基于PEBI網(wǎng)格求解器的MBR建模與仿真研究的開(kāi)題報(bào)告摘要膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種新型的廢水處理技術(shù)，其能夠有效地降解有機(jī)物質(zhì)和去除污染物。為了提高M(jìn)BR的運(yùn)行效率和性能，需要進(jìn)行精確的建模和仿真研究。本文將基于PEBI網(wǎng)格求解器，利用數(shù)學(xué)模型對(duì)MBR進(jìn)行建模和仿真研究，并探討MBR中各種反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程的影響因素。通過(guò)對(duì)MBR進(jìn)行模擬和分析，可以為優(yōu)化MBR的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)提供有力支持。關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器；PEBI網(wǎng)格求解器；建模；仿真研究；優(yōu)化設(shè)計(jì)AbstractMembranebioreactor(MBR)isanewtypeofwastewatertreatmenttechnology,whichcaneffectivelydegradeorganicmatterandremovepollutants.InordertoimprovetheefficiencyandperformanceofMBR,accuratemodelingandsimulationstudiesareneeded.BasedonPEBIgridsolver,thispaperwillusemathematicalmodelstomodelandsimulateMBR,andexploretheinfluencingfactorsofvariousreactionsandmasstransferprocessesinMBR.BysimulatingandanalyzingMBR,powerfulsupportcanbeprovidedforoptimizingthedesignandoperatingparametersofMBR.Keywords:Membranebioreactor;PEBIgridsolver;modeling;simulationstudy;optimizationdesign一、研究背景和意義膜生物反應(yīng)器作為一種新型的水處理技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域。MBR技術(shù)具有高效、穩(wěn)定、低耗、自控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此備受關(guān)注。MBR的核心是微生物的生長(zhǎng)和代謝過(guò)程，以及膜的微濾過(guò)程。為了提高M(jìn)BR的運(yùn)行效率和性能，需要對(duì)MBR進(jìn)行建模和仿真研究，以深入解析其中的反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程，探討影響因素，尋求提高M(jìn)BR運(yùn)行效率和性能的途徑。因此，本文將基于PEBI網(wǎng)格求解器，對(duì)MBR進(jìn)行建模和仿真研究，為MBR的優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供有力支持。二、研究?jī)?nèi)容和方法本文將主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究：1.對(duì)MBR中各種反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行建模，并通過(guò)PEBI網(wǎng)格求解器進(jìn)行數(shù)值模擬。2.探討MBR中各種反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程的影響因素，分析其影響程度，并提出相應(yīng)的優(yōu)化策略。3.針對(duì)MBR的運(yùn)行參數(shù)，如通量、回流率、進(jìn)口濃度等進(jìn)行參數(shù)分析，尋求最佳運(yùn)行參數(shù)。4.利用建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)MBR的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行仿真研究，對(duì)其運(yùn)行效率和性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出改進(jìn)方案和建議。本文將采用數(shù)學(xué)建模和仿真方法對(duì)MBR進(jìn)行研究。具體研究方法如下：1.對(duì)MBR中各種反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行建模，包括COD、NH4-N、總磷等物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化過(guò)程，以及微生物的生長(zhǎng)和代謝過(guò)程等。利用模型計(jì)算每個(gè)過(guò)程的速率和轉(zhuǎn)化效率等參數(shù)。2.基于PEBI網(wǎng)格求解器，利用數(shù)值方法對(duì)MBR進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)估，探討MBR中各種反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程的影響因素。3.根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型，對(duì)MBR的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，如通量、回流率、進(jìn)口濃度等，以尋求最佳運(yùn)行參數(shù)。4.基于數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真研究對(duì)MBR的運(yùn)行效率和性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出改進(jìn)方案和建議。三、研究進(jìn)度和計(jì)劃本文的研究進(jìn)度和計(jì)劃如下：1.完成MBR的建模和各過(guò)程的速率參數(shù)的計(jì)算，準(zhǔn)備好數(shù)學(xué)模型的輸入數(shù)據(jù)。2.了解PEBI網(wǎng)格求解器的基本原理和使用方法，做好模擬實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作。3.進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)。4.對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)估，探討MBR中各種反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程的影響因素。5.對(duì)MBR的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，如通量、回流率、進(jìn)口濃度等，以尋求最佳運(yùn)行參數(shù)。6.基于數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真研究對(duì)MBR的運(yùn)行效率和性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出改進(jìn)方案和建議。四、預(yù)期成果本文的預(yù)期成果如下：1.完成MBR的數(shù)學(xué)建模，建立MBR的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)PEBI網(wǎng)格求解器進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。2.對(duì)MBR中各種反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程的影響因素進(jìn)行探討和分析，提出優(yōu)化策略和建議。3.對(duì)MBR的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析，以尋求最佳運(yùn)行參數(shù)。4.基于數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真研究對(duì)MBR的運(yùn)行效率和性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出改進(jìn)方案和建議。五、參考文獻(xiàn)[1]Bao-QiangLetal.Developmentofbiomassinasubmergedmembranebioreactor.WaterScience&Technology,2005,51(9):117-124.[2]HuangJ,HeG,YuY.Effectofairsupplyontheperformanceofasubmergedmembranebioreactor.JournalofEnvironmentalSciences,2007,19(10):1181-1184.[3]LiX,ShibaniP.Membranebio-reactionoftannerywastewatertreatmentbyusingcompositemicrobialcarrier.JournalofCentralSouthUniversityofTechnology,2005,12(1):49-53.[4]SivaG,KaliappanS.Performanceofsubmergedmembranebioreactorintreatingtextileindustrywastewater.JournalofHazardousMaterials,2008,150(3):702-709.[5]TanabeK,YamamotoY,Na