基于XDLVO理论对膜生物反应器中膜污染微观界面作用机制的研究的任务书.docx

基于XDLVO理论对膜生物反应器中膜污染微观界面作用机制的研究的任务书
任务书
一、背景
膜生物反应器作为一种新型的生物处理技术，已经被广泛应用于水处理、废气处理等领域。然而，膜生物反应器在长期运营过程中容易被膜污染所影响，降低反应器的处理效率和稳定性。因此，对膜污染微观界面作用机制的研究非常重要。
XDLVO理论是目前较为成熟的描述分散相与分散介质之间作用的理论。该理论可以应用于不同领域中的各种分散体系，包括膜污染微观界面作用机制的研究。因此，本项目将基于XDLVO理论，对膜生物反应器中膜污染微观界面作用机制进行研究，以期能够更好地理解膜污染现象的本质，并提出相应的解决方案，提高膜生物反应器的处理效率和稳定性。
二、研究目标
本项目旨在通过实验方法和理论模型相结合的方式，研究膜污染微观界面作用机制，探究分散相与分散介质之间的相互作用机制，进而提出解决膜污染问题的方案，达到以下研究目标：
1.建立膜污染实验平台，测量膜污染过程的关键参数。
2.建立表征膜污染机制的理论模型，针对膜生物反应器进行改进和验证。
3.探究膜污染微观界面作用机制，确定分散相与分散介质之间的相互作用力学机制。
4.提出解决膜污染问题的方案，提高膜生物反应器的处理效率和稳定性。
三、研究方案
1.建立膜污染实验平台
通过文献调研和前期实验，确定实验所需的关键参数包括：膜污染剂、膜材料、流速、温度、pH值等。同时，根据实验需求，设计制备相应的实验装置和测量仪器，确保实验的可靠性和准确性。
2.建立理论模型
根据XDLVO理论，建立膜污染微观界面作用力学机制的理论模型，模拟分散相与分散介质之间的相互作用过程。同时，考虑实际反应器的特殊性质，对理论模型进行改进和验证。
3.探究微观界面作用机制
在实验平台上开展一系列膜污染实验，测量实验过程中的关键参数，并对实验结果进行分析。同时，利用建立的理论模型，模拟实验过程中的微观界面作用机制，并验证模型的可靠性。最终确定分散相与分散介质之间的相互作用力学机制，为解决膜污染问题提供理论依据。
4.提出解决方案
基于理论模型和实验结果，提出解决膜污染问题的方案。可能的方案包括优化反应器结构、改变流速和温度等操作条件，调整反应器内菌群结构等微观控制措施等。
四、预期成果
1.建立膜污染实验平台，测量膜污染过程的关键参数。
2.建立表征膜污染机制的理论模型并进行验证。
3.探究膜污染微观界面作用机制，确定分散相与分散介质之间的相互作用力学机制。
4.提出解决膜污染问题的方案，提高膜生物反应器的处理效率和稳定性。
五、研究经费
本项目预计的研究经费总额为30万元，其中包括实验设备、实验材料、实验人员工资等方面的费用。
六、研究期限
本项目预计的研究期限为两年，其中第一年主要用于建立实验平台和理论模型，第二年主要用于实验和结果分析整理。
七、主要参考文献
1.Reis,L.,Etcheverry,L.,Cassano,A.,&Figueroa,M.(2017).Foulingcontrolinsubmergedmembranebioreactors:Areview.ChemicalEngineeringJournal,313,1086-1103.
2.Zuo,W.,&Li,G.(2017).XDLVOtheory-basedfoulingcontrolinmembranebioreactors:Areview.BioresourceTechnology,229,143-152.
3.Xu,J.,Wang,Z.,Miao,R.,Li,X.,&Sun,F.(2020).XDLVOtheory-basedanalysisofmembranefoulingbehaviorinmembranebioreactors.ChemicalEngineeringJournal,386,123827.