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生物反应器是一类在体外进行生化反应的装置系统，能够为生物反应过程提供最优化反应环境，使细胞能更快更好地生长，得到更多的目标产物。目前，国内外对生物反应器的研究多集中在新型反应器的开发，但仍然存在一些传质与剪切的问题。基于此，本文在搅拌槽反应器内引入微气泡，对气液两相搅拌槽反应器和气液固三相搅拌槽反应器内微气泡曝气气液传质特性进行了系统的研究，取得以下成果: (1)搅拌槽内不同位置处气泡直径分布曲线几乎相同，这表明微气泡有很好的分散性，在搅拌槽内分布均匀。气泡直径概率分布(PDF)曲线随表观气速(vs)的增加向直径增大方向移动;而随着搅拌转速(N)的增加，气泡直径概率分布曲线先向直径增大方向移动，当搅拌转速超过300 r·min-1后又开始向直径减小的方向移动。 (2) RDT桨加挡板条件下，单位体积总功耗(P(v))随N的增加而增大，随vs的增加而减小。由于微气泡分布均匀，不会像传统分布器曝气时在搅拌轴附近形成气穴，因此通气量的变化对搅拌功率(Pg)的影响并不明显。在较低表观气速下（vs=2.94～5.88×10-5 m·s-1），气液体积传质系数（kLa）随着Pv的增加快速增大;随着vs进一步增大(vs=5.88～11.76×10-5 m·s-1)，kLa随Pv增大趋势变缓;在较高表观气速时(vs＞11.76×10-5 m·s-1)，kLa随Pv的增加先快速增加然后减小。搅拌槽内微气泡数目随N的增加迅速减少，局部气含率（φg）和局部比表面积（a）随N的增加而减小，随vs的增加而增大。微气泡曝气的传质效果比传统气体分布器曝气好，通气量变化对微气泡曝气的影响比对传统气体分布器曝气的影响大。微气泡曝气比传统气体分布器曝气更适用于生物反应器高传质和低剪切的要求。 RDT桨加挡板后功耗Pv比无挡板时要高2.07％～34.72％;加挡板后传质效果比无挡板时差。无挡板条件下，RDT桨功耗比KHX桨要高3.02％～52.32％;RDT桨传质效果比KHX桨好。 (3)在固定固含率(X)下，临界离底悬浮转速（Njsg）随vs的增加而增大，通气对固体悬浮不利。Pv随N的增加而增大，随vs的增加而减小。kLa随Pv的增加而增大，随vs的增加而增大。在低vs时，kLa随X的增加先减小后缓慢增大;随vs进一步增加，kLa随X的增加而减小。低固含率对传质系数的影响较大，kLa随X的增加迅速较小，X进一步增加后，kLa的变化较小。