无泡式膜供氧的应用研究

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1、内98123摘要，，无泡式膜供氧是一种新型高效的供氧方式，它和传统的鼓泡式供氧相比具有：不产生肉眼可见的气泡，氧转移效率高，传质效率高等优点；可用于微生物发酵、废水生物处理、细胞或组织的培养、水产品养殖以及医疗(如人工啼)等领域力本文通过／／、对供氧i嘶呈的理论和实验研究，初步探讨了这种供氧方式在微生物发酵和废水生物处理过程中应用的可行性。用于无泡式供氧的膜主要有两种：有机聚合物膜和无机膜。影响膜供氧效率的主要因素有液相流速、气相氧分压、气相流通方式等。无泡式膜供氧用于发酵，实验结果表明膜供氧发酵的产率

2、要比普通供氧方式高得多，而目在整个发酵过程中没有发现染菌；无泡式膜供氧用于废水生物处理，可以满足高浓度有机废水中大量微生物的正常生长对氧的需求。无泡式膜供氧在实际应用中存在的主要问题——————一一一是膜污染，文中对膜污染的机理以及解决方法进行了探讨。供氧微孔膜。氧传递发酵废水处理√●、、ABSTRACTBubblelessaerationisanovelaer啦agtechnology,possessingtheadvantagesofIli曲oxygenmasstransferrate，novisi

3、blebubblefonnadonandlowenergyexhaustingcomparedwithtraditionalaeration．Itcanbeusedinmicrobiologyfermentation,wastewaterbiologicalveatment，cultureofcellortissue，aquacultureandmedical(reamaenketa1．Inthisstudy,firstlythebasicprinciplesofmasstransferprocessa

4、nddevelopingandprobleminthemembranebubblelessael面onarebrieflyintroduced；thentheexperimentsaboutapplicationofbubbWlessae删oninfermentationandwastewaterlrealmentweredone．Resultsfromexperimentationexpressthatthevelocityofliquid,parti吐onedoxygenpressureandfor

5、mofgasflowing,etchaveeffectontheefficiencyofoxygenIransfer．BubblelessaerationCallobviouslyimprovetheefficiencyoffermeIItationandwastewmerIrealment．TheproblemofmembranefoulingthatoftenhappensintheapplicationofbubblelessmembraneaerationwasalsodiSCUSSed．Key

6、wordsAerationMicropomusmembraneOxygentransferFermenmtion．II．无泡式膜供氧的应用研究：l概述1。概述大多数生物反应和人工控制的生命过程如生化发酵、大规模动植物细胞培养、水产品培养和废水生物处理等过程都需要供氧。供氧效率的商『氐是制约这些生物反应和生命过程的重要因素之一。传统的泡式供氧效率都很低，只有10％左右，这主要是因为在供氧过程中氧是以气泡形式和液体接触，气泡在液体中的停留时间短，大部分氧随气泡逸出液面，氧的溶解率低。为了提高供氧效率，长期以

7、来科研人员进行着不懈的努力，主要是对供氧方式进行改革，如设法延长气泡停留时间，减小气泡尺寸，加强搅拌等，但是供氧效率并未有质的提高。随着膜技术的不断发展，尤其中空纤维膜的出现，人们逐渐认识到中空纤维膜的超微孔结构在供氧中的作用。中空纤维膜由于其壁上的微孔(1_m，一般的大分子物质是不能通过的，因此人们利用其进行超滤、反渗透等分离过程，现在已被广泛地应用于工业生产的下游技术中。利用中空膜进行无泡式供氧是近几十年才出现的Ⅲ，因为制膜技术的限制以及相关理论的不成熟，中空纤维膜无泡式供氧至今还没有形成规模化应用

8、，只停留在实验室和小规模的应用中。供氧效率的古f氐与供氧过程形成的气泡大小、停留时间等因素有关，而影响这些因素主要在于供氧方式。根据有无肉眼可见的气泡形成可净供氧方式分为两类：泡式供氧园ubbleA锄硒n)和无泡式供氧(BubblelessAeration)。这两种供氧方式也同时代表了传统和现代新型的供氧方式，后者是在前者的基础E通过各种方式减小气泡尺寸、增加气泡停留时间，进而达到无肉眼可见的气泡形成，这是技术上的不断继承发展的结果。1．1