供給CO2的氣體交換器在罐內兩個圓柱之間。Ogbonna等研製了一種用於大規模培養光合細胞的新型內部光照攪拌式光生物反應器，它由每個單元都包含光源的多個單元組成。大的光生物反應器通過增加單元數目得到。每個單元中心固定一個玻璃管，光源插入其中，由攪拌槳實現混合，該攪拌漿設計成旋轉時不接觸玻璃管，玻璃管同時作為擋板，該反應器在低轉速下仍有較高混合程度，而且剪切力較小。由於發光體並非機械固定在反應器上，且通過玻璃管與發酵液分離，因此反應器可高壓滅菌，而發光體在冷卻後插入玻璃管。Yamamurak等研究固定CO2的光反應器，特別之處在於攪拌器具有發光作用。 根據植物細胞的特性，許多有別於傳統微生物反應器的新型反應器正用於植物細胞的研究生產，如各種固定化植物細胞反應器和膜反應器等。Dubuis等用新型環回式流化床反應器(loopfluidizedbedreactor)進行coffeaarabica培養，測定了生長和產物合成的動力學參數，認為該反應器操作方便，消除了氣體直接噴射引起的剪切力，易於測定放大所需的參數，適合中試和工業化生產。Nagai等用固定床反應器培養固定化煙草細胞，生長速率與搖瓶相同，胞內合成與搖瓶無明顯區別。
Tyler等報道了一種植物細胞表面固定化培養系統，避免了傳統攪拌罐懸浮培養中的流體流動力或剪切力問題，並促進植物細胞凝聚的特性，使次級代謝產物合成和積累增加，而且該系統培養基交換簡單，次級產物提取容易。Lang也研究了植物細胞膜反應器，將細胞固定在膜上3mm厚一層，培養基在膜下封閉迴路循環流動，營養透過膜擴散至細胞層，次級代謝物分泌透過膜擴散至培養基。
Humphrey對植物細胞培養微孔膜通氣反應器進行了研究，分析了氧傳遞，為需要小剪切力的植物細胞培養的膜通氣反應器提供設計依據，設計應考慮的因素包括管的長度、直徑和膜厚度，進氣的組成和壓力，細胞生長培養階段等。

J. 請問什麼叫sbr技術和sbr反應器

1.1 SBR工藝簡介
SBR是序批式活性污泥法（ Batch Reactor Activated Sludge Process）的字母縮寫。其最初是由英國學者Ardern和Lockett於1914年提出的，但是鑒於當時曝氣器易堵塞，自動控制水平低，運行操作管理復雜等原因，很快就被連續式活性污泥法取代。直至20世紀70年代，隨著各種新型曝氣器、浮動式出水堰（潷水器）和自動控制監測的硬體設備和軟體技術的開發，特別是計算機和工業自控技術的不斷完善，對污水處理過程進行自動操作已成為可能，SBR工藝以它獨特的優點受到廣泛關注，並迅速得到發展和應用，現在世界上已有數百座SBR污水處理廠在成功運行。美國國家環境保護署（EPA）認為SBR工藝是一種低投資、低操作成本及維修費用、高效益的環境治理技術。
SBR屬於活性污泥法的一種，其反應機制及去除污染物的機理與傳統的活性污泥法基本相同，只是運行操作方式有很大區別。它是以時間順序來分割流程各單元，整個過程對於單個操作單元而言是間歇進行的。典型SBR集曝氣、沉澱於一池，不需設置二沉池及污泥迴流設備。在該系統中，反應池在一定時間間隔內充滿污水，以間歇處理方式運行，處理後混合液進行沉澱，藉助專用的排水設備排除上清液，沉澱的生物污泥則留於池內，用於再次與污水混合處理污水，這樣依次反復運行，構成了序批式處理工藝。典型的SBR系統分為進水、反應、沉澱、排水與閑置五個階段運行，見圖1-1。

圖1-1 SBR基本運行模式

SBR工藝具有以下幾個主要的優點：
1. 處理構築物很少，一個SBR反應器集曝氣、沉澱於一體，省去了初沉池、二沉池和迴流污泥泵房。因此，大大節約了處理構築物的佔地面積、構築物間的連接管道及流體輸送設備，一般可降低工程總投資的10%～20%。
2. 由於其間歇進水，時間長短、水量多少均可調節，因此對水量水質的變化具有較強的適應性，不需另設調節池。
3. 佔地少，比傳統活性污泥法少佔地30％-50％，是目前各種污水處理工藝中佔地最省的工藝之一。
4. 可脫氮除磷。通過調節曝氣時間和間歇時間，使污水在反應池中處於交替好氧、缺氧和厭氧狀態，為工藝脫氮除磷創造了條件。同時，這種環境條件的變化也可以有效抑制絲狀菌的生長，減少污泥膨脹的影響。
5. 污水處理廠剛建成運行時，流量一般比設計值低，SBR可以根據水量水質的需要，增減運行池體的數量，這樣可以避免不必要的能量消耗，這是其他工藝所不具備的。
SBR工藝的主要缺點有：
1. 反應池的進水、曝氣、排水過程變化頻繁，不能採用人工管理，因此對污水廠設備儀表的要求較高，並要求管理人員有一定的技術水平。
2. 水量較大時會暴露出容積利用率不高的問題。
1.2 SBR改良工藝介紹及對比
SBR運行方式靈活多變，適應性強，為滿足不同的水質及實際工程的要求，可對工藝過程進行改進，隨著基礎研究方面的不斷進展以及人們對活性污泥去除污染物質機理的逐漸了解，鑒於經典的SBR技術在實際工程應用的一定局限，為適應實際工程的需要，SBR技術逐漸衍生了各種新的形式。目前應用較多的改良工藝有：ICEAS，UNITANK，DAT-IAT，CAST（CASS）等。
1.2.1 ICEAS工藝原理
ICEAS全稱為間歇式循環延時曝氣活性污泥法（Intermittent Cycle Extended Aeration），其最大的特點就是在反應器的進水端增加了一個預反應區，運行方式為連續進水（沉澱期、排水期仍連續進水），間歇排水，無明顯的反應階段和閑置階段。污水從預反應區以很低的流速進入主反應區，對主反應區的泥水分離不會產生明顯影響。由於ICEAS設施簡單、管理方便，尤其是處理市政污水和工業廢水方面比經典的SBR系統費用更省，因此在國內外受到了廣泛重視。自20世紀80年代初在澳大利亞興起以來，目前已建成投產了300多座污水處理廠。
ICEAS的運行方式如圖1-2所示：將SBR反應池沿長度方向分為兩個部分，前部為預反應區，後部為主反應區。預反應區可起調節水流的作用，主反應區是曝氣、沉澱的主體。ICEAS是連續進水工藝，不但在反應階段進水，在沉澱和潷水階段也進水。污水進入預反應區後，通過隔牆底部的連介面以平流流態進入主反應池，在主反應池中進行間歇曝氣和沉澱潷水，成為連續進水、間歇出水的SBR反應池，使配水大大簡化，運行也更加靈活。ICEAS工藝中各操作單元的作用為：
A、曝氣階段 由曝氣系統向反應池內間歇供氧，此時有機物經微生物作用被生物氧化，同時污水中的氨氮經微生物硝化反硝化作用，達到脫氮的效果。
B、沉澱階段 此時停止向反應池內供氧，活性污泥在靜止狀態下降，實現泥水分離。
C、潷水階段 在污泥沉澱到一定深度後，潷水器系統開始工作，排出反應池內上清液。在潷水過程中，由於污泥沉降於池底，濃度較大，可根據需要啟動污泥泵將剩餘污泥排至污泥池中，以保持反應器內一定的活性污泥濃度。潷水結束後，又進入下一個新的周期，開始曝氣，周而復始，完成對污水的處理。