一定参数条件下,在二维槽道中可以形成一系列旋涡,主流围绕这些旋涡呈波状流动,此即涡旋波流动（Vortex wave）。涡旋波流动作为一种特殊的流动现象,其特点是在较低的雷诺数条件下可以强化传质,其剪切应力和能量消耗与传统的湍流传质相比要小得多。涡旋波流动与膜技术相结合可形成高效的传质方式,因此具有很好的研究价值。本文以涡旋波膜生物反应器中溶解氧浓度和废水处理中的COD去除率为主要研究对象,重点分析了涡旋波生物反应器强中COD的降解规律以及与传质参数的耦合特性,并对影响传质的操作参数以及反应器的结构参数等进行了分析比较,主要内容如下: 建立了涡旋波膜生物反应器实验装置,分别进行了清水冷模实验和废水实验。冷模实验中改变了出口压力P以及气体流量Q的大小。通过对容积传质系数的测试计算,分析了各参数对涡旋波流动的影响。结果表明,容积传质系数随出口压力和气体流量均呈周期性波动变化,且随出口压力变化的幅度较大。 在废水实验中,改变了Re数,出口压力P、气体流量Q以及液体流量Q₁,通过对COD降解效果的测试,分析了各参数对涡旋波膜生物反应器性能的影响。结果表明,COD去除率随Re数的增大而增大,随出口背压P的增加而增大,但气体流量的改变对COD的降解并无明显的影响。 在稳定流流动和振荡流流动的对比实验中,反应器在振荡流条件下COD去除率高于稳定流条件下的COD去除率。在振荡流叠加稳定流流动状态下COD的去除率高于纯振荡流条件下COD的去除率。 本论文还研究了不同折流间距的反应器槽道对COD降解情况的影响。结果表明:折流间距较小的槽道更有利于涡旋波的传质及反应过程。在废水处理实验的基础上,建立了生物降解动力学模型。