溶剂流中移除。
[0108] 为便于或增进在反应器组件的接触区内的成分的分离，电势差可以应用至全部或 部分接触区，以使接触区内的带电或极性分子迀移。一个或更多个合适的输出口可设置在 接触区中，从而将以这种方式收集的带电或极性分子移除。电势差可以以任意合适的方式 施加。在一个实施例中，电势差跨过转子组件的叶轮进行施加。特别地，当使用呈细长勺或 桶的形式的叶轮（尤其是流槽叶轮）时，电势差能够沿叶轮的长度施加，以使带电和/或极 性分子在叶轮内或沿叶轮迀移。
[0109] 由若干蓝细菌和光合原核生物产生的一个重要的代谢产物是氢气。氢气例如作为 生物能源的来源。通常，光合细菌在厌氧生长时消耗有机酸（比如乙酸）和二氧化碳、并且 产生氢气作为代谢产物。在一个实施例中，为产生氢气，本发明操作为提供在厌氧条件下待 消耗的有机酸的来源，以产生氢气。氢气从接触区移除并回收用于其他用途，特别是作为燃 料。
【附图说明】
[0110] 现在参照附图，仅通过示例的方式对本发明的实施例进行描述，其中：
[0111] 图1是包括多个根据本发明的一个实施例的生物反应器的生物反应器阵列的立 体图；
[0112] 图2是图1的阵列的一部分的立体图；
[0113] 图3是图1的阵列的单个反应器组件的一端的立体图；
[0114] 图4是图3的反应器组件的转子组件从反应器容器中部分拉出的立体图；
[0115] 图5是图4的转子组件的擦拭环的视图；
[0116] 图6是根据本发明的一个实施例的反应器组件的纵向剖视图；
[0117] 图7是图6的反应器组件沿线VII-VII的横向剖视图；
[0118] 图8是与图7对应的横向剖视图，示出反应器组件的可选的操作模式；
[0119] 图9是与图7对应的横向剖视图，示出反应器组件的另一可选的操作模式；
[0120] 图10是与图7对应的横向剖视图，示出反应器组件的又一可选的操作模式；
[0121] 图11是根据图6的实施例的可选实施例的反应器组件的纵向剖视图；
[0122] 图12a是本发明的第一反应器池实施例的剖视图；
[0123] 图12b是本发明的第二反应器池实施例的剖视图；
[0124] 图12c是本发明的第三反应器池实施例的剖视图；
[0125] 图13a至图13d是用作本发明的反应器组件中的叶轮的可选的流槽构型的立体 图。
【具体实施方式】
[0126] 参照图1，示出从根据本发明的一个实施例的生物反应器阵列的一端的立体图，该 生物反应器阵列整体由2指示。阵列2包括多个单独的反应器组件4,其中的每一个都通常 为细长和圆筒形的形式，如在下文中更详细描述的。反应器组件4布置成多个叠层6,在每 个叠层中的反应器组件被竖直地布置成一个在另一个之上。阵列2的位置和方向设置为允 许自然光照射反应器组件的壁。特别地，阵列2优选地布置成使太阳光尽可能多地贯穿整 个白天入射到反应器组件4的圆筒形侧壁上。在每个期望地点处用于阵列的最佳定位方向 能够由本领域的技术人员容易地确定。
[0127] 图2以立体图示出反应器组件4的单个叠层6。如可见，在所示的叠层中，借助于 沿反应器组件的长度间隔设置的支承框架8将十个反应器组件4保持在竖直布置中。
[0128] 应当理解的是，图1所示的阵列和图2所示的叠层仅是用于本发明的反应器组件 4的多个可能布置中的其中一个。反应器组件的一个特征在于其可以形成为任意合适的尺 寸并布置为任意合适的构型，这最佳地利用位置和可得到的自然光和太阳光。反应器组件 可以单个布置或以阵列布置，比如图1和2所示。组件或阵列可以设置在地平面上或者可 以在高于地面的抬高位置上，例如设置在建筑物的顶部上。这样，反应器组件可以设置成与 待处理的流体流的源非常接近。例如，一个或更多个反应器组件可以设置成与锅炉的烟道 气输出口相邻，用于处理烟道气并从中移除二氧化碳。
[0129] 图3更详细地示出单个反应器组件4。每个反应器组件4都包括具有端板12 的大致圆筒形的细长反应器容器10。反应器容器10至少沿其长度的一部分、更优选 地沿其全部长度由透明材料形成。合适的透明材料在本领域是已知的并且包括：聚乙 烯、聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯甲二酸乙 二醇醋（poly (ethylene terephthalate))、聚对萘二甲酸乙二醇醋（poly (ethylene naphthalate))、聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲醋（poly(1，4-cyclohexane dimethylene terephthalate))、聚稀径（polyolefm)、聚丁稀、聚丙稀酸醋、以及聚偏二氯乙稀 (polyvinlyidene chloride)、全氟塑料、聚四氟乙稀（PTFE)和聚对苯二甲酸乙二醇醋 (PET)、苏打玻璃、硼硅玻璃以及石英玻璃。反应器容器优选地为刚性的。但是，在一个可选 的布置（为清楚未示出）中，反应器容器为柔性的并由刚性支承构件保持为大致圆筒形的 形式。端板12可以是与反应器容器10相同或相似的材料。可选地，端板可以由不透明材 料形成，例如，诸如不锈钢等的金属。
[0130] 端板12在其下部设有第一开口 14,所述第一开口 14形成用于将含微生物的液体 介质供应至反应器容器的输入口。第二开口 16设置在端板12的上部以形成用于待处理的 流体流的输入口。在图3所示的实施例中，第二开口 16的尺寸被设计成允许将气体流给送 到反应器容器内、用于由其中的微生物进行处理。端板（为清楚未示出）设置在反应器容 器的相对端处并且具有与开口 14和16对应的开口，以提供用于含微生物的液态液体和处 理过的气体流的输出口。如需要，端板可以以类似方式设置另外的开口，以允许将如用于反 应器组件的正确操作所需的另外的流体流给送至反应器容器。
[0131] 端板中的开口连接至合适的供应线路和集管，用于将流体流供应到反应器容器、 从反应器容器供应流体流、将流体流移除到反应器容器和将流体流从反应器容器移除（为 清楚而省略）。
[0132] 反应器组件4设置有在反应器容器10内纵向延伸的转子组件20。转子组件20安 装在轴22上，所述轴22在反应器容器内纵向延伸并且从其向外延伸穿过端板12。轴22在 其端部设有链轮24,这允许轴由合适的马达或其他驱动机构（再次为清楚而从图中略去） 转动。可以采用用于转动转子组件20的轴的任意合适的驱动系统。
[0133] 图4更详细地示出转子组件20,其示出从反应器容器10中部分抽出的转子组件。 转子组件10包括安装至轴22上的圆形转子板26,以便能够与轴22 -起转动。多个细长流 槽28从转子板26延伸。流槽28在其端部安装在转子板26中的相应开口内，并且围绕转 子板的周边等距地间隔开。第二转子板（图3中未示出并且位于反应器容器10内）支承 每个流槽28的相对端部。
[0134] 转子组件可以设有多个成对的转子板26,每一对都具有在它们之间延伸的各自的 流槽，所述流槽用于将反应器容器10的内部分成分离的部分或隔间。在这种情况下，转子 板可以设有合适的开口以允许流体在如此形成的相邻隔间之间流通。
[0135] 转子组件20还包括安装在毂32上的擦拭环30,所述毂32容纳用于转子组件20 和轴22的轴承组件。擦拭环30在其周边上设有柔性擦拭叶片34。图5示出擦拭环30的 细节，其中环30由轮辐36连接至毂32。当擦拭环移动时，反应器容器内的流体可以经辐条 36之间的开口自由地移动穿过擦拭环。
[0136] 当转子组件20在反应器容器10中就位时，擦拭叶片34承载在反应器容器的内表 面上。转子组件20和其驱动机构布置为当操作时在反应器容器10内纵向地往复运动，从而 导致擦拭叶片34穿越反应器容器的内表面并且移除所聚集的沉积物和微生物的生长。这 又确保光能够穿过反应器容器的透明壁并且进入到含微生物的液体介质中。
[0137] 图6示出处于操作中的反应器组件10的纵向剖视图，而图7示出相同情况下的横 向剖视图。在图6所示的反应器组件4中，反应器容器10在每个端部都设有端板12,每个 端板12具有各自的用于供应和移除含微生物的液体介质的开口 14和用于供应和移除待处 理的流体流（例如为诸如烟道气的气体流）的开口 16。在操作中，通过在合适端板（图6 中由箭头指示）中的开口 14将含微生物的水介质给送到反应器容器内，以提供在反应器容 器10的第一区域中的液体微生物介质40的本体。将待处理的流体流（特别为诸如含二氧 化碳的烟道气的气体流）经在合适端板中的开口 16引入到反应器容器内（如图6中箭头 所指示），以提供在反应器容器10的第二区域中的待处理的流体42的本体。待处理的流 体流具有比含微生物的液体流低的密度，并且因此占据在液体上方的区域，如图6和图7所 示。应当理解的是，在待处理的流体流比含微生物的液体密度大的情况下，两个流体流的相 对位置可以倒转。
[0138] 在操作中，转子组件20在反应器容器内转动，导致流槽28遵循由图7中的箭头A 所指示的路径。每个流槽都从反应器容器的包括含微生物的液体本体的第一区域经过、并 且进入到包含待处理的流体的第二区域内。如图7所示，流槽将来自第一区域40的液体运 到第二区域42内，从而增加两个流体之间的接触。另外，将流体（例如图7所示的气体） 从第二区域42运到第一区域40内，从而再次增加这两个流体相之间的接触。气体离开流 槽28并且形成大气泡44,该大气泡44在含微生物的液体介质内向上行进并回到区域42。 流槽形成为使大气泡能够形成。当穿过液体本体时，大气泡产生比小气泡明显小的剪切力、 并且因此向液体介质内的微生物施加较小的剪切力。
[0139] 当待处理的流体的气泡穿过液体介质时，诸如二氧化碳的成分由液体介质中的微 生物消耗。微生物的新陈代谢的产物（比如氧气）被释放到气泡内，所述气泡随后回到位 于反应器容器的区域42中的流体流的主体中。微生物的新陈代谢的产物在正被处理的流 体流中离开反应器容器，可利用已知技术将它们从所述流体流中如期望地移除。
[0140] 在操作期间，含微生物的液体介质和正被处理的流体的主体流动通常分层地通过 反应器容器，并且以上述方式增进这两相之间的接触。这样，微生物经受最小的剪切力和能 量。
[0141] 如可能要求的，可以使含微生物的液体介质和待处理的流体流以同向流动模式或 反向流动模式流过反应器容器。
[0142] 图6和图7所示的布置和操作模式适于处理大范围的流体流，特别是用于处理气 体流，尤其是含二氧化碳的气体流，比如烟道气流。
[0143] 图8示出可选的操作模式，其是与图6的反应器组件的图7所示的横向剖视图相 对应的横向剖视图、但以如下的不同原理操作。将含微生物的水液体介质如前述地给送到 反应器容器内并且占据反应器容器的第一区域50。将诸如全氟烃的气体交换溶剂引入到反 应器容器内并且占据反应器容器的第二区域52。由于气体交换溶剂的密度大于含微生物 的水介质的密度，因此气体交换溶剂占据水介质下方的区域。在被给送到反应器容器内之 前，气体交换溶剂与待加工的流体流接触，以便从中移除一种或更多种气体成分，特别是从 诸如烟道气等的气体流中移除二氧化碳。用于使气体交换溶剂与气体流相接触的合适设备 和系统在本领域中是已知的。随后将含有溶解在其中的气体的气体交换溶剂流给送到反应 器容器内。
[0144] 以与上述操作相似的方式增进在液体介质中的微生物与气体交换溶剂之间的接 触，并且如图8所示，气体交换溶剂的气泡54由向下穿过含微生物的介质的流槽捕获。来 自气体交换溶剂的诸如二氧化碳的气体由微生物消耗。另外，如所要求的，微生物新陈代谢 的气体产物（比如氧气）由气体交换溶剂吸收并且在气体交换溶剂流中离开反应器容器以 用于随后的回收。气体交换溶剂可以随后被再循环以与待加工的流体流进一步接触。
[0145] 再次，含微生物的液体介质和气体交换溶剂的流动可以同向或反向地通过反应器 容器。
[0146] 图9表示图6所示的反应器容器的另一可选的操作模式，其是与图7所示的横向 剖视图相对应的横向剖视图、但以如下方式操作。将含微生物的水液体介质如前述地给送 到反应器容器内并且占据反应器容器的第一区域60。将诸如烟道气的待处理的气体流如上 述地给送到反应器容器内并且占据反应器容器的在第一区域60上方的第二区域62。将诸 如全氟烃的气体交换溶剂引入到反应器容器内并且占据反应器容器的第三区域64。由于气 体交换溶剂的密度大于含微生物的水介质的密度，因此气体交换溶剂占据水介质下方的区 域。在被给送到反应器容器内之前，气体交换溶剂可以与待加工的流体流接触，以便从中移 除一种或更多种气体成分，特别是从诸如烟道气等的气体流中移除二氧化碳。用于使气体 交换溶剂与气体流相接触的合适设备和系统在本领域中是已知的。随后将含有溶解在其中 的气体的气体交换溶剂流给送到反应器容器内。
[0147] 以与上述操作相似的方式增进在液体介质中的微生物、气体流中的气体以及气体 交换溶剂之间的接触，并且如图9所示，气体的气泡66由向上经过含微生物的液体介质的 流槽捕获、且气体交换溶剂的气泡68由向下经过含微生物的介质的流槽捕获。来自气体交 换溶剂和气体流（如果存在的话）的诸如二氧化碳的气体由微生物消耗。另外，如所要求 的，微生物新陈代谢的气体产物（比如氧气）由气体交换溶剂吸收并且在气体交换溶剂流 中离开反应器容器或流入到气体流内以用于随后的回收。最后，在气体流中进入反应器容 器但未被微生物消耗的气体成分可以由气体交换溶剂的作用来回