厌氧氨氧反应器性能研究【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 环境科学 厌氧氨氧反应器性能研究 一、选题的背景和意义 废水生物脱氮，防止水体富营养化是水污染控制领域的一个研究重点。传统的生物脱氮采用硝化和反硝化相结合的生物方法，但所涉及的工艺流程长、成本高 (能耗高，需添加有机碳源 )。上世纪九十年代发现的厌氧氨氧化技术核心是以氨为电子供体，亚硝酸盐为电子受体，产物为氮气的生物反应。由于参加该过程的微生物是自养型微生物，无需添加有机碳源，无需氧气参与，产碱量为零，同时还能减轻二次污染，故而成为目前最经济的生物脱氮工艺。然而目前厌氧氨氧化的实际应用还受制于 其漫长的启动阶段，其原因在于厌氧氨氧化细菌的生长速率很低，以及单位氨氮生成的生物量

2、很低，污泥倍增时间为 11d，此外，一部分微生物被出水洗出给该工艺的正常运行带来较大障碍 ANAMMOX反应器的启动过程实质是厌氧氨氧化菌的活化和扩增过程，对装置投入正常工作举足轻重。但是，由于 ANAMMOX菌生长缓慢，倍增时间长达 11d，因此， ANAMMOX反应器的启动方法成为众多学者研究的重点。研究结果表明，可以采用多种不同的反应器和种泥进行反应器的启动 4。厌氧折流板反应器 (ABR)是 McCarty教授于 1982年提出的 一种高教厌氧处理工艺。它实质上是串流数个 升流式污泥悬浮反应器。 ABR具有结构简单、生物截留能力强、处理效果好、运行管理方便等优点，是一种中、低浓度工业废

3、水的经济有效的处理方法 ， 具有很高的推广价值 5。 本课题通过实验研究 ABR 反应器的性能。 二、研究主要内容 （含论文提纲） 1 试验装置与工艺流程 本实验采用的 ABR反应器规格为 600 mm 120 mm 300mm，总容积 21.6 L，有效体积为 13.5L。反应器每格室升降流向格间宽度比为 5 1,折流板导向角为 45。 采用恒流蠕动泵控制进水量从而控制水 力停留时间 ( hydraulic retentiontime, HRT) 11。 2 试验用水水质 反应器进水为模拟废水，其组成为： KH2PO4 10 mgL -1， CaCl22H2O 5.6 mgL -1， MgS

4、O47H2O 300 mgL -1, KHCO3 1250 mgL -1，微量元素浓缩液 、 各 1.25 mlL -1。 其中， 微量元素浓缩液 的组成为 EDTA 5mgL-1， FeSO4 5mgL-1； 而微量元素浓缩液 组成为 EDTA 15 mgL-1， H3 BO4 0.014 mgL-1，MnCl24 H2O 0.99 mgL-1， CuSO45H2O 0.25 mgL-1， ZnSO47H2O 0.43 mgL-1， NiCl26H2O 0.19 mgL-1， NaMoO42H2O 0.22 mgL-1， NaSeO410H2O 0.21 mgL-1。 NH4+-N和 NO2

5、-N用 (NH4)2SO4和1 NaNO2按需添加。 配好后的合成废水 pH范围为 7.7-8.4。 3 试验方法 接种污泥为普通好氧活性污泥（取自杭州市四堡污水处理厂曝气池，直接将其转入到厌氧状态进行培养）。 Anammox反应中氨氮与亚 硝酸氮 的理论 反应 比值为 1:1.32。防止亚硝酸对于反应器的抑制作用， 为避免亚 硝酸氮 基质抑制，设置进水氨氮与亚 硝酸氮 的比值为 1:1。 正式启动厌氧氨氧化反应器。 在启动过程中，水力停留时间 (HRT)保持不变 24h。每两天取样测定一次，测定氨氮、亚硝基氮和总氮。注意 pH和温度控制，无光、无氧。加大反应器负荷的依据是出水氨浓度。当出水

6、NO2浓度接近于 20mg/L时， 2种物质浓度 以每次 28mg/L的梯度提高 3。 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 本研究主要以定量试验 为主，在查阅大量相关文献的基础上，结合实验获得的数据，进行分析对比，研究 ABR 反应器的性能及影响因素。 主要的研究方法为： 1） 文献阅读法。 通过查阅第二手文献，掌握 ABR 反应器技术发展现状，了解 ABR 反应器的实验流程。 2） 实验分析法。 本研究根据实验测定氮元素，分析 ABR 反应器的性能。 3） 对比分析法。 本研究通过对实验数据得出的结论与文献资料对比分析，比较 ABR 反应器性能。 四、参考文献 1 Shou

7、 Qing Ni, Bao-Yu Gao, Chih-Cheng Wang et al. Fast start-up, performance and microbial community in a pilot-scale anammox reactor seeded with exotic mature granulesJ. Bioresource Technology, 2010,102(3) :2448-2454. 2 Yu Wang, Markku P. Impacts of temperature and liquid/solid ratio on anaerobic degrad

8、ation of municipal solid waste: an emission investigation of landfill simulation reactorsJ. J Mater Cycles Waste Manag , 2009, 11(4) :312-320. 3 魏学军 , 邓华 , 谈红 . 厌氧氨氧化反应器的启动及运行 J. 新疆环境保 , 2002,24(1) :17-21. 4 李晓波 , 林铁 , 康提 . ANAMMOX反应器的启动方法研究进展 J. 石油化工技术与经济 , 2008,24(1) :51-53. 5 郭静 , 李清雪 , 马华年等 . AB

9、R 反应器的性能及水力特性研究 J. 中国给水排水 , 1997, 2 13(4) :17-20. 6 李刚 , 欧阳锋 , 杨立中 . ABR 反应器性能研究 :回顾与总结 J. 中国沼气 , 2001,19(3) :9-14. 7 杨宏 , 张静慧 , 于萍波等 . ABR反应器的启动研究 J. 安全与环境学报 , 2008,8(5) :44-47. 8 张少辉 , 郑平 . 厌氧氨氧化反应器启动方法的研究 J. 中国环境科学 , 2004,24(4) :496-500. 9 齐京燕 , 李旭东 , 曾抗美等 . 厌氧氨氧化反应器研究进展 J. 应用与环境生物报 , 2007,13(5)

10、:748-752. 10 童健 , 陈晓华 . ABR反应器的设计 J. 江苏环境科技 , 第 2004, l7(4) :26-27. 11 朱月琪 , 张丽娟 , 曾国驱等 . 低浓度氨氮废水在 ABR 中的厌氧氨氧化研究 J. 环境工程学报 , 2010,4(6) :1225-1230. 12 周均 , 戴宏民 , 路青 . 厌氧氨氧化反应器启动运行研究进展 J. 重庆工商大学学报 , 2009,26(2) :118-122. 五、研究的整体方案与工作进度安排 （内容、步骤、时间） 本项目预计将持续一年，研究主要分为研究的设计方案、数据搜集、计量分析、总体报告等研究环节。 第一阶段，进一步收集文献资料，细化研究方案。 第二阶段，在理论基础上上，进行实验。 第三阶段，利用实验数据进行分析。 第四阶段，结合研究成果，整合总体报告，结束课题。 六、研究的主要特点及创新点