CN109182111A - 一种适用于农业废弃物沼气发酵的cstr反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器，其包括罐体、电机、双向搅拌装置、三相分离装置、第一下套筒、第一上套筒、第二下套筒、第二上套筒和第三下套筒、格网、水箱、循环管和循环水泵。所述套筒将罐体内部分为4个区域，水解发酵区、酸性发酵区、甲烷发酵区和回流区，避免了装置内酸化影响甲烷的产率，实现了功能分区。通过循环管、水箱和循环水泵，将循环水再次射入水解发酵区内，不仅对该区域内进行再次搅拌，增加反应底物与污泥的接触面积，也可以使秸秆，牲畜粪便进行再次发酵，使反应底物发酵彻底，减少沼渣量的生成。本发明的反应器解决了现有技术中的搅拌不充分，装置内部易酸化，发酵效率低和产甲烷率低的问题。

Description

一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器
技术领域
本发明属于沼气制备技术领域，特别涉及一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应设备。
背景技术
农业废弃物的处置一直是一个令人困扰的问题。农业废弃物主要包括畜禽粪便和纤维性废弃物，在这两类废弃物中，猪粪和秸秆是最典型的代表。据农业统计年鉴推算，每年的猪粪产量高达2.8亿吨，而秸秆产量每年达到了9亿吨。每年产生的大量的秸秆，猪粪等农业废弃物如若未有效处理就会对环境造成严重的污染。目前，猪粪的处理方法主要有将其加工成肥料，饲料和沼气发酵等，其中厌氧沼气发酵是现今备受关注的一个研究方向，具有广泛的应用前景。而存量巨大的秸秆的处置则主要是采用直接焚烧的方法进行，从而引起了严重的空气污染问题。大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧，造成了大气污染，土壤矿化，火灾事故，堵塞交通等大量的社会、经济和生态问题。与此同时，秸秆和猪粪作为一种可再生能源，蕴含着巨大的生物质能量，它的资源化利用，对节约能源，改善生态环境，实现社会的可持续发展，有着重大意义。
农业废弃物发酵产沼气是以水稻，玉米，花生等农作物秸秆作为原料，经过粉碎并进行预处理后，与猪粪按一定比例混合后加入厌氧发酵装置中进行厌氧发酵来生产沼气和有机肥料，在工业生产中，通常采用CSTR反应器（continuous stirred tank reactor，即连续搅拌反应器系统）作为厌氧发酵装置来生产沼气。利用传统CSTR反应器发酵是一个在密闭罐体内完成料液的发酵、沼气产生的过程，反应装置内内安装有搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器内的全部发酵液菌种混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。由于传统的CSTR反应装置内结构简单，流态单一，在反应器装置内无法实现功能分区和生物相的分离，导致传统的厌氧发酵装置搅拌效率低，对于高固态的秸秆和猪粪来说，容易发生酸化现象，致使发酵效率和产气率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器，解决现有技术中搅拌器搅拌效率低，装置内易酸化，发酵效率和产甲烷率低的问题，保证反应器内部高负荷，高稳定，高效率地运行。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器，其包括一个罐体容器，罐体的外壁设置有保温加热层；罐体顶壁设置有若干出气口，每个出气口均连接有沼气收集管；罐体的顶壁设置有多个进料口，其中一个进料口设置在顶壁中心位置，该进料口下方设置有进料管，进料管上端与顶壁固连，下端伸入罐体内；进料管通道旁设有搅拌杆，搅拌杆上设有向下搅拌叶和上提升搅拌叶，搅拌杆上端伸出罐体顶壁且通过电机驱动；
搅拌杆和进料管外套有第一下套筒，第一下套筒为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，第一下套筒的圆台小端内壁与进料管之间留有间隙，圆台小端上部与罐体顶壁之间留有间隙；第一下套筒内壁设有格网，格网中心开有通孔，进料管穿过格网中心通孔并与格网固连；格网上方的套筒内壁设有三相分离装置；
第一下套筒外套有第一上套筒，第一上套筒为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台小端与圆柱下端连接，且圆台小端外径与圆柱外径相同，圆柱上端与罐体顶壁固连，圆台大端与罐体底壁之间留有间隙；第一上套筒外壁设有三相分离装置；
第一上套筒外设有第二下套筒，第二下套筒为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，圆台小端与罐体顶壁之间留有间隙；
第二下套筒外套有第二上套筒，第二上套筒为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台小端与圆柱下端连接，且圆台小端外径与圆柱外径相同，圆柱上端与罐体顶壁固连，圆台大端与罐体底壁之间留有间隙；第二上套筒外壁设有三相分离装置；
第二上套筒外设有第三下套筒，第三下套筒为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，圆台小端与罐体顶壁之间留有间隙；
第三下套筒外设有圆柱形套筒，圆柱形套筒上端与罐体顶壁固连，圆柱形套筒下端与罐体底壁间留有空隙；
第一下套筒所围空间作为空间A；与第一上套筒与第二下套筒之间的空间B相对应的罐体顶壁上，以及与第二上套筒与第三下套筒之间的空间C相对应的罐体顶壁上均设有进料口，相对应的罐体底壁上设有出料口；圆柱形套筒与罐体外壁之间的空间为D空间，D空间相对应的罐体底壁上也设有出料口；
第一下套筒与罐体连接区域的底部设有回流入口，回流入口通过循环水泵连接有水箱，水箱通过循环管与设置在外壁中间处的回流出口相连，循环管上设有阀门；
将污泥通过各个进料口加入罐体中，将水通过中心的进料口加进罐体，同时开启循环管的阀门使回水进入水箱，待罐体和水箱中水即将充满时停止进水，关闭进料口；开启循环水泵，将水箱中的水射入罐体内，通过阀门和循环水泵流量控制循环管中进出水量一致；当农业废弃物原料从中心的进料口进入罐体A区域后启动电机，带动搅拌杆上的向下搅拌叶和上提升搅拌叶转动，使得在搅拌过程中原料在两个搅拌叶之间形成对流；第一下套筒内的原料被污泥分解部分溶于水形成沼液，通过循环水流的作用下，进入第一上套筒、第二下套筒、第二上套筒以及第三下套筒之间的区域进一步反应，通过循环管进入水箱后再经循环水泵射入第一下套筒内进行反应，直至高固态反应物反应完全后，开启中间区域的出料口将废物排出。
所述套筒将罐体内部分为4个区域，分别为第一下套筒内的水解发酵区，第一上套筒与第二下套筒之间的酸性发酵区，第二上套筒与第三下套筒之间甲烷发酵区，以及圆柱形套筒与罐体内壁之间的回流区，避免了装置内酸化影响甲烷的产率，实现了功能分区。所述格网在罐体中水解发酵区，为了避免原料在搅拌作用下进入别的区域，影响其他区域内正常发酵，也有利于后期发酵完全后沼渣的收集；在工作时，将污泥通过5个进料口加入罐体水解发酵区、酸性发酵区和甲烷发酵区三个区域中；当原料从中心进料口进入罐体水解发酵区后启动电机，电机带动轴以及固定于其上的双向搅拌叶转动，使得在搅拌过程中，原料能在两个搅拌叶之间形成对流，再加上循环水泵的射流作用，以解决传统搅拌机搅而不拌的问题；同时，中心原料被污泥分解部分溶于水形成沼液，通过循环水水流推流及套筒的导流作用下，依次进入酸性发酵区和甲烷发酵区进一步进行反应，有效解决装置中酸度过高影响厌氧消化后续反应。在每个区域内设置三相分离装置，用于防止污泥流失。最后沼液流入回流区域，通过重力进入水箱，再通过循环水泵再次进入水解发酵区进行反应，不停循环，直至高固态反应物反应完全后，开启中间区域的出料口将废料排出；保留酸性发酵区和甲烷发酵区内污泥和水进行下一批高固态原料发酵。
进一步的，第一下套筒、第一上套筒、第二下套筒、第二上套筒和第三下套筒的空心圆台外壁母线与水平夹角为45度。
进一步的，罐体上还设置有压力传感器和温度传感器，用于监控罐体内的压力和温度。
本发明与现有技术相比具有以下优点：在传统CSTR反应装置中加入了若干套筒，使得装置内流态更加复杂化，提高传质装置内传质效率，初步形成装置内的功能分区和生物相分区。同时在装置外部加入循环系统，循环水经过循环泵再次射入反应区内，不仅对反应区域内进行再次搅拌，增加反应底物与污泥的接触面积，也可以使秸秆，牲畜粪便进行再次发酵，使反应底物发酵彻底，提高反应装置的发酵效率，减少沼渣量的生成，增加反应的效率。
附图说明
图1为本发明一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器的结构示意图。
其中，进料口1，电机2，格网3，向下搅拌叶4 ，向上搅拌叶5，出料口6，循环水泵7，沼气收集管8，循环管9，阀门10，三相分离器11，进料管12，第一下套筒13，第一上套筒14，第二下套筒15，第二上套筒16，第三下套筒17，圆柱形套筒18，水箱19，保温加热层20。
图2为本发明一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器的上层布置图。
图3为本发明一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器的下层布置图。
具体实施方式
下面结合具体实施例行进一步说明本发明的技术方案。
如图1-3所示，一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器包括一个罐体容器，罐体的外壁设置有保温加热层20（加热保温层靠近罐体外壁的位置设置有加热装置）；罐体的顶壁设置有多个进料口1，其中一个进料口1设置在顶壁中心位置，该进料口1下方设置有进料管12，进料管12上端与顶壁固连，下端伸入罐体内；进料管通道旁设有搅拌杆，搅拌杆上设有向下搅拌叶4和上提升搅拌叶5，搅拌杆上端伸出罐体顶壁且通过电机2驱动；
搅拌杆和进料管外套有第一下套筒13，第一下套筒13为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，第一下套筒13的圆台小端内壁与进料管12之间留有间隙，圆台小端上部与罐体顶壁之间留有间隙；第一下套筒13内壁设有格网3，格网3中心开有通孔，进料管12穿过格网3中心通孔并与格网3固连；格网3上方的套筒内壁设有三相分离装置11；
第一下套筒13外套有第一上套筒14，第一上套筒14为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台小端与圆柱下端连接，且圆台小端外径与圆柱外径相同，圆柱上端与罐体顶壁固连，圆台大端与罐体底壁之间留有间隙；第一上套筒14外壁设有三相分离装置11；
第一上套筒14外设有第二下套筒15，第二下套筒15为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，圆台小端与罐体顶壁之间留有间隙；
第二下套筒15外套有第二上套筒16，第二上套筒16为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台小端与圆柱下端连接，且圆台小端外径与圆柱外径相同，圆柱上端与罐体顶壁固连，圆台大端与罐体底壁之间留有间隙；第二上套筒外壁16设有三相分离装置11；
第二上套筒16外设有第三下套筒17，第三下套筒17为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，圆台小端与罐体顶壁之间留有间隙；
第三下套筒17外设有圆柱形套筒18，圆柱形套筒18上端与罐体顶壁固连，圆柱形套筒18下端与罐体底壁间留有空隙；
第一下套筒13所围空间作为空间A；与第一上套筒14与第二下套筒15之间的空间B相对应的罐体顶壁上，以及与第二上套筒16与第三下套筒17之间的空间C相对应的罐体顶壁上均设有进料口1，相对应的罐体底壁上设有出料口6；圆柱形套筒18与罐体外壁之间的空间为D空间，D空间相对应的罐体底壁上也设有出料口6；
第一下套筒13与罐体连接区域的底部设有回流入口，回流入口通过循环水泵7连接有水箱19，水箱19通过循环管9与设置在外壁中间处的回流出口相连，循环管9上设有阀门10；
将污泥通过各个进料口1加入罐体中，将水通过中心的进料口1加进罐体，同时开启循环管9的阀门10使回水进入水箱19，待罐体和水箱19中水即将充满时停止进水，关闭进料口1；开启循环水泵7，将水箱19中的水射入罐体内，通过阀门10和循环水泵7流量控制循环管9中进出水量一致；当农业废弃物原料从中心的进料口1进入罐体A区域后启动电机2，带动搅拌杆上的向下搅拌叶4和上提升搅拌叶5转动，使得在搅拌过程中原料在两个搅拌叶之间形成对流；第一下套筒13内的原料被污泥分解部分溶于水形成沼液，通过循环水流的作用下，进入第一上套筒14、第二下套筒15、第二上套筒16以及第三下套筒17之间的区域进一步反应，通过循环管9进入水箱19后再经循环水泵7射入第一下套筒13内进行反应，直至高固态反应物反应完全后，开启中间区域的出料口将废物排出。
所述套筒将罐体内部分为4个区域，分别为第一下套筒13内的水解发酵区，第一上套筒14与第二下套筒15之间的酸性发酵区，第二上套筒16与第三下套筒17之间甲烷发酵区，以及圆柱形套筒18与罐体内壁之间的回流区，避免了装置内酸化影响甲烷的产率，实现了功能分区。在每个区域内设置三相分离装置11，并且通过相应套筒圆台内所或外张的结构设计，用于防止污泥流失。
所述格网3在罐体中水解发酵区，为了避免原料在搅拌作用下进入别的区域，影响其他区域内正常发酵，也有利于后期发酵完全后沼渣的收集；在工作时，将污泥通过5个进料口加入罐体水解发酵区A、酸性发酵区B和甲烷发酵区C三个区域中；当原料从中心进料口1进入罐体水解发酵区后启动电机2，电机2带动轴以及固定于其上的双向搅拌叶转动，使得在搅拌过程中，原料能在两个搅拌叶之间形成对流，再加上循环水泵7的射流作用，以解决传统搅拌机搅而不拌的问题；同时，农业废弃物原料被污泥分解酸化部分溶于水形成沼液，通过循环水水流推流及套筒的导流作用下，依次进入酸性发酵区B和甲烷发酵区C进一步进行反应，有效解决装置中酸度过高影响厌氧消化后续反应。最后沼液流入回流区域D，通过重力进入水箱14，再通过循环水泵7再次进入水解发酵区A进行反应，不停循环，直至高固态反应物反应完全后，开启水解发酵区A的出料口6将废料排出；保留酸性发酵区B和甲烷发酵区C内污泥和水进行下一批高固态原料发酵。
罐体上还设置有压力传感器和温度传感器，用于监控罐体内的压力和温度。
位于第一下套筒13内部的三相分离装置11为环状结构，该结构向内突出且突出部分呈收口的结构（即厚度由外向内逐渐缩小，纵截面呈三角形，如图1所示）；其余三相分离装置11也为环状结构，但是向外凸出且呈收口结构（即厚度由内向外逐渐缩小，纵截面呈三角形，如图1所示）。
作为最优的一种设计方案，第一下套筒13、第一上套筒14、第二下套筒15、第二上套筒16和第三下套筒17的空心圆台外壁母线与水平夹角为45度。如图2所示，罐体顶部进料口和出气口数量均为5个（A空间有一个，B、C空间均为两个）；如图3所示，罐体底部出料口为7个（A空间对应一个，其余B、C、D空间均对应两个）。
经验证表明，本发明的一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器，通过在传统CSTR反应装置中加入了若干套筒，使得装置内流态更加复杂化，提高传质装置内传质效率，初步形成装置内的功能分区和生物相分区。同时在装置外部加入循环系统，循环水经过循环泵再次射入反应区内，不仅对反应区域内进行再次搅拌，增加反应底物与污泥的接触面积，也可以使秸秆，牲畜粪便进行再次发酵，使反应底物发酵彻底，提高反应装置的发酵效率，减少沼渣量的生成，增加反应的效率。

Claims (4)

1.一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器，包括一个罐体，罐体的外壁设置有保温加热层（20）；其特征在于罐体顶壁设置有若干出气口，每个出气口均连接有沼气收集管（8）；罐体的顶壁设置有多个进料口（1），其中一个进料口（1）设置在顶壁中心位置，该进料口（1）下方设置有进料管（12），进料管（12）上端与顶壁固连，下端伸入罐体内；进料管（12）通道旁设有搅拌杆，搅拌杆上设有向下搅拌叶（4）和上提升搅拌叶（5），搅拌杆上端伸出罐体顶壁且通过电机（2）驱动；
搅拌杆和进料管（12）外套有第一下套筒（13），第一下套筒（13）为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，第一下套筒（13）的圆台小端内壁与进料管（12）之间留有间隙，圆台小端上部与罐体顶壁之间留有间隙；第一下套筒（13）内壁设有格网（3），格网（3）中心开有通孔，进料管（12）穿过格网（3）中心通孔并与格网（3）固连；格网（3）上方的套筒内壁设有三相分离装置（11）；
第一下套筒（13）外套有第一上套筒（14），第一上套筒（14）为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台小端与圆柱下端连接，且圆台小端外径与圆柱外径相同，圆柱上端与罐体顶壁固连，圆台大端与罐体底壁之间留有间隙；第一上套筒（14）外壁设有三相分离装置（11）；
第一上套筒（14）外设有第二下套筒（15），第二下套筒（15）为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，圆台小端与罐体顶壁之间留有间隙；
第二下套筒（15）外套有第二上套筒（16），第二上套筒（16）为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台小端与圆柱下端连接，且圆台小端外径与圆柱外径相同，圆柱上端与罐体顶壁固连，圆台大端与罐体底壁之间留有间隙；第二上套筒（16）外壁设有三相分离装置（11）；
第二上套筒（16）外设有第三下套筒（17），第三下套筒（17）为空心圆柱与空心圆台组合结构，圆台大端与圆柱上端连接，且圆台大端外径与圆柱外径相同，圆柱下端与罐体底壁固连，圆台小端与罐体顶壁之间留有间隙；
第三下套筒（17）外设有圆柱形套筒（18），圆柱形套筒（18）上端与罐体顶壁固连，圆柱形套筒（18）下端与罐体底壁间留有空隙；
第一下套筒（13）所围空间作为空间A；与第一上套筒（14）与第二下套筒（15）之间的空间B相对应的罐体顶壁上，以及与第二上套筒（16）与第三下套筒（17）之间的空间C相对应的罐体顶壁上均设有进料口（1），相对应的罐体底壁上设有出料口（6）；圆柱形套筒（18）与罐体外壁之间的空间为D空间，D空间相对应的罐体底壁上也设有出料口（6）；
第一下套筒（13）与罐体连接区域的底部设有回流入口，回流入口通过循环水泵（7）连接有水箱（19），水箱（19）通过循环管（9）与设置在外壁中间处的回流出口相连，循环管（9）上设有阀门（10）；
将污泥通过各个进料口（1）加入罐体中，将水通过中心的进料口（1）加进罐体，同时开启循环管（9）的阀门（10）使回水进入水箱（19），待罐体和水箱（19）中水即将充满时停止进水，关闭进料口（1）；开启循环水泵（7），将水箱（19）中的水射入罐体内，通过阀门（10）和循环水泵（7）流量控制循环管（9）中进出水量一致；当农业废弃物原料从中心的进料口（1）进入罐体A区域后启动电机（2），带动搅拌杆上的向下搅拌叶（4）和上提升搅拌叶（5）转动，使得在搅拌过程中原料在两个搅拌叶之间形成对流；第一下套筒（13）内的原料被污泥分解部分溶于水形成沼液，通过循环水流的作用下，进入第一上套筒（14）、第二下套筒（15）、第二上套筒（16）以及第三下套筒（17）之间的区域进一步反应，通过循环管（9）进入水箱（19）后再经循环水泵（7）射入第一下套筒（13）内进行反应，直至高固态反应物反应完全后，开启中间区域的出料口将废物排出。
2.根据权利要求1所述的一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器，其特征在于第一下套筒（13）、第一上套筒（14）、第二下套筒（15）、第二上套筒（16）和第三下套筒（17）的空心圆台外壁母线与水平夹角为45度。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器，其特征在于罐体内设置有压力传感器和温度传感器。
4.根据权利要求1或2所述的一种适用于农业废弃物沼气发酵的CSTR反应器，其特征在于：罐体顶部进料口（1）和出气口数量均为5个，罐体底部出料口（6）为7个。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101010135A (zh) * 2004-09-02 2007-08-01 伊斯曼化学公司 优化的液相氧化
CN102190365A (zh) * 2011-05-18 2011-09-21 宁波永峰环保工程科技有限公司 三相双循环臭氧催化流化床及其废水处理方法
CN104743662A (zh) * 2015-03-02 2015-07-01 南京大学 一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器
WO2015134501A1 (en) * 2014-03-04 2015-09-11 University Of South Florida Concentrically baffled reactors and systems that incorporate them
CN106085836A (zh) * 2015-04-15 2016-11-09 天紫环保投资控股有限公司 沼气资源化处理系统中的cstr一体化反应器的运行方法
CN207121470U (zh) * 2017-07-18 2018-03-20 成都浩宇思源环境科技有限公司 一种实现沼渣沼液高效分离的套筒式反应器
CN108467821A (zh) * 2018-06-27 2018-08-31 津药新瑞制药股份有限公司 一种抗染菌发酵罐
CN108485945A (zh) * 2018-03-26 2018-09-04 太原理工大学 一种适用于有机固体废弃物资源化利用的反应系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101010135A (zh) * 2004-09-02 2007-08-01 伊斯曼化学公司 优化的液相氧化
CN102190365A (zh) * 2011-05-18 2011-09-21 宁波永峰环保工程科技有限公司 三相双循环臭氧催化流化床及其废水处理方法
WO2015134501A1 (en) * 2014-03-04 2015-09-11 University Of South Florida Concentrically baffled reactors and systems that incorporate them
CN104743662A (zh) * 2015-03-02 2015-07-01 南京大学 一种脉冲式二级同心圆折流厌氧水解反应器
CN106085836A (zh) * 2015-04-15 2016-11-09 天紫环保投资控股有限公司 沼气资源化处理系统中的cstr一体化反应器的运行方法
CN207121470U (zh) * 2017-07-18 2018-03-20 成都浩宇思源环境科技有限公司 一种实现沼渣沼液高效分离的套筒式反应器
CN108485945A (zh) * 2018-03-26 2018-09-04 太原理工大学 一种适用于有机固体废弃物资源化利用的反应系统
CN108467821A (zh) * 2018-06-27 2018-08-31 津药新瑞制药股份有限公司 一种抗染菌发酵罐

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于凯: "规模养殖场CSTR发酵系统的优化及菌群分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》 *

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