生物反应器和其用途的制作方法

专利名称：生物反应器和其用途的制作方法
技术领域：
本发明是关于将环境气体引入液体的方法和系统。
背景技术：
需要将各种气体溶解在液体中。例如，在废水处理中，将氧气或臭氧溶解在水中是有用的。一种已知的废水处理方法包括将氧气引入所述水中以支持需氧细菌的生长。典型地，这是通过将氧气鼓泡通过所述水来实现的。还有用的是将臭氧加入到水中以杀死细菌和病毒以及用于去除臭味和颜色。这种处理例如用于加工水果和蔬菜。同样，典型地，通过使臭氧在水中鼓泡来实现臭氧的引入。和常规空气鼓泡方法相关的难处在于它们对电力的需求大。另外，这些方法效率不高。当使用空气鼓泡时，在溶解氧达到有用水平之前需要花费相当长的时间。结果，大量的气体没有溶解，而是最终被浪费了。

发明内容
本发明涉及使用旋转的轮将气体引入到液体介质中。所述轮覆盖有一个或多个网状结构。在所述结构的形成中，肋条互相连接以形成孔隙。当孔隙具有规则形状时，该结构的每一层可以视为网格层或者网层。所述轮能够安装成突出到液体表面之上。当轮转动时，网状结构中的孔隙夹带气泡。随着这些气泡和孔隙之间的边缘(例如，网的相邻层中的肋条)相互作用，它们变得越来越小，因此更容易溶解在液体中。在一个方面中，本发明特征在于用于将环境气体引入液体中的旋转轮组装件。所述组装件包括具有面的轮片；和位于所述面上的网状结构。所述轮片可以是实心的或者液体比如水不可渗透。所述旋转轮组装件可以进一步包括通过轮片的轴，所述轴的位置使得一部分轮片突出到液体水平面上方。所述网状结构能够由铝、铝合金、不锈钢或耐臭氧塑料制备。它能够包含在所述面上的一层或多层塑料网或金属网。所述网能够具有菱形、方形或六角形的网孔。所述网孔的直径可以是0. 5-2. Ocm0在一个实施方案中，所述组装件的网层中最靠近轮的层包含多个具有第一尺寸的网孔，最远离轮的层包含多个具有第二尺寸的网孔，其中第二尺寸大于第一尺寸。在另一实施方案中，上述面是轮片的侧面或圆周面。例如，所述轮是覆盖有一层或多层网状结构的转管。参见图2。
所述旋转轮组装件能够包括多个轮片，每个轮片具有用于放置网状结构的面。它能够包括第一轮片、和第一轮片共轴安装并且沿着轴向和第一轮片分开的第二轮片、和多个在第一轮和第二轮之间延伸的板，所述板具有面。所述网状结构设置在板的面上。本发明还特征在于将气体引入液体的旋转轮组装件。所述组装件能够包括用于容纳液体的机构；用于夹带气泡的机构；和用于将所述夹带机构插入到液体表面之下的机构以及用于将大尺寸气泡夹带并击碎成小尺寸的机构。在另一方面中，本发明特征在于具有多个如上所述旋转轮组装件的装置。所述组装件一起组装在生物反应器槽或室中。在另一方面中，本发明特征在于用于将环境气体引入液体的生物反应器。它包含用于容纳液体的槽；和可旋转安装在所述槽中的上述轮组装件。所述生物反应器能够进一步包括用于该槽的气密性盖子。所述气体可以是空气、氧气、臭氧、芳香气体、氮气或CO2。对于空气、氧气、芳香气体、氮气或CO2而言，网状结构可以由塑料、铝、铝合金、不锈钢或塑料制备。对于臭氧而言，网状结构可以由耐臭氧性塑料制备并且所述槽是气密性的。在生物反应器中，所述液体可以包含化学物质、病毒、微生物(例如，细菌或酵母)、植物细胞或哺乳动物细胞。引入到液体中的气体能够处理所述化学物质或杀死病毒、 微生物、植物细胞或哺乳动物细胞。所述液体可以包含水、工业废水或下水道的废水。或者， 所述气体是所述微生物或细胞生长所需的。在生物反应器的一个实施方案中，所述槽进一步包括活性淤泥，所述活性淤泥能够用于处理污染的水。活性淤泥可以生长在基质上，所述基质可以包括位于塑料网之间的聚合物无纺布。活性淤泥可以由腐生营养的细菌组成，但是也能够具有主要由如下物质组成的原生动物菌落阿米巴、Spirotrichs、Peritrichs (包括Vorticellids)和各种其它的过滤进食物种(filter feeding species)。其它重要的成分包括移动型的和附着型的轮虫。在另一方面中，本发明特征在于液体处理的方法。所述方法包括重复地移动网状结构通过待溶解在液体中的气体；和将所述网状结构插入到所述液体，其中所述液体位于槽中。所述气体可以是空气、氧气、臭氧、芳香气体、氮气或co2。对于空气、氧气、芳香气体、 氮气或(X)2而言，网状结构可以由塑料、铝、铝合金、不锈钢或塑料制备。对于臭氧而言，网状结构可以由耐臭氧性塑料制备并且所述槽是气密性的。所述液体可以包含化学物质、病毒、微生物、植物细胞或哺乳动物细胞。引入到液体中的气体能够处理所述化学物质或杀死病毒、微生物(例如，细菌或酵母)、植物细胞或哺乳动物细胞。所述液体可以包含水、工业废水、下水道的废水、培养基或细菌培养液。在附图和下面的描述中给出了本发明一个或多个实施方案的细节。本发明的其它特征、目的和优点将通过下面的描述、附图和权利要求中显而易见。


图1是覆盖有多层网的旋转轮(由有机玻璃或铝合金或塑料制备)，用于将环境气体转移到水中。图2是制备示例性环境气体转移旋转轮的详细图。图3是用于产生微气泡和溶解氧的新型氧转移轮方法的示意图。
图4是臭氧处理旋转轮式生物反应器，特征在于其能够将环境臭氧100%转移到位于密封室中的水或废水中。图5是臭氧处理生物反应器，特征在于其将旋转臭氧转移轮和臭氧转移板结合起来以将环境臭氧100%转移到位于密封室中的水或废水中。图6是用于处理少量废水的小型臭氧处理旋转轮式生物反应器。图7是用于处理大量废水的大型臭氧处理旋转轮式生物反应器。图8是用于对蔬菜、海鲜、肉、布料和碗碟进行清洁或杀菌的臭氧处理旋转轮式生物反应器。图9是地下水清洁或杀菌臭氧生物反应器系统。图10是图5的处理系统的移动版，是配有臭氧水处理生物反应器的车。图11是将产生溶解氧轮式生物反应器的常规搅拌浆/鼓泡型深槽生物反应器的氧转移速度的试验。空气用于该培养。搅拌浆的最大速度是750rpm，而轮的最大转速是 190rpm。第三块的照片表明产生溶解氧轮式生物反应器产生了显著更小的剪切力，也即在离心后样品的上清液更澄清。图12是使用我们的氧转移轮试验平台进行试验的旋转轮(直径2. 0米)的照片。图13是新型小型臭氧处理旋转轮式生物反应器系统。图14是新型大型臭氧处理旋转轮式生物反应器系统。图15示出了在两个塑料网之间填充有无纺聚合物布载体的一组图片，用于附着生长活性淤泥和微生物。图16是废水处理生物反应器单元，采用了直径0. 5米的旋转轮用于产生溶解氧。图17是小型废水处理生物反应器系统，采用直径为0. 5米的旋转轮。图18是中型废水处理生物反应器系统，采用直径为0. 5、1. 0和2. 0米的旋转轮， 用于溶解氧和臭氧并特别用于制备再生的水。图19是中型废水处理生物反应器系统，采用直径为0. 5、1. 0和2. 0米的旋转轮， 用于溶解氧和臭氧，并特别设计用于处理来自医院和疫苗厂的被感染的废水。图20是大型废水处理生物反应器系统，采用直径为0. 5、1. 0和2. 0米的旋转轮用
于溶解氧和臭氧。图21A-F是小型轮式生物反应器系统(直径为0. 25米的轮)的一组照片。完整的系统包括厌氧发酵、需氧发酵、臭氧处理和Pi去除(a、b、C、d、e*f)。所述系统用于不同种类废水的小型中试。图22的图示出了处理时处于关闭位置的液体处理系统。图23示出了图22的液体处理室处于打开位置。图M是图23中所示的轮的轮缘视图。图25是和图M中所示类似的轮的镶嵌层或网层的堆叠的展开图。图沈示出了图22的系统用于地下水补救。图27示出了具有宽轮缘的轮，在所述轮缘上具有网状结构。图观示出了具有共轴轮的轮组装件，所述轮一起实现图27中所示的宽轮缘的效^ ο图四示出了具有在一对轮之间轴向延伸的板的轮组装件的图。
具体实施例方式本发明涉及通过新型多层网覆盖的旋转轮方法将环境气体组合物(例如，环境臭氧、环境空气或氧气、环境氮气、环境0)2和环境芳香气体)有效转移到液体(例如，水、废水和其它液体)。参见图1-10。本发明还涉及用于以悬浮态和附着态高密度培养微生物和活性淤泥的新型生物反应器，用于处理水、废水和其它需氧和厌氧发酵应用。参见图11-18。臭氧是杀死细菌和病毒的有效试剂。它还氧化毒性物质并将臭味和颜色从水和废水中去除。目前的水处理、食物或蔬菜加工和废水处理通常采用臭氧鼓泡方法来将臭氧转移到水中以处理废水。它不能有效地利用昂贵的臭氧，因此提高了成本并且对其邻近环境有害。所以，需要将环境臭氧直接转移到水中并100%利用臭氧的替换方案。目前的生物废水处理或微生物培养通常采用空气鼓泡方法来将氧气转移到废水中，以悬浮培养活性淤泥和微生物从而改善水质量。活性淤泥和微生物通过空气鼓泡方法进行的悬浮培养不是理想方法。例如，悬浮的活性淤泥和微生物的生物质并不高得足以通过有限空间来处理大量的废水。同时，鼓泡氧转移方法获得的溶解氧水平并不好得足以支持大生物质的活性淤泥和微生物的生长。另外，鼓泡氧转移方法的混合力并不强得足以分布溶解氧以支持活性淤泥微生物的大生物质生长。因此，需要更有效的系统来以大生物质培养活性淤泥和微生物，和更好的方法来转移氧气或产生溶解氧以支持活性淤泥微生物的大生物质生长。本发明提供了用于将气体组合物引入到液体组合物中的新型系统和方法，如图3 中所示。在一个实例中，包括通过使用气体转移旋转轮产生臭氧或空气的微气泡。该轮经设计和构造使得略少于一半的表面浸没在液体组合物中，而另一半表面暴露在环境气体(比如空气或臭氧)中。该轮在每一面上覆盖有多层耐臭氧塑料网或金属网(图1、2和幻。该旋转轮的暴露于气体中的部分以微气泡形式携带环境气体到液体组合物中。通过介质流反复撞在网的金属或塑料棒上并随后撞在轮的表面上(图幻产生并携带微气泡，能够通过溶解氧探头、溶解臭氧探头、高速照相机探头、Multisizer-3 (Coulter Counter, Beckman) 或相多普勒风速计(PDA)探头来检测。微气泡产生速率和水流冲扫速度、表面材料的物理化学特征和冲扫过的材料表面角度相关。图3示出了这种微气泡产生方法或机制。这些材料的实例包括但不限于聚丙烯、或EVA/ΡΕ、金属、有机玻璃和塑料。材料的微米尺度和纳米尺度上的表面物理性质是通过使用扫描电镜(SEM)来选择的，而它们的氧和臭氧转移性质是通过使用溶解氧探头、溶解臭氧探头、高速照相机、Multisizer-3 (Coulter Counter Beckman)或相多普勒风速计(PDA)探头来通过试验选择的。该方法既不是基于喷射的传统氧转移方法，也不是基于膜过滤的传统氧转移方法。它包括通过覆盖有多层网的旋转轮来在水中产生或携带微气泡的新型方式。DO在科学上定义为水分子之间的微观气泡。本文所述的系统和方法可以用于将环境氧气和臭氧(其密封在室中以实现100% 臭氧转移而没有泄漏)转移到水或液体中，以以低成本和低能量来处理水和废水。基于上述方法，设计和构造了新型旋转轮式生物反应器系统(图4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、 15、16、17、18、19、20和21)来有效地转移环境氧(O2)和臭氧(O3)到水中，用于处理水、污染的水和废水。通过下述试验选择不同的材料和表面性质(化学和物理性质)，来确定用于将环境氧气和臭氧转移到水或其它液体中的旋转轮表面上(其密封在室中以实现100%的臭氧转移而没有泄漏)的有效材料。本发明还涉及新型生物反应器以以悬浮状态和附着状态来高密度培养微生物和培养活性淤泥。如下方法也在本发明的范围内通过使用填充在塑料网之间的聚合物纸张载体的堆叠壁以及新型氧转移方法来高密度培养更大生物质的微生物和稳定地培养活性淤泥，该方法包括使用上述系统进行废水处理。在一个实例中，包括使用溶解氧产生轮来培养处于悬浮状态的高密度E-coli (大肠杆菌)，和传统的搅拌浆式深槽生物反应器(参见图11、13和14)进行对比。在其它实例中，包括使用填充在塑料网之间的聚合物纸张载体的堆叠壁来以附着模式稳定地培养大生物质的活性淤泥(图16-21)。这种材料的实例包括但不限于无纺聚合物纤维纸张载体和生物相容性塑料网。本文所述的系统和方法可以用于以悬浮状态和附着状态两者高密度培养微生物和活性淤泥，以处理废水。基于上述方法，设计和构造了新型生物反应器系统(参见图 11-21)来有效地高密度培养微生物和处理废水。通过下述试验选择不同材料(化学和物理特征)，来确定有效的材料。下面给出了一定量的具体实施方案。用于将气体引入液体介质的系统包括槽10， 如图5或22中所示。液体入口 12伸入槽10中用于引入液体介质，气体入口 14引入槽10 中以提供待引入到液体介质中的气体。可去除的盖子15盖着槽10并限定了密封室17。盖子15在图23中处于其打开位置，在操作过程中被关闭。结果，经由气体入口 14引入的气体被圈闭在室17内。现在参见图5或23，轮组装件的特征在于安装在槽10中的旋转式轮16。轮16典型地是实心铝合金或塑料，连接到电机18上，所述电机以选定速度旋转轮16。在典型的实施方案中，电机18使得轮16以40rpm-90rpm旋转。轮自身典型地的直径是大约0. 5米。但是，轮直径和转速可以根据特定应用而变。图1的下面部分或图M示出了轮16的一个实例，是从面向其轮缘18的角度来显示的。轮围绕着轴23旋转，所述轴23限定了和轮面正交的方向。沿着轴23朝向轮16的方向称作“靠近轮”方向。和靠近轮方向相反的方向称作“远离轮”方向。轮16在其一个面上具有由外网/格栅层20和内网/格栅层22形成的网状结构 21。网/格栅层20、22的实例在图25中给出，可以通过彼此十字交叉或交叉以限定一系列孔隙的肋条23形成。这些孔隙在本文中称作“单元27”，形成了轮面的小格。肋条23由能够承受室17中存在的气体的影响的材料制备。因此，如果气体包括臭氧，那么肋条23由耐臭氧材料制备。能够用于肋条23的其它材料包括聚丙烯、EVA/PE、 有机玻璃、塑料(包括耐臭氧塑料)和金属比如铝。单元27可以是不规则形状的或随机形状的。但是，在一些实施方案中，单元27具有规则的尺寸和形状。在这种实施方案中，格栅层可以视为网格层或网。单元27可以是方形、矩形、六角形、斜方形或平行四边形。另外，不同网格层的单元27无需具有相同形状。因此，可能外层是斜方形单元，内层是六角形单元。另外，可以有任何数量的网格层。如下面的试验中所讨论的，仅仅一个网格层就能够实现相当的改善。但是，随着加入的层越多，溶解速率增加。如图1或M所示，仅仅有两层。但是，层数不限于2层。例如，也可以使用具有3-6层的轮16。而且，最里面的层，也即，最靠近轮16的层，可以是轮16自身的一部分。例如，轮16可以钻有孔阵列以形成网格，或者轮16可以形成有凹槽的阵列。图25示出了通过如下的堆叠层形成的网状结构21的展开图以轮16表面上的最靠近轮的层32开始，沿着远离轮方向堆叠另外的层34、36、30。虽然在轮16上堆叠网格层或格栅层是构建网状结构21的有用方式，网状结构21 可以例如通过机械加工、浇铸或蚀刻以另一种方式构建。在如图1或对中所示具有仅仅两个格栅层的轮的特定情况中，最不靠近轮层 (或，最外层)的单元尺寸优选大于最靠近轮层(或，最内层)的单元尺寸。在其中多于两层在轮16上的情况下，沿着靠近轮方向，单元尺寸优选减少。如本文所使用的，单元尺寸是指表示单元27多大的度量。合适的度量包括单元面积、单元周长、或者单元侧的长度。操作中，槽10中部分填充有待向其中引入气体的液体。槽10中填充的水平使得轮16部分突出在液体表面之上。优选地，多至一半的轮16位于液体表面上。室17随后填充气体。在室17填充之后，电机18以预定速率旋转轮16 —段预定时间。参见图25，随着轮16旋转，轮16上的网状结构21的单元27交替地插入到液体表面下方和突出到液体表面上方。轮16上的网状结构21促进气体溶解的物理机制并没有完全理解。但是，相信随着轮16的旋转，环境气体的气泡被夹带在网状结构21的最外层38 中。这些气泡潜在地向着轮迁移通过网状结构21进入内层36中的更小单元27中。通过这样做，它们遇到了内层36的肋条23，被这些肋条23分成更小的气泡。这种朝向轮通过网状结构的迁移导致形成越来越小的气泡，会继续进行直到到达最靠近轮的层或者最内层 32。通过最靠近轮层32形成的微气泡逃逸，并小得足以容易地溶解。但是，前述物理机制仅仅是理论上的，并不用于限制权利要求的范围。如下面讨论的，无论物理机制如何，本文所述装置快速的、高效地将气体溶解在液体中。在一些实践中，气体连续送入室17，以使一直存在恒定浓度或量的气体。当达到最佳溶解气体含量时，切断气体供应，并使轮16继续旋转一定时间。在这一时间过程中，在室17中的残余气体溶解在液体中。这使得几乎能够100%利用所述气体， 具体取决于在气体供应切断后转盘16保持旋转的时间。 在一个实例中，直径0. 5米并具有不同数目格栅层的轮浸入在填充有氧气的室中的110升水中。发现如果没有层，则会花费20分钟从0%的基线溶解氧水平到达100%的溶解氧水平。将一层的网状结构加入到轮16上仅仅将该时间减少了 150秒。向该网状结构中添加第二层仅仅使得该时间进一步减少90秒。在另一试验中，室填充了 110升被蓝墨水染色的水，室的剩余部分填充有臭氧。使用相同的轮直径(0. 5米)和旋转速度(90rpm)。在这种情况下，当轮16具有一个格栅层时水在40分钟内变得澄清，当使用具有两个格栅层的网状结构时在25分钟变得变得澄清。具有多个格栅层的网状结构的效果可见于例如下面实施例3的表3中，该表示出了使用不同数量的格栅层在前6分钟运行期间溶解氧的水平。在这个试验中，格栅层由铝制备，轮16直径是1. 0米转速是53rpm，并且具有650升的0. 16g/l的Na2SO3水溶液。如本文所示的通过网状结构辅助的气体溶解可以用于各种应用中。例如，该系统可以用于将氧气引入废水，由此促进需氧细菌的生长。或者，该系统可以用于用臭氧来消毒水。这种水可用于清洗并由此消毒蔬菜或肉。或者该系统可以用于将方向气体例如柠檬味CN 102405277 A
说明书
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气体引入水中，或者将氯气或其它杀毒气体引入游泳池的水中。本文所述的臭氧处理也可以用于对污染的废水，比如含酚的废水，进行预处理。本文所述的臭氧处理也可以用于处理污染的地下水，如图9或沈所示。示出的系统包括用于从井52抽取地下水的泵50和具有直径0. 5米轮16的生物反应器M。臭氧发生器56提供臭氧以填充生物反应器M。来自生物反应器M的水通过活性碳柱58，然后在水出口 59处排回到地下。本文所述的生物反应器足够小并且可便携以在卡车60上携带到工作地点，如图 10所示。在所示的生物反应器61中，电机64驱动具有轮阵列62的轮组装件，每个轮的构造如图5或23中所述。这使得通过臭氧发生器66更快地溶解臭氧。如图10所示的便携式系统特别有用于如下任务比如地下水补救，或者游泳池、池塘或不容易运送的其它水体的去污。轮16将气体引入液体的速率取决于轮16的结构及其伴随的网状结构21。实施例 15示出了数个0. 25m直径的轮在于90rpm旋转时能够在7分钟内溶解氧的程度。本文中所述的系统和方法能够适于促进微生物的高密度培养和活性淤泥的培养， 无论是悬浮状态还是附着状态。例如，该系统可以配有堆叠在塑料网之间的聚合物纸张载体的堆叠壁。这种材料的实例包括但不限于无纺聚合物纤维纸张载体和生物相容性塑料网。在其它实施方案中，轮16的轮缘18限定了在其上设置有网状结构21的圆周面。 对于具有宽轮缘18的轮(比如图2或27中所示)，这特别有用。网状结构21如同上面结合放置在轮上的法向矢量和轴23平行而非垂直的那些面上的网状结构描述的一样。由于靠近轮方向和背离轮方向是相对于该轮的面(在图2或27中该面实际上是轮的轮缘18) 定义的，所以网状结构21中的单元27的尺寸会再次沿着朝向轮方向减少。对网状结构有贡献的轮表面积的膨胀(如同2或27所示)也可以通过使用具有多个共轴轮82、84、86的轮组装件来实现，如图9或28所示。图5或四示出了提高对网状结构21有贡献的轮面积的另一方式。在图5或四中，轮组装件包括第一和第二共轴轮92、94，板96在轮92、94之间延伸。网状结构21设置在板96上。每个板96可以经安装以使和板96的面垂直的矢量和径向矢量(也即，和轴23 垂直并且朝向板96延伸的矢量)平行。但是，板也可以经安装以使和该板的面垂直的矢量形成径向矢量。而且，在图5或四所示的实施方案中，一个或多个板96可以沿着径向向外移动， 以使板96的一部分延伸超过轮92、94的轮缘。这导致形成桨-轮型装置，也允许轮92、94 安装高于水表面以使仅仅板96浸没到水表面下方。当槽10太浅而不能容纳轮92、94时， 这种构造是有用的。由于单元27的线性速度不随着位置的改变而改变，就像网状结构21位于轮侧面 (也即，法向矢量和轴23平行的面)上时那样，所以图27-29中所示的构造特别有用。在图23中，仅仅示出了单个轮16。但是，可以使用任何数量的轮。而且，轮可以放在槽10中的各种位置。而且，如本文所述，网状结构21通过安装在旋转结构上而插入水中和从水中拔出。但是，用于插入网状结构21的其它机构或其部分也是可行的。例如，网状结构21可以安装在往复性结构上，比如重复插入水中和从水中拔出的平板或弯曲板上。或者，网状结构 21可以安装在环带上，所述环带在位于水表面下方的旋转圆筒和位于水表面上方的另一旋转圆筒之间循环。下面的具体实施例应该理解成仅仅是示例性的，而绝不以任何方式限制本文的剩余部分。无需进一步的劳动，相信本领域技术人员能够基于本文的描述充分地使用本发明。 本文引用的所有公开文献在此全文通过引用结合进来。而且，下面提到的任何机制绝不限制所要求保护的发明的范围。实施例一在这个例子中，我们采用了改性的自行车轮式的结构用来做氧气传递转轮结构的安装，见图1和图2。结果表明，这个设计成功地用于制造了最强最稳定的气体传递转轮。 例如，所制造的轮不但结构轻，而且没有丧失转轮的稳定性。又如，它导致获得了最稳定的转轮结构，在转动时对水的阻力最小(图1、2、4、5和8-12)。实施例二为了产生微气泡，我们假说在被金属或塑料或有机玻璃棒或网表面以及最终实心表面击打并相互作用(在相互作用过程中夹带微气泡)3次后，大气泡变成微气泡(如图3 所示)。为了验证这个假说，我们用了固体轮，所述轮覆盖有0-2层的塑料或者有机玻璃或金属网(采用的轮直径是0.5米)。用溶氧(DO)探头或者高速相机或者相多普勒风速计 (PDA)来检测微气泡形成。为了传氧气，我们用了铝网。表1的结果清楚地显示覆盖有两层网的轮的传氧能力显著更好。表1、氧传递
权利要求
1.旋转轮组装件，用来将环境气体引入到液体中，所述旋转轮组装件包括具有面的轮片；和位于所述面上的网状结构。
2.权利要求1所述的旋转轮组装件，还包括通过所述轮片的轴，所述轴的位置使得所述轮片的一部分突出在所述液体的水平面之上。
3.权利要求1所述的旋转轮组装件，其中所述网状结构是由铝、铝合金、不锈钢或耐臭氧的塑料制备。
4.权利要求1的旋转轮组装件，其中所述网状结构包括位于所述面上的一层或多层塑料或金属网。
5.权利要求4所述的旋转轮组装件，其中所述网的网孔的形状是菱形、方形或六角形。
6.权利要求4所述的旋转轮组装件，其中所述网的网孔直径是0.5-2. 0厘米。
7.权利要求4所述的旋转轮组装件，其中所述多层网的最靠近轮的层包括具有第一尺寸的多个网孔，所述多层网的最远离轮的层包括具有第二尺寸的多个网孔，其中所述第二尺寸大于所述第一尺寸。
8.权利要求1所述的旋转轮组装件，其中所述面是所述轮片的侧面。
9.权利要求1所述的旋转轮组装件，其中所述面是所述轮片的圆周面。
10.权利要求1所述的旋转轮组装件，其中所述轮组装件包括多个轮片，每个轮片具有用于安装所述网状结构的面。
11.权利要求10的旋转轮组装件，其中所述轮组装件包括第一轮片；第二轮片，所述第二轮片和所述第一轮片共轴安装并且沿着轴方向和所述第一轮片隔开；和在所述第一轮片和第二轮片之间延伸的多个板，所述板具有面；其中所述网状结构设置在所述板的所述面上。
12.权利要求1的旋转轮组装件，其中所述轮是被所述网状结构的一个或多个层覆盖的转管。
13.用于将气体引入液体的旋转轮组装件，所述组装件包括用于携带所述气体的气泡的机构；用于将所述携带机构插入到所述液体的表面之下的机构，和用于将大尺寸的气泡捕捉并击碎成更小尺寸的机构。
14.装置，包括多个权利要求1或13的旋转轮组装件，其中所述组装件在生物反应器槽或室中组装在一起。
15.用于将环境气体引入到液体的生物反应器，包括用于容纳所述液体的槽；和旋转安装在所述槽中的权利要求1的转盘组装件。
16.权利要求15的生物反应器，进一步包括该槽用的气密性盖子。
17.权利要求15的生物反应器，其中所述气体是空气、氧气、臭氧、芳香气体、队或0)2。
18.权利要求15的生物反应器，其中所述网状结构由塑料、铝、铝合金或不锈钢制成， 所述气体是空气、氧气、芳香气体、队或C02。
19.权利要求15的生物反应器，其中所述网状结构是由耐臭氧的塑料制备，并且所述气体是臭氧。
20.权利要求19的生物反应器，其中所述槽是气密性的。
21.权利要求16的生物反应器，其中所述液体含有化学物质、病毒、微生物、植物细胞或哺乳动物细胞。
22.权利要求21的生物反应器，其中所述微生物是细菌或酵母。
23.权利要求15的生物反应器，其中所述液体包含水、工业废水或下水道污水。
24.液体处理方法，其中所述方法包括将网状结构重复性移动通过待溶解在所述液体中的气体；和将所述网状结构插入所述液体中，其中所述液体位于槽中。
25.权利要求M的方法，其中所述气体是空气、氧气、臭氧、芳香气体、队或C02。
26.权利要求对的方法，其中所述网状结构由铝、铝合金、不锈钢或塑料制备，所述气体是空气、氧气、芳香气体、N2或C02。
27.权利要求对的方法，其中所述网状结构是由耐臭氧的塑料制备的，并且所述气体是臭氧。
28.权利要求27的方法，其中所述槽是气密性的。
29.权利要求观的方法，其中所述液体含有化学物质、病毒、微生物、植物细胞或哺乳动物细胞。
30.权利要求四的方法，其中所述微生物是细菌或酵母。
31.权利要求M的方法，其中所述液体含有水、工业废水或废水、培养基、或细菌培养液。
32.旋转轮组装件，其中所述轮片是实心的。
33.权利要求15的生物反应器，其中所述槽进一步包括活性淤泥。
34.权利要求15的生物反应器，其中所述活性淤泥是在基质上生长的。
35.权利要求34的生物反应器，其中所述基质包含位于塑料网之间的聚合物无纺布层。
全文摘要
本发明公开了用于在密闭环境中将气态组合物传递到液体组合物中的生物反应器系统和方法。还公开了用于高密度培养微生物和稳定培养活性淤泥的生物反应器系统和方法。
文档编号C12M3/02GK102405277SQ201080012942
公开日2012年4月4日 申请日期2010年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者惠觅宙 申请人:浙江美莱普尔环境科技有限公司