厭氧氨氧反應(yīng)器性能研究【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　環(huán)境科學(xué)</b></p><p>　　厭氧氨氧反應(yīng)器性能研究</p><p>　　一、選題的背景和意義</p><p>　　廢水生物脫氮，防止水體富營養(yǎng)化是水污染控制領(lǐng)域的一個研究重點。傳統(tǒng)的生物脫氮采用硝化和反硝化

2、相結(jié)合的生物方法，但所涉及的工藝流程長、成本高(能耗高，需添加有機碳源)。上世紀九十年代發(fā)現(xiàn)的厭氧氨氧化技術(shù)核心是以氨為電子供體，亞硝酸鹽為電子受體，產(chǎn)物為氮氣的生物反應(yīng)。由于參加該過程的微生物是自養(yǎng)型微生物，無需添加有機碳源，無需氧氣參與，產(chǎn)堿量為零，同時還能減輕二次污染，故而成為目前最經(jīng)濟的生物脫氮工藝。然而目前厭氧氨氧化的實際應(yīng)用還受制于其漫長的啟動階段，其原因在于厭氧氨氧化細菌的生長速率很低，以及單位氨氮生成的生物量很低，污泥倍

3、增時間為11d，此外，一部分微生物被出水洗出給該工藝的正常運行帶來較大障礙</p><p>　　ANAMMOX反應(yīng)器的啟動過程實質(zhì)是厭氧氨氧化菌的活化和擴增過程，對裝置投入正常工作舉足輕重。但是，由于ANAMMOX菌生長緩慢，倍增時間長達11d，因此，ANAMMOX反應(yīng)器的啟動方法成為眾多學(xué)者研究的重點。研究結(jié)果表明，可以采用多種不同的反應(yīng)器和種泥進行反應(yīng)器的啟動[4]。厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)是McCarty

4、教授于1982年提出的一種高教厭氧處理工藝。它實質(zhì)上是串流數(shù)個升流式污泥懸浮反應(yīng)器。ABR具有結(jié)構(gòu)簡單、生物截留能力強、處理效果好、運行管理方便等優(yōu)點，是一種中、低濃度工業(yè)廢水的經(jīng)濟有效的處理方法，具有很高的推廣價值[5]。</p><p>　　本課題通過實驗研究ABR反應(yīng)器的性能。</p><p>　　二、研究主要內(nèi)容（含論文提綱）</p><p>　　1 試驗裝

5、置與工藝流程</p><p>　　本實驗采用的ABR反應(yīng)器規(guī)格為600 mm ×120 mm ×300mm，總?cè)莘e21.6 L，有效體積為13.5L。反應(yīng)器每格室升降流向格間寬度比為5∶1,折流板導(dǎo)向角為45°。采用恒流蠕動泵控制進水量從而控制水力停留時間( hydraulic retentiontime, HRT) [11]。</p><p><b&g

6、t;　　2 試驗用水水質(zhì)</b></p><p>　　反應(yīng)器進水為模擬廢水，其組成為：KH2PO4 10 mg·L-1，CaCl2·2H2O 5.6 mg·L-1，MgSO4·7H2O 300 mg·L-1, KHCO3 1250 mg·L-1，微量元素濃縮液Ⅰ、Ⅱ各1.25 ml·L-1。其中，微量元素濃縮液Ⅰ的組成為EDTA 5

7、mg·L-1，F(xiàn)eSO4 5mg·L-1；而微量元素濃縮液Ⅱ組成為EDTA 15 mg·L-1，H3BO4 0.014 mg·L-1，MnCl2·4 H2O 0.99 mg·L-1，CuSO4·5H2O 0.25 mg·L-1，ZnSO4·7H2O 0.43 mg·L-1，NiCl2·6H2O 0.19 mg·L-1，

8、NaMoO4·2H2O 0.22 mg·L-1，NaSeO4·10H2O 0.21 mg·L-1。NH4+-N和NO2--N用(NH4)2SO4和NaNO2按需添加。</p><p>　　配好后的合成廢水pH范圍為7.7-8.4。</p><p><b>　　3 試驗方法</b></p><p>　　接種

9、污泥為普通好氧活性污泥（取自杭州市四堡污水處理廠曝氣池，直接將其轉(zhuǎn)入到厭氧狀態(tài)進行培養(yǎng)）。Anammox反應(yīng)中氨氮與亞硝酸氮的理論反應(yīng)比值為1:1.32。防止亞硝酸對于反應(yīng)器的抑制作用，為避免亞硝酸氮基質(zhì)抑制，設(shè)置進水氨氮與亞硝酸氮的比值為1:1。正式啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器。</p><p>　　在啟動過程中，水力停留時間(HRT)保持不變24h。每兩天取樣測定一次，測定氨氮、亞硝基氮和總氮。注意pH和溫度控制，無

10、光、無氧。加大反應(yīng)器負荷的依據(jù)是出水氨濃度。當出水NO2濃度接近于20mg/L時，2種物質(zhì)濃度以每次28mg/L的梯度提高[3]。</p><p>　　三、擬采取的研究方法、研究手段及技術(shù)路線、實驗方案等</p><p>　　本研究主要以定量試驗為主，在查閱大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，結(jié)合實驗獲得的數(shù)據(jù)，進行分析對比，研究ABR反應(yīng)器的性能及影響因素。</p><p>&

11、lt;b>　　主要的研究方法為：</b></p><p>　　1）文獻閱讀法。通過查閱第二手文獻，掌握ABR反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，了解ABR反應(yīng)器的實驗流程。</p><p>　　2）實驗分析法。本研究根據(jù)實驗測定氮元素，分析ABR反應(yīng)器的性能。</p><p>　　3）對比分析法。本研究通過對實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論與文獻資料對比分析，比較ABR反應(yīng)器性

12、能。</p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p>　　[1] Shou Qing Ni, Bao-Yu Gao, Chih-Cheng Wang et al. Fast start-up, performance and microbial community in a pilot-scale anammox reactor seeded wit

13、h exotic mature granules[J]. Bioresource Technology, 2010,102(3) :2448-2454.</p><p>　　[2] Yu Wang, Markku P. Impacts of temperature and liquid/solid ratio on anaerobic degradation of municipal solid waste: a

14、n emission investigation of landfill simulation reactors[J]. J Mater Cycles Waste Manag , 2009, 11(4) :312-320.</p><p>　　[3] 魏學(xué)軍, 鄧華, 談紅. 厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動及運行[J]. 新疆環(huán)境保, 2002,24(1) :17-21.</p><p>　　[4

15、] 李曉波, 林鐵, 康提. ANAMMOX反應(yīng)器的啟動方法研究進展[J]. 石油化工技術(shù)與經(jīng)濟,　2008,24(1) :51-53.</p><p>　　[5] 郭靜, 李清雪, 馬華年等. ABR反應(yīng)器的性能及水力特性研究[J]. 中國給水排水, 1997, 13(4) :17-20.</p><p>　　[6] 李剛, 歐陽鋒, 楊立中. ABR反應(yīng)器性能研究:回顧與總結(jié)[J].

16、中國沼氣, 2001,19(3) :9-14.</p><p>　　[7] 楊宏, 張靜慧, 于萍波等. ABR反應(yīng)器的啟動研究[J]. 安全與環(huán)境學(xué)報, 2008,8(5) :44-47.</p><p>　　[8] 張少輝, 鄭平. 厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動方法的研究[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2004,24(4) :496-500.</p><p>　　[9]齊京燕

17、, 李旭東, 曾抗美等. 厭氧氨氧化反應(yīng)器研究進展[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物報, 2007,13(5) :748-752.</p><p>　　[10] 童健, 陳曉華. ABR反應(yīng)器的設(shè)計[J]. 江蘇環(huán)境科技, 第2004, l7(4) :26-27.</p><p>　　[11] 朱月琪, 張麗娟, 曾國驅(qū)等. 低濃度氨氮廢水在ABR中的厭氧氨氧化研究[J]. 環(huán)境工程學(xué)報, 20

18、10,4(6) :1225-1230.</p><p>　　[12] 周均, 戴宏民, 路青. 厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動運行研究進展[J]. 重慶工商大學(xué)學(xué)報, 2009,26(2) :118-122.</p><p>　　五、研究的整體方案與工作進度安排（內(nèi)容、步驟、時間）</p><p>　　本項目預(yù)計將持續(xù)一年，研究主要分為研究的設(shè)計方案、數(shù)據(jù)搜集、計量分析、總體

19、報告等研究環(huán)節(jié)。</p><p>　　第一階段，進一步收集文獻資料，細化研究方案。</p><p>　　第二階段，在理論基礎(chǔ)上上，進行實驗。</p><p>　　第三階段，利用實驗數(shù)據(jù)進行分析。</p><p>　　第四階段，結(jié)合研究成果，整合總體報告，結(jié)束課題。</p><p>　　六、研究的主要特點及創(chuàng)新點<