李会强，范 茏，刘 峤，2，丁爱琴，王 青，董 强，2，徐 农，2

（1.合肥学院能源材料与化工学院，安徽合肥230601；2.中国科学院过程工程研究所，生化工程国家重点实验室，北京100090）

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）是建立在经典流体动力学与数值计算之上的过程可视化方法，能够在时间和空间上定量描述流场、浓度场的数值解。其本质是在流动基本方程（质量守恒、动量守恒、能量守恒）的控制下用有限个离散点上性质的集合来描述整个流场。运用CFD模拟可以大幅减少实验工作量，降低实验成本，可形象而直接地获得流动、组成变化特征，因此，CFD在许多领域得到广泛应用。利用CFD模拟对膜生物反应器（MBR）的研究已经逐渐成熟，它可以提供对膜滤过程复杂性的更深入理解[1-2]，从而对膜生物反应器的特性和运行条件进行优化，进而减少膜污染或强化曝气传质。

目前已有许多利用CFD对MBR进行研究的报道。Wu等[3]利用CFD对MBR进行了流体动力学模拟，讨论了膜单元相对位置等五个变量对膜单元区流速的影响。徐帆[4]利用CFD软件Fluent建立膜组件模型，分析MBR污水处理过程中的处理特性，调节系统运行条件和参数，以提升处理效果，提高膜污染治理的效率。结果表明，膜丝下端剪切力较高，较高的剪切力能够进一步提高污染去除效果。林进等[5]利用VOF（Volume of Fluid）模型对19通道气升式陶瓷膜的气液两相流进行了流体力学模拟，气升管与降液管的气含率都随曝气量增大而增大，也随曝气孔直径减小而增大。

以上讨论的均是污水处理用抽吸式MBR的CFD研究，在工程实际中，还有另一类的曝气膜生物反应器，通过膜丝和膜纤维束在生化反应器中实现微孔曝气的功能，对于此类的MBR，文献一般报道较少。……