生物反应器是一种利用生物体（如微生物、植物、动物细胞或组织）的生物活性，在体外或体内进行生化反应以生产目标产物的装置系统。它广泛应用于医药、环保、食品和农业等领域，核心功能是为生物过程提供适宜的环境，支持细胞生长与代谢，从而高效获得药物蛋白、疫苗、工业酶、污水处理产物等高价值物质。
不同类型生物反应器的工作机制：
膜生物反应器（MBR）：
将生物处理与膜分离技术结合，利用膜组件替代传统沉淀池进行固液分离。
活性污泥被截留在反应器内，生物量浓度可达20000～30000mg/L，显著提高有机物降解能力。
膜能截留细菌和病毒，出水水质好，适用于中水回用。
缺点是膜易污染，清洗成本高，能耗较大。
移动床生物膜反应器（MBBR）：
向反应器中投加悬浮填料，微生物在其表面形成生物膜。
填料密度接近水，在曝气下呈流化状态，与污水频繁接触，形成“移动的生物膜”。
每个填料都是一个微型反应器，内部厌氧、外部好氧，同步实现硝化与反硝化，提升脱氮效果。
兼具活性污泥法和生物膜法优势，抗冲击负荷强，维护简便。
搅拌式生物反应器（SBR）：
通过叶轮搅拌产生流体动力，实现营养与氧气的均匀分布。
广泛用于类器官和干细胞培养，可改善氧合，降低氧化应激，提高细胞存活率。
在三维培养中解决扩散不足问题，使脑类器官更大、结构更连续。
光合生物反应器（如藻类反应器）：
专为光合生物（如微藻）设计，提供光照条件进行光合作用。
藻类吸收CO₂并释放O₂，同时去除甲醛、苯等有害气体，兼具空气净化功能。
藻类富含油脂，可作为生物柴油原料，实现“净化-产能”闭环。
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