1、毕业设计开题报告 化学工程与工艺 循环曝气生物反应器的结构与其流体力学性能的研究 一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 我国是一个缺水国家 , 再加上水资源的分布不平衡 , 某些炼油厂的水资源匮乏 , 在一定程度上已经影响到企业的生产和发展。而且我国的炼油废水回用率很低 , 仅为废水处理量的 31.40 % 若将其治理并回用于生产 ,对于节水减排、提高用水效率和保护环境具有重大的意义。 目前 ,世界炼油化工工业正面临着环保法规日益严格的要求。 化工生产中常常会产生高浓度难处理废水，国内炼油企业主要采用的中和法。 中和法主要采用二氧化碳和硫酸中和 , 废水经中和处理后排入含油污水
2、处理场。在日本、欧美等国家应用广泛是WAO，湿式空气氧化 ( wet air oxidation , 简称 WAO) 一种有效的炼油碱渣废水处理方法，即中、高压空气氧化法 ,是在中高压和较高温度条件下 ,利用氧和空气将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水 ,从而达到去除污染物的目的。 循环曝气生物滤池作为水的需氧生物预处理方法之一 ,本人所研究的课题是循环曝气生物滤池 (CBAF) 结构与流体力学性能关系的研究。 CBAF是一种新型的好氧生物处理工艺 , 本人已经在 指导老师的带领下，按照我们设计的方案购买到循环曝气生物滤池(CBAF)实验装置。研究在前期参考前人的经验，查阅大量的文献资料，在试验
3、的基础上对循环曝气生物滤池（ CBAF）进行流体力学性能的实验。通过相应的实验数据处理，得出 CBAF 的曝气滤池的结构与流体力学的性能的规律，为该工艺的实际应用提供工艺参数和操作条件。 要求设计一个高效节能的 循环曝气生物滤池 (CBAF)，基于这个原因，本人选此课题作为研究方向。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1.本次选题依据科技项目实验，首先是通过大量文献的查阅，结合流体 力学课程数奠定理论基础，接着通过大量的实验来验证流体力学和设备结构之间的规律。 2. 通过文献了解 CBAF 的结构和工作原理，初步确定流体力学性能指标和影响因素。返混会改变反应器内物料浓度的分布，是反映 C
4、BAF 流体力学性能的重要参数。因此我们通过测量流体停留时间分布反应返混的情况。 3. 影响因素包括设备因素和操作因素，我设计并制备系列具有不同比例尺寸的CBAF 实验装置；以内外圆筒的面积为参数，设计五个内径不同的曝气圆筒。以内外高径比为参数，设计不同填料的高度。操作因素包括：进出口流量、气体流量、内循环量等。 4.进行大量的实验，获得设备结构与流体力学性能的关系数据 ,对所得数据进行处理和关联，通过比较结构参数高径比和面积比不同状态下的流体流体力学性能，最终获得 CBAF 结构和流体力学性能之间的规律。 三、研究步骤、方法及措施： （ 1） 通过在进行的科技立项课题确定选题范围及论文题目
5、,通过文献了解 CBAF 的结构和工作原理，初步确定流体力学性能指标（如流体在设备中的返混、停留时间分布等）和影响因素（如填料高径比小、设备内外圆筒面积比、气液流量、内循环量等），CBAF 简单的结构如图所示： 1 出水 ;2 进水 ;3 反冲洗 ;4 垫层 ;5 曝气 ;6 排水 ;7 空气进气 ; （ 2）通过指导老师指导，设计并制备系列具有不同比例尺寸的 CBAF 实验装置，用正交设计法或均匀设计法设计，同时确定示踪剂（氯化钠溶液）和示踪剂分析方法（脉冲法），采样点设置在出水口出。 （ 3）进行实验，原则是在示踪剂进样相同情况下控制一个参数不变，改变另外一个参数。即在设备参数（高径比、面
6、积比）不变，变化操作参数（气液流量和内循环量 ） ，或在操作参数不变的情况下，变化设备参数进行实验。最后获得设备结构与流体力学性能的关系数据对所得数据进行处理和关联 ，获得 CBAF 结构和流体力学性能之间的规律。 （ 4）以获得 CBAF 结构和流体力学性能之间的规律为指导，设计并制备综合性能较好的 CBAF 装置。结合实验数据和资料整理分析，参考毕业设计的要求，撰写开题报告。通过网络等途径寻找两篇相关外文文献并翻译其中一篇文献，根据开题报告以及参考文献编写文献综述。 （ 5）根据开题报告和文献综述的内容，到学院图书馆、各类文献网站进一步查找资料，撰写论文初稿。以论文初稿为基础，进一步修改论
7、文格式、完善内容，修改成稿。 四、参考文献 1曹炳铖 ,何志祥 .湿式氧化法处理废碱液的研究进 展 J.广东化工 ,2007,34（ 7） :56-38 2陈建军 ,钟理 .炼油厂碱水生化预处理研究 J.化工科技 ,2006,14(1):30-35 3 陈建军 ,程丽华 ,孙秀敏 .生物床不同曝气方式处理炼油废水 J.石化技术与应用，2006,24(6)： 489-492 4谢文玉 ,陈建军 .循环生物曝气滤池和过滤组合工艺处理炼油轻度污染废水 N.化工学报 ,2008,59（ 5）： 1251-1257 5陈建军 ,钟理 .炼油碱渣生物氧化预处理工业化试验研究 J.现代化工 ,2006,26
8、 (4 ):49-53 6钟理，彭少洪 .曝气生物氧化法预处理炼油厂高浓度污水 J.化工进展 ,2005,24 (9):1050-1055 7谢文玉 ,钟理 ,陈建军，钟华文 .用循环曝气生物滤池工艺处理炼油碱渣废水 N.化工学报 ,2008,59(1)： 214-221 8万平，钟理 ,陈建军 .新型污水处理工艺 -曝气生物滤池 J.工业水处理 , 2004,24（ 5):1-5 9ZHANG Hong-jing , LONG Teng-rui , CAO Yan-xiao. Performances of lateral flow biological aerated filter in treating domestic wastewaterJ.J Chong qing Univ.-Eng. Ed, 2006,5（ 3）： 152-156 10 HE Qiang,WANG Yin, FANG Jun-hua.Hydrodynamic behaviour of the lateral flow biological aerated filterJ. JCENT. SOUTH UNIV. TECHNOL,2006,13（ 4） :412-416
