[发明专利]净化流体的固定床生物反应器和载体

说明书

本发明涉及使用微生物净化流体的固定床生物反应器，包括许多微生物载体和供流体流经载体的流动通道，所述载体为多孔结构，其上的细孔供流体渗入并供微生物附着入其上。

这类固定床生物反应器是大家知道的，其中的载体特别为管状。其公认的缺点是载体的制造成本较高，而且不容易把所需数量的载体在该生物反应器中排置得合理。

本发明的目的是提供一种生物反应器，其载体可简单、高效地制造，且可特别简单地合理排置在生物反应器中。

为实现这一目的，本发明固定生物反应器的特征在于，载体为片状结构，其厚度小于载体的表面；并且，载体之间用间隔条相互隔开，从而在载体之间形成流动通道。

合适的片状结构的最简单形式为板，大致为板状的载体迄今为止特别受欢迎。但是，也可便利地使用与严格平板形不同的形状，特别是波纹板型的形状，其相对于板的主平面的走向呈更圆的型式或更为线性和弯曲得厉害的型式。但是，在上述各种情况下单个载体的形状一从其整体上粗略看去--最好也是板状，因为这些载体可特别方便地装入生物反应器中。

载体的材料厚度在单个载体中不必处处相同。但是，单个载体的材料厚度最好大致处处相同。“载体表面”一词在严格板形载体中指该载体的一个表面的大小，而在波纹状板形结构中指由一板平面的波纹形成的大小。

载体的一边或两边表面上最好有与之连成一体的间隔条。此时使间隔条或是直接或是通过相邻载体的间隔条来抵靠相邻载体即可特别简单地相互邻接各载体。但是间隔条也可与载体分开制造。此时可在生物反应器中交替排列载体和间隔条。

最好把多个载体组合成一载体单元后把它装入生物反应器。为此，可特别把单个载体的整体式间隔条连接到相邻载体一边或两边表面上，或者，也可把分开制造的间隔条连接到一载体上，然后把相邻的载体连接到该间隔条上，然后把另外的间隔条连接到上一载体的“自由”一面上，如此等等。最好用粘接或焊接把间隔条连接到载体上或使相邻的载体的间隔条相互连接。

应该指出，间隔条实际上最好为细长材料条状，但是载体间隔条是否连续对间隔条和生物反应器的作用来说是无关紧要的。例如，间隔条可有相间距的开口或由一系列相间距的间隔件构成。间隔条可以是实心、也可以多孔。它们不必由与载体相同的材料制成，但也可以由与载体相同的材料制成。

载体最好主要由热粘接的塑料粒子构成。最好使用聚乙烯粒子，但也可使用其它塑料粒子。载体最好还含有细孔性粒子，以便使载体的整个结构既具有比方说在塑料粒子之间的较大细孔，又具有细孔性粒子中的较小细孔。从而微生物不仅可附着在较粗细孔中，还可附着在较小的细孔中。合适的细孔性粒子比方说由粗碾碎膨胀粘土、活化碳或其它有机物构成。重要的是，整个载体也即包括微孔粒子在内，可由待净化的流体渗入。这样，载体就构作成具有打开的细孔，可能包括细孔性粒子，从而适合于流体流过。

载体还可含有添加剂，此方说镍，用作微生物生长的催化剂。

本发明的另一主题是用于微生物净化流体的固定床生物反应器的载体，该载体为多孔结构，其上的孔可供流体渗入并供微物附着其上，其特征在于，载体为其厚度小于载体表面的片状结构；载体上有与之连成一体的间隔条，从而界定到一相邻载体的距离。

上面概述的各方面以及上述优选方面也适用于本发明载体。

本发明还涉及生产具有微生物可附着其上的多孔结构的载体的方法，所述方法包括下列步骤：

(a)提供塑料粒子；

(b)把塑料粒子引入一成型空间；以及

(c)对装在该成型空间中的塑料粒子加热，使塑料粒子粘接在一起而形成多孔载体结构。

按照本发明，该生产方法可为连续式、半连续式或生产线那样的周期性间歇式。

按照本发明生产方法的第一种方案，该生产方法的特征在于：

(d)从该成型空间排出一连续的载体材料挤出物；并且

(e)周比方说切割、锯开把该挤出物分成各载体。

若把该成型空间设计成最好是在两边用回转皮带或直径足够大的转轮来界定该成型空间，并且该成型空间按此方法运行，就可形成一种连续的挤出物，此外，若还连续或半连续地把塑料粒子传送给成型空间，就可实现连续生产方法。

或者，也可用可打开和合上的模具部分、特别是两个半模具界定成型空间，并在模具部分合上时引入塑料粒子。这种“分批”引入也可逐步并间歇地形成载体材料的连续挤出物。这一生产方法可称为半连续方法。