Bioreaktori

Bioreaktori on laite, joka ylläpitää biologisen prosessin toimintaolosuhteita jonkin tehtävän (esimerkiksi biologisen vedenpuhdistuksen) suorittamiseksi.

Ympäristötekniikassa bioreaktorilla eli biosuotimella tarkoitetaan laitetta, johon johdetaan jätevettä puhdistettavaksi ja jonka puhdistusprosessissa hyödynnetään mikrobeja. Bioreaktori voi olla myös kuivaa ainetta biologisesti käsittelevä laite (esimerkiksi komposti).

Bioreaktorityypit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vettä käsittelevät bioreaktorit voidaan jakaa karkeasti aktiivilieteprosesseihin ja kantoaineprosesseihin. Prosessi voi olla joko aerobinen (hapellinen) tai anaerobinen (hapeton). Useissa käytännön sovelluksissa (kuten jätevedenpuhdistamot) aerobisia ja anaerobisia tekniikoita on yhdistetty.

Aktiivilieteprosessissa, biologiset reaktiot perustuvat suureen määrään mikrobeja suspensiona vedessä.

Kantoaineprosessin toiminta perustuu biofilmiin, eli mikrobikasvustoon kantoaineen pinnalla. Kantoaineprosessissa laitteen biologinen teho riippuu paljolti biofilmin peittämästä pinta-alasta.

Kantoaineen käyttöön perustuvia bioreaktoreita on olemassa erityyppisiä:

Fixed bed -tekniikka perustuu paikallaan pysyvään kantoaineeseen.

Trickling filter -bioreaktorissa käsiteltävä vesi suihkutetaan kiinteän kantoainepedin päälle ja annetaan valua sitä pitkin. Menetelmä vaatii jatkuvatoimisen vesipumpun koska kuivuessaan biofilmi saattaa kuolla.

Moving bed -bioreaktorissa kantoaineet ovat vedessä ja niitä ilmastetaan ja liikutetaan pohjasta pumpattavalla ilmalla. Liian suuri kantoaineiden täyttöaste (kantoaineiden kokonaistilavuus säiliön kokonaistilavuuteen nähden) voi pysäyttää bioreaktorin toiminnan. Tämä on melko yleinen tekniikka aktiivilieteprosessin ohella.

Rotating bed -bioreaktorin kantoaineet ovat putkimaisessa säiliössä pyörivässä liikkeessä. Pyörivä liike aikaansaadaan pumppaamalla säiliöön ilmaa tai nestettä tietyssä kulmassa. Menetelmällä saavutetaan erittäin korkea kantoaineiden täyttöaste (yli 90%).