基于PEBI网格求解器的MBR建模与仿真研究的开题报告

基于PEBI网格求解器的MBR建模与仿真研究的开题报告摘要膜生物反应器（MBR）是一种新型的废水处理技术，其能够有效地降解有机物质和去除污染物。为了提高MBR的运行效率和性能，需要进行精确的建模和仿真研究。本文将基于PEBI网格求解器，利用数学模型对MBR进行建模和仿真研究，并探讨MBR中各种反应和传质过程的影响因素。通过对MBR进行模拟和分析，可以为优化MBR的设计和运行参数提供有力支持。关键词：膜生物反应器；PEBI网格求解器；建模；仿真研究；优化设计AbstractMembranebioreactor(MBR)isanewtypeofwastewatertreatmenttechnology,whichcaneffectivelydegradeorganicmatterandremovepollutants.InordertoimprovetheefficiencyandperformanceofMBR,accuratemodelingandsimulationstudiesareneeded.BasedonPEBIgridsolver,thispaperwillusemathematicalmodelstomodelandsimulateMBR,andexploretheinfluencingfactorsofvariousreactionsandmasstransferprocessesinMBR.BysimulatingandanalyzingMBR,powerfulsupportcanbeprovidedforoptimizingthedesignandoperatingparametersofMBR.Keywords:Membranebioreactor;PEBIgridsolver;modeling;simulationstudy;optimizationdesign一、研究背景和意义膜生物反应器作为一种新型的水处理技术，已经广泛应用于工业和民用领域。MBR技术具有高效、稳定、低耗、自控性强等优点，因此备受关注。MBR的核心是微生物的生长和代谢过程，以及膜的微滤过程。为了提高MBR的运行效率和性能，需要对MBR进行建模和仿真研究，以深入解析其中的反应和传质过程，探讨影响因素，寻求提高MBR运行效率和性能的途径。因此，本文将基于PEBI网格求解器，对MBR进行建模和仿真研究，为MBR的优化设计和运行提供有力支持。二、研究内容和方法本文将主要从以下几个方面展开研究：1.对MBR中各种反应和传质过程进行建模，并通过PEBI网格求解器进行数值模拟。2.探讨MBR中各种反应和传质过程的影响因素，分析其影响程度，并提出相应的优化策略。3.针对MBR的运行参数，如通量、回流率、进口浓度等进行参数分析，寻求最佳运行参数。4.利用建立的数学模型对MBR的运行过程进行仿真研究，对其运行效率和性能进行评价，并提出改进方案和建议。本文将采用数学建模和仿真方法对MBR进行研究。具体研究方法如下：1.对MBR中各种反应和传质过程进行建模，包括COD、NH4-N、总磷等物质的降解和转化过程，以及微生物的生长和代谢过程等。利用模型计算每个过程的速率和转化效率等参数。2.基于PEBI网格求解器，利用数值方法对MBR进行数值模拟，并对模拟结果进行分析和评估，探讨MBR中各种反应和传质过程的影响因素。3.根据建立的数学模型，对MBR的运行参数进行参数分析，如通量、回流率、进口浓度等，以寻求最佳运行参数。4.基于数学模型，通过仿真研究对MBR的运行效率和性能进行评价，并提出改进方案和建议。三、研究进度和计划本文的研究进度和计划如下：1.完成MBR的建模和各过程的速率参数的计算，准备好数学模型的输入数据。2.了解PEBI网格求解器的基本原理和使用方法，做好模拟实验的准备工作。3.进行模拟实验，并记录实验结果和数据。4.对模拟结果进行分析和评估，探讨MBR中各种反应和传质过程的影响因素。5.对MBR的运行参数进行参数分析，如通量、回流率、进口浓度等，以寻求最佳运行参数。6.基于数学模型，通过仿真研究对MBR的运行效率和性能进行评价，并提出改进方案和建议。四、预期成果本文的预期成果如下：1.完成MBR的数学建模，建立MBR的数学模型，并通过PEBI网格求解器进行模拟实验。2.对MBR中各种反应和传质过程的影响因素进行探讨和分析，提出优化策略和建议。3.对MBR的运行参数进行参数分析，以寻求最佳运行参数。4.基于数学模型，通过仿真研究对MBR的运行效率和性能进行评价，并提出改进方案和建议。五、参考文献[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