博士学位研究生选题报告及文献

《博士学位研究生选题报告及文献》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、博士学位研究生选题报告及文献综述论文题目：基于计算流体力学技术的厌氧折流板反应器结构优化及微生物群落演替的研究指导教师：苍大强单位：北京科技大学学号：b20090107作者：李远专业名称：钢铁冶金入学时间：2009年9月2012年12月目录1.文献综述31.1计算流体力学在水处理反应器研究中的进展31.1.1计算流体力学概述31.1.2CFD在水处理反应器研究中的概述31.1.3CFD在水处理反应器研究中的应用进展41.2厌氧折流板反应器介绍61.2.1ABR的工作原理61.2.2ABR的特点61.2.3ABR研究进展71.3分子生态学技术在环境微生物学

2、研究中的应用121.3.1分子生态学技术发展概述121.3.2分子生态学技术在环境微生物群落构成及变化研究中的应用121.3.3分子生态学技术在环境微生物基因功能的研究132选题报告152.1课题背景、研究目的及意义152.2研究内容及方法152.2.1研究内容152.2.2研究方法162.3预期目标及可能创新点162.4课题进度安排17参考文献171.文献综述1.1厌氧折流板反应器介绍厌氧折板反应器（AnaerobicBaffledReactor,ABR）是Bachmann[1]等人于1985年开发研制的一种新型高效厌氧污水生物处理反应器。该反应器集上

3、流式厌氧污泥床（UASB）和分阶段多相厌氧反应器（SMPA）技术于一体，大大提高了反应器的水力负荷和处理效率，而且使其稳定性和对不良因素（如有毒物质）的适应性大大增强，是水污染防治领域一项有效的新技术[2]。1.1.1ABR的工作原理ABR反应器的构造与处理流程如图1-1所示，其突出特点是内部设置了垂直放置的折流板。在运行时，废水在折流挡板作用下依次通过串联隔室的污泥床，并通过水流和产气的搅拌作用，使废水中的有机物质与厌氧活性污泥充分接触而得以降解去除[3]。由于水流中底物浓度在不同隔室中的逐级变化，在每个隔室中形成了以不同细菌及古菌为主的微生物种群，较

4、好的实现了产酸相和产甲烷相的分离，提高处理效果。图1-1ABR反应器结构示意图1.1.2ABR的特点ABR的特点主要包括[2]：1）运行稳定，操作灵活。由于ABR特有的挡板构造，大大减小了堵塞和污泥床膨胀等现象发生的可能性，可长时间稳定运行。并且ABR可以根据水质，水量的不同，通过改变挡板间距，调节水力停留时间。2）工艺简单，投资少，运行费用低。ABR结构简单，没有活动部件，与传统的厌氧池相比，无需机械搅拌装置及澄清沉淀池，因此ABR投资少，运行费用低。。3）固液分离效果好，出水水质好。ABR的分格构造和水流的推流状态，使F/M随水流逐渐降低，有利于固液

5、分离，从而保证良好的出水水质。4）对有毒物质适应性强。由于隔板将反应器分隔开，所以有毒物质的影响主要集中在反应器前部的隔室，对后部的危害较小。5）耐冲击负荷，适应性强。由于折流板良好的滞留微生物能力和污泥良好的沉降性能，以及ABR中微生物环境具有良好的生物级配，ABR对冲击负荷的适应性很强。6）良好的生物分布。挡板的构造在反应器内形成几个独立的隔室，所以能在每个隔室内驯化与该隔室环境条件相适应的微生物群落，从而确保微生物具有最佳的工作活性。7）良好的生物固体截留能力。通过对折流板间距的合理设置可以为污泥沉降和截留创造良好的条件，保证ABR能截留大量的微生

6、物。1.1.3ABR研究进展对于ABR的研究主要集中在反应器结构的改进及其内部微生物群落组成与功能的研究。1.1.3.1ABR结构的改进自ABR反应器问世以来，研究者对其结构做了多种改进以延长厌氧污泥在反应器内停留时间，提升泥水混匀效果[4]，如图1-2。1981年，Fannin[5]为了提高反应器内产甲烷菌的密度，首先在反应器内部增加了垂直挡板，显著的提高了甲烷产量（图1-2（c））。1983年，Bachmann等人[1]将ABR的下流向隔室缩小，并在折流板下沿设置了一定的倾角，使得更多的厌氧污泥停留在上向流隔室中，使水流方向与产气上升方向一致，有助于

7、泥水的充分混合和颗粒污泥的形成。1987年Tilche[6]在反应器各个隔室内加入填料以减少污泥的流失，并在反应器末端增加了沉淀池，将沉淀的污泥回流到第一个隔室，减少污泥的损失。同时采取了各隔室气体分别收集，以便了解各隔室内底物转化进行情况（图1-2（e），（h）~（j））。1991年，Boopathy[7]采用ABR处理含高浓度悬浮固体的屠宰废水，将第一隔室容积扩大为第二隔室容积的2倍，明显的延长了SRT（图1-2（g））。1998年Skiadas和Lyberatos[8]研发出周期性厌氧折流板反应器（Periodicanaerobicbaffledr

8、eactor,PABR）。该反应器由两个同心圆柱构成，内部被分为若干个圆形隔室。