内环流生物膜反应器传质过程模拟及实验研究的任务书.docx

内环流生物膜反应器传质过程模拟及实验研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义
内环流生物膜反应器（Internalcirculatingbiofilmreactor，ICBR）是一种以生物膜为主要附着载体的生物处理技术，其具有较高的处理效率、稳定性和适应性，在废水处理等领域得到了广泛应用。ICBR中生物膜附着在回流式填料内，废水从填料中心进入，在填料内流动并与生物膜接触，废水在填料内的运动和ICBR内的流动态形成了复杂的传质过程，它决定着废水的处理效率和稳定性。
传质过程是ICBR中的核心问题之一，理解ICBR中复杂的传质过程并开展模拟与优化研究是提高ICBR废水处理效率和稳定性的关键。因此，本课题拟开展ICBR中传质过程模拟及实验研究，旨在深入了解ICBR内的传质过程，为ICBR设计和运行提供科学依据和技术支持。
二、主要研究内容
1.建立ICBR传质过程模型：基于质量守恒和动量守恒原理，建立ICBR中传质过程的数学模型，描述废水与生物膜之间以及废水在填料内的传质过程。
2.开展ICBR内传质过程实验：在实验室中搭建ICBR实验平台，设计适合的实验方案，从废水进入ICBR到出水，测量并记录各个时间点的废水COD和NH4+-N浓度，以及ICBR内生物膜的厚度、表观密度等相关参数。
3.基于实验结果验证模型：根据实验结果验证ICBR传质过程模型，并进行模拟计算，分析废水COD、NH4+-N降解及转化过程，探究ICBR传质过程与污染物降解的关系。
4.优化ICBR性能：通过模拟计算与实验结合的方式，对ICBR进行优化设计，提高其废水处理效率和稳定性。
三、研究目标
1.建立ICBR传质过程模型，深入了解废水在ICBR内的传质过程。
2.开展ICBR内传质过程实验，获取实验结果并验证传质模型的准确性。
3.对ICBR进行优化设计，提高其废水处理效率和稳定性。
四、研究计划及关键节点
|任务及节点|时间安排|
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|1.研究背景及意义的讨论|第1周|
|2.建立ICBR传质过程模型|第1-3周|
|3.搭建ICBR实验平台|第4-5周|
|4.开展ICBR内传质过程实验|第6-10周，以及周末和假期时间|
|5.模型验证与分析|第11-13周|
|6.ICIBR优化设计|第14-15周|
|7.论文撰写及答辩准备|第16-18周|
五、主要研究方向
1.确定ICBR中废水与生物膜之间的传质系数及流动模式。
2.探究ICBR中传质过程与废水COD和NH4+-N降解及转化过程的关系。
3.优化ICBR内填料和生物膜结构、进流水量等因素，提高ICBR废水处理效率和稳定性。
六、研究成果与要求
1.发表1-2篇本领域核心期刊论文。
2.完成毕业论文，答辩通过。
3.加深对ICBR内传质过程的理解，为实际运行提供参考。
4.掌握ICBR模拟计算方法和实验操作技能，具备工程应用能力。