中文摘要：

柔松结构生物污泥和致密结构骨骼组织代表了主要两类生物多孔结构，考察其内部传热传质具有重要学术研究意义和工业应用价值。由于存在结构探测和理论建模方面的困难，目前对两者孔隙尺度传热传质的认识十分欠缺，开展相关研究具有很大挑战性。本研究采用实验和理论并重的方法,发展生物污泥和骨骼组织多孔结构探测和分析技术，获得孔隙局部和整体结构的关键特征；发展精密实验技术，获取孔隙尺度传热传质数据；基于真实结构形貌，建立数值计算和理论模型；采用实验、数值和理论对比和结合的方式，认识生物多孔介质孔隙结构和传热传质的作用机理，探讨生物活性作用对各个传输过程的影响，孔隙局部和多孔体整体传热传质的作用和联系，获得对生物多孔介质孔隙尺度传热传质深层机理和规律的认识，并尝试开发相关的应用技术。

结论摘要：

活性污泥一种典型的生物多孔可变结构，考察其内部传热传质具有重要学术研究意义和工业应用价值。由于存在结构探测和理论建模方面的困难，目前对此类孔隙尺度传热传质的认识十分欠缺，开展相关研究具有很大挑战性。本研究采用实验和理论并重的方法，发展生物污泥多孔结构探测和分析技术，获得孔隙局部和整体结构的关键特征；发展精密实验技术，获取孔隙尺度传热传质数据；基于真实结构形貌，建立数值计算和理论模型；采用实验、数值和理论对比和结合的方式，认识生物多孔介质孔隙结构和传热传质的作用机理，探讨生物活性作用对各个传输过程的影响，孔隙局部和多孔体整体传热传质的作用和联系，获得对生物多孔介质孔隙尺度传热传质深层机理和规律的认识。首次分析了电场和压力场联合作用下的生物多孔颗粒内部的流动，揭示出不同成分对流动的影响机制，获得活性污泥层流动阻力特性，揭示活性污泥动态结构和流动之间的联系。