CN108165468A - 基于柔性膜的生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于柔性膜的生物反应器，包括反应器本体、锚固沟、固定填料、整体薄膜、分离膜、浮块，本发明通过柔性薄膜材料制成整体薄膜和分离膜，并将整体薄膜预埋进反应器本体中部的凹陷池体内，从而将整体薄膜的内部空间与反应器本体分离开，避免了反应器内腐蚀性气液固体对传统材料造成腐蚀，同时隔绝了渗漏，而且整体薄膜为柔性薄膜，反应产生的气体可以自然地分布在上层整体薄膜隆起后形成的空间内，分离膜上部包裹有浮块，在整体薄膜内注入反应液后，浮块会因为浮力始终浮在反应液表面，从而利用分离膜自然地将反应器本体分隔成多个空间，减少物料短流的可能性，减小反应器中死体积，延长了物料在反应器中的反应时间。

Description

基于柔性膜的生物反应器

技术领域

本发明涉及生产设备领域，具体为基于柔性膜的生物反应器。

背景技术

生物反应器（英语：Bioreactor）是指任何提供生物活性环境的制造设备或工程设备。生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。在酒类、医药生产、浓缩果酱、果汁发酵、有机污染物降解方面有重要应用。在一种情况下，生物反应器是一个进行涉及到生物或生物化学活性物质由特定的生物生产出来的化学过程的容器。此过程既可以有氧进行，也可以无氧进行。

由于目前市面上生物反应器多数由碳钢、不锈钢、混凝土等材料制成，存在成本高，不耐腐蚀，密封性不好等缺陷。例如，厌氧生物处理过程中产生的腐蚀性气体如硫化氢、氨气等会对传统反应器造成严重的腐蚀，缩短其寿命。

发明内容

本发明正是针对以上技术问题，提供一种气密性高、耐腐蚀、防渗性能好、以及效率高的基于柔性膜的生物反应器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

基于柔性膜的生物反应器，包括反应器本体、锚固沟、固定填料、整体薄膜、分离膜、浮块，其特征在于反应器本体中部为凹陷的池体，反应器周围设置有锚固沟，锚固沟内填充有固定填料，整体薄膜为两层，下层的整体薄膜平铺在反应器本体内中部的凹陷池体内，并延伸至锚固沟外，且通过固定填料压实锚固沟内的部分，上层的整体薄膜覆盖在反应器本体上方，并延伸至锚固沟外，且通过固定填料压实锚固沟内的部分，下层的整体薄膜中间部分设置有分离膜，分离膜交叉设置，分离膜上部包裹有浮块。所述锚固沟为闭合的环形凹槽。所述反应器本体内中部的凹陷池体为圆形或矩形。所述反应器本体采用混凝土或金属制成，或是由土壤、石头承载的池体。所述分离膜将反应器本体内中部的凹陷池体分隔为连续的多个弯道。所述整体薄膜外侧通过保温材料进行保温。所述整体薄膜上层外侧通过柔性保温材料进行保温。所述整体薄膜下层外侧与反应器本体之间通过硬性保温材料进行保温与隔离。所述反应器本体通过泵送气体进行扰动式搅拌。所述整体薄膜、分离膜均为一个整体塑料膜或由多片塑料膜焊接而成，塑料膜的材质包括但不限于聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）以及其改性材料。

本发明通过柔性薄膜材料制成整体薄膜和分离膜，并将整体薄膜预埋进反应器本体内中部的凹陷池体内，从而将整体薄膜的内部空间与反应器本体分离开，防止池体内污染物渗入地下，而且整体薄膜为柔性薄膜，反应产生的气体可以自然地分布在上层整体薄膜隆起后形成的空间内，而且由于分离膜交错设置，在分离膜上部包裹浮块后，在整体薄膜内注入反应液后，浮块会因为浮力浮在反应液表面，浮块上部高出液面，从而自然地将反应器本体分隔成连续的弯道空间，保障了物料的水力停留时间。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图，图2为本发明单个分离膜的液体流向示意图，图3为本发明多个分离膜的液体流向示意图，其中：

1—反应器本体，2—锚固沟，3—固定填料，4—整体薄膜，5—分离膜，6—浮块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

基于柔性膜的生物反应器，包括反应器本体1、锚固沟2、固定填料3、整体薄膜4、分离膜5、浮块6，其特征在于反应器本体1中部为凹陷的池体，反应器周围设置有锚固沟2，锚固沟2内填充有固定填料3，整体薄膜4为两层，下层的整体薄膜4平铺在反应器本体1内中部的凹陷池体内，并延伸至锚固沟2外，上层的整体薄膜4覆盖在反应器本体1上方，并延伸至锚固沟2外，下层的整体薄膜4中间部分设置有分离膜5，分离膜5交叉设置，分离膜5上部包裹有浮块6。锚固沟2为闭合的环形凹槽。反应器本体1内中部的凹陷池体为长方形、正方形或圆形。反应器本体1采用夯实土、混凝土或金属制成。分离膜5将反应器本体1中部分隔为连续的多个弯道。整体薄膜4外侧通过保温材料进行保温。整体薄膜4上层外侧通过柔性保温材料进行保温。整体薄膜4下层外侧通过硬性保温材料进行保温与隔离。

本发明通过柔性薄膜材料制成整体薄膜4和分离膜5，并将整体薄膜4预埋进反应器本体1内中部的凹陷池体内，从而将整体薄膜4的内部空间与反应器本体1分离开，起到防渗的效果，而且整体薄膜4为柔性薄膜，反应产生的气体可以自然地分布在上层整体薄膜4隆起后形成的空间内，而且分离膜5上部包裹有浮块6，在整体薄膜4内注入反应液后，浮块6会浮在反应液表面，从而自然地将反应器本体1分隔成连续的多个弯道，提高了水力停留时间。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.基于柔性膜的生物反应器，包括反应器本体、锚固沟、固定填料、整体薄膜、分离膜、浮块，其特征在于反应器本体中部为凹陷的池体，反应器周围设置有锚固沟，锚固沟内填充有固定填料，整体薄膜为两层，下层的整体薄膜平铺在反应器本体内中部的凹陷池体内，并延伸至锚固沟外，且通过固定填料压实锚固沟内的部分，上层的整体薄膜覆盖在反应器本体上方，并延伸至锚固沟外，且通过固定填料压实锚固沟内的部分，下层的整体薄膜中间部分设置有分离膜，分离膜交叉设置，分离膜上部包裹有浮块。

2.根据权利要求1所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述锚固沟为闭合的环形凹槽。

3.根据权利要求1所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述反应器本体内中部的凹陷池体为圆形或矩形。

4.根据权利要求1所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述反应器本体采用混凝土或金属制成，或是由土壤、石头承载的池体。

5.根据权利要求1所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述分离膜将反应器本体内中部的凹陷池体分隔为连续的多个弯道。

6.根据权利要求1所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述整体薄膜外侧通过保温材料进行保温。

7.根据权利要求6所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述整体薄膜上层外侧通过柔性保温材料进行保温。

8.根据权利要求6所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述整体薄膜下层外侧与反应器本体之间通过硬性保温材料进行保温与隔离。

9.根据权利要求1所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述反应器本体通过泵送气体进行扰动式搅拌。

10.根据权利要求1所述的基于柔性膜的生物反应器，其特征在于所述整体薄膜、分离膜均为一个整体塑料膜或由多片塑料膜焊接而成，塑料膜的材质包括但不限于聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）及其改性、改良材料。