[发明专利]一种生物膜反应器

说明书

本发明涉及一种生物膜反应器,由反应器容器，生物膜、喷淋器、进料管、排料管，进气管和排气管构成；本发明可以用于抗生素、酶制剂、柠檬酸生产等行业所产生的生物性废水废气处理，比如生产培养基或废气的处理，具有结构简单、成本低、处理效率高等特点。

技术领域

本发明涉及一种生物反应器，更具体地说它是一种生物膜反应器,可以用于抗生素、酶制剂、柠檬酸生产等发酵产品的生产和有机废水、废气的处理。

背景技术

目前，抗生素、酶制剂、柠檬酸生产等行业普遍采用通气搅拌发酵罐或者气升式发酵罐进行生产，存在能耗高，无菌空气压力大，产品分离工艺复杂的问题。所产生的生产培养基废水或废气处理，主要是采用活性污泥法和曝气生物膜法，前者主要是采用很大鼓风曝气，后者主要采用多种原材料的物质加工成大比表面积的形状，用作生物膜载体，其中常使用的海绵状微生物载体的形状有：该海绵状微生物载体通过将合成树脂丝加工成纤毛状或者刷帚状，或者由诸如气泡互通的发泡树脂制成的海绵状。但是设置为纤维状的传统方式由于在加工成地板的纤维状载体顶部折叠、缝制而形成的设置口插入圆棒，在反应槽设计成固定状，造成加工、设置及增设困难。阻碍反应液的混合、内部装置的修理，尤其是附着增殖微生物，不能忍耐增加的自重，与圆棒接触部分的载体被剪切破坏，在耐久性方面存在严重问题。

2003年10月01日，中国发明专利申请公布号：CN1445367A，公开了一种改进了比表面积、生物亲和性及流动性的生物膜载体；是在坚固网状的合成树脂容器内插入纤维状微生物接触材料，该材料是在无毒而且生物亲和性尽量大的合成树脂纤维丝的表面涂布陶瓷粉末，或者附着粒状陶瓷，将其制成大比表面积和孔隙率的形状，或使其重叠而成。使用该生物膜载体，虽然其比表面积和生物亲和性得到改善，调节比重的流动状生物膜载体、耐久性、设置方法得到改进。但是其结构复杂，生物膜载体损耗大，投资多，能耗高，处理操作管理复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种生物膜反应器, 可以用于抗生素、酶制剂、柠檬酸生产等发酵产品的生产，和有机废水、废气的处理，具有结构简单、成本低、处理效率高等特点。

为此，本发明的技术方案即一种生物膜反应器,由反应器容器，生物膜、喷淋器、进料管、排料管，进气管和排气管构成；反应器容器上下密封，反应器容器上端布设喷淋器，顶部设排气管，下端的侧面或底部有伸进容器内的进气管，底部还设有排料管；所述反应器容器内部的上端部分间距地布设若干根水平悬挂杆；反应器容器内部的中间部分间距地布设若干根撑杆；在水平悬挂杆上悬挂由柔性或固体片状材料构成的膜片；膜片的下端部分可以自然下垂，也可以遇到撑杆折转，且其折弯面与竖直方向形成10º-80º的角偏离；所述生物膜是预先对反应器容器进行灭菌，待反应器容器冷却至常温后，将生产菌种通过进料管输入所连接的喷淋器，喷淋至上述膜片表面，期间再通过喷淋器间断地喷淋种子培养基，一段时间后，使菌种生物群落在膜片表面生长繁殖形成一层生物膜。

具体工艺操作步骤是：先对反应器容器进行灭菌，待反应器容器冷却至常温后，将生产菌种喷淋至膜片表面，期间再喷淋种子培养基，使菌种在膜片表面生长，待膜片表面形成一层生物膜后；正常运行时，将待处理的生物性废水废气通过进料管输入喷淋器喷淋至膜片表面，生产培养基、生物性废水或废气含有较多的有机污染物和空气中的氧与膜片表面的生物膜接触并扩散其中，生物膜中的微生物得以进行厌氧、兼氧及好氧代谢，可以去除或拦截的生产培养基、生物性废水或废气中的有机污染物，并从排料管将处理后的产物进行收集。

与已有的生物反应器比较，本发明具有如下技术效果：

1、本发明利用生物膜的生化协同作用所产生的生物热，可以维持生物膜过滤通道较高的生化反应温度，无需外界另加热升温；生物膜所产生的生物热遇到空气还会在过滤通道中形成上升气流，又增加了氧气供应，使生物性废水废气处理，比如生产培养基或废气得到高效的过滤净化，可以节约大量的能源；