基本信息
- 項目名稱：
- 高鹽高濃度氨氮廢水處理新工藝的研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本文主要研究了厭氧氨氧化反應器的啟動特性及厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)馴化過程；考察了無機鹽種類和濃度對厭氧氨氧化污泥氨氮去除率、亞硝酸鹽氮去除率的影響。探討了采用甜菜堿作為滲透壓調節(jié)劑緩解鹽度脅迫的可行性。利用甜菜堿來緩解這種抑制作用，是一種可行的調控策略。本研究的開展，有助于拓展厭氧氨氧化工藝的應用場合，研創(chuàng)新型低耗的厭氧生物脫氮技術，推動眾多高鹽高氨氮廢水的治理。
- 詳細介紹：
- 本文主要研究了厭氧氨氧化反應器的啟動特性及厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)馴化過程；考察了無機鹽種類和濃度對厭氧氨氧化污泥氨氮去除率、亞硝酸鹽氮去除率的影響。探討了采用甜菜堿作為滲透壓調節(jié)劑緩解鹽度脅迫的可行性。啟動完成時，反應器的總氮去除負荷為0.657kg/(m3?d)。低濃度的鹽能夠適度促進厭氧氨氧化反應器的去除效率，但是超過一定的濃度，不同的鹽對厭氧氨氧化反應產生不同程度的抑制。利用甜菜堿來緩解這種抑制作用，是一種可行的調控策略。本研究的開展，有助于拓展厭氧氨氧化工藝的應用場合，研創(chuàng)新型低耗的厭氧生物脫氮技術，推動眾多高鹽高氨氮廢水（例如石油、化工、水產加工廢水等）的治理。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 近年來國內外水體富營養(yǎng)化問題嚴重，引起該問題的主要原因是水體中氮、磷等營養(yǎng)元素的富集，造成水體中藻類等浮游生物大量繁殖，從而破壞水體生態(tài)平衡。而厭氧氨氧化工藝是迄今最為經濟有效的的生物脫氮技術。高鹽度物質在含氮廢水中較為常見。但尚較少見厭氧氨氧化工藝在高鹽廢水脫氮中應用中的報道。有鑒于此，作品提出將厭氧氨氧化應用于高鹽廢水處理，論證其可行性。
科學性、先進性及獨特之處
- 該作品的科學性主要體現在：研究的思路是一個非常清晰的，該研究是根據現實存在的環(huán)境問題，一步一步分析并且解決問題的一個過程。研究了不同類型的鹽對水處理的影響，以及同種但不同濃度的鹽對反應的影響，實驗設計思路縝密。當前有關鹽度對厭氧氨氧化影響的研究還不是很多，尋求該問題的解決方案是我們研究前進的方向，本文提出了甜菜堿來緩解鹽度的脅迫的方案，還將進一步探究新的技術手段。
應用價值和現實意義
- 本作品是有關高鹽高濃度氨氮廢水處理新工藝（厭氧氨氧化工藝）的研究。①有助于加速厭氧氨氧化微生物反應的研究進程，發(fā)掘新的菌種資源，深化人們對厭氧氨氧化菌和嗜鹽微生物的認識，豐富微生物學內容；②有助于揭示地球（尤其是海洋）氮素循環(huán)的構成環(huán)節(jié)，完善生物地球化學循環(huán)模式；③有助于拓展厭氧氨氧化工藝的應用場合，研創(chuàng)新型低耗的厭氧生物脫氮技術，推動眾多高鹽高氨氮廢水（例如石油、化工、水產加工廢水等）的治理。
學術論文摘要
- 本文主要研究了厭氧氨氧化反應器的啟動特性及厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)馴化過程；考察了無機鹽種類和濃度對厭氧氨氧化污泥氨氮去除率、亞硝酸鹽氮去除率的影響。探討了采用甜菜堿作為滲透壓調節(jié)劑緩解鹽度脅迫的可行性。啟動完成時，反應器的總氮去除負荷為0.657kg/(m3?d)。低濃度的鹽能夠適度促進厭氧氨氧化反應器的去除效率，但是超過一定的濃度，不同的鹽對厭氧氨氧化反應產生不同程度的抑制。利用甜菜堿來緩解這種抑制作用，是一種可行的調控策略。本研究的開展，有助于拓展厭氧氨氧化工藝的應用場合，研創(chuàng)新型低耗的厭氧生物脫氮技術，推動眾多高鹽高氨氮廢水（例如石油、化工、水產加工廢水等）的治理。
獲獎情況
- 校級一等獎
鑒定結果
- 情況屬實。
參考文獻
- [1] Jetten M S M, Strous M, Pass. K T, et al. The anaerobic oxidation of ammonium [J]. FEMS Microbiology, 1999(22): 421-437. [2] 金仁村, 胡寶蘭, 鄭平, 等. 厭氧氨氧化反應器性能的穩(wěn)定性及其判據[J]. 化工學報, 2006, 57(5): 1166-1170. [3] 何建, 陳立偉, 李順鵬. 高鹽度難降解工業(yè)廢水生化處理的研究[J]. 中國沼氣, 2000, 18(2): 12-16. [4] Kargi F, Ali R. Dincer. Effect of salt concentration on biological treatment of saline waste water by fed batch operation[J]. Enzyme and Microbial Technology, 1996, 19: 529-537. [5] 王建龍. 厭氧氨氧化工藝的微生物學特性[J]. 生命的化學, 2002, 22(5): 470-471. [6] van der Star W R L, Miclea A I, van Dongen U G J M, et al. The membrane bioreactor: A novel tool to grow ANAMMOX bacteria as free cells [J]. Bio. technol. Bioeng, 2008, 101(2): 286-294. [7] 尤作亮, 蔣展鵬, 祝萬鵬. 海水直接利用及其環(huán)境問題分析[J]. 給水排水, 1998, 24(3): 64-67. [8] Jetten M S M, Strous M, van de Pas Schoonen K T, et al. The anaerobic oxidation of ammonium [J]. FEMS Micro. Bio. Rev., 1999, 22(5): 421-437.
同類課題研究水平概述
- 近年來，隨著科技的進步和人民生活水平的不斷提高，排入水中的污染物也逐漸增多。其中，氮素污染物的增加使得水體污染及水體富營養(yǎng)化更加嚴重，像近年太湖、巢湖的藍藻大爆發(fā)，引發(fā)了重大的社會和民生問題。因此，廢水中氨氮的脫除日益引起人們的關注。氨氮的脫除方法包括物理法、化學法和生物法等。生物法因能量消耗最少且后續(xù)處理簡單，越來越受到人們的青睞。而生物法中傳統(tǒng)的硝化/反硝化生物脫氮需要消耗大量的能量(硝化曝氣等)、外加酸堿中和及投加碳源物質等，已愈來愈不符合可持續(xù)發(fā)展的目標。所以越來越多的人致力于新型生物脫氮技術的研究，開發(fā)短程硝化反硝化、同時硝化反硝化和厭氧氨氧化（Anammox）等新技術。其中最典型的當屬荷蘭Delft技術大學開發(fā)的厭氧氨氧化工藝。 厭氧氨氧化是在嚴格的缺氧條件下以NO2--N為電子受體，將NH4+-N氧化為N2的生物反應。在廢水脫氮工藝中，應用厭氧氨氧化大大降低了運行成本。在應用方面，出現了一些耦合厭氧氨氧化的新工藝：Sharon-Anammox（短程硝化-厭氧氨氧化）工藝、OLAND（限氧自養(yǎng)硝化-反硝化）工藝、單相CANON工藝（基于亞硝酸鹽的完全自養(yǎng)脫氮）。與短程硝化相結合，厭氧氨氧化工藝能減少需氧量50%~60%。因此，被發(fā)現的近二十年以來，厭氧氨氧化已成為國內外環(huán)境工程乃至微生物領域的熱點問題之一。諸多學者在其生物學特征、反應器啟動方法、工藝條件等方面進行了廣泛且較為深入的研究，并取得了一定的進展。 微生物生長需要一定量的無機鹽，但廢水中含鹽量過高時，會破壞微生物的細胞膜和菌體內的酶，對微生物的生長產生抑制作用，從而使廢水無法達到理想的處理效果。本文主要研究了厭氧氨氧化反應器的啟動特性及污泥的馴化過程，在此基礎上考察了鹽度對污泥活性的影響，以及投加甜菜堿作為鹽度抑制調控對策的可行性。
