导读:本文包含了脱氮途径论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硝化系统,低溶解氧,氮去除,反硝化
脱氮途径论文文献综述
周薛扬[1]（2018）在《快速实现生活污水低氧深度脱氮的方法及氮转化途径研究》一文中研究指出随着生物脱氮技术在污水处理方面的快速发展,SBR污水处理工艺得到了极为广泛的应用,但同时生活污水SBR硝化系统也是较为复杂的微生物系统,其中脱氮功能菌群间的微生物竞争关系影响并决定了硝化的类型、速率和产物等,因此采用合理的运行方式来调整和优化处理效果是至关重要的。在硝化系统的好氧阶段,通常伴随着无机氮去除情况的发生,较高的氮去除率意味着能够在实际运行中节省投加药剂的费用。而造成氮去除的途径通常并不唯一,但目前对于短程硝化/全程硝化系统中氮去除的具体途径并没有详细的报道,而对于全程硝化过程中氮去除的强化更是寥寥无几。本课题采用实际生活污水,以22 L的SBR反应器接种短程硝化污泥,反应过程中严格控制0.5 mg/L的低溶解氧条件,分别对硝化系统氮去除的影响因素、途径和具体强化策略进行深入研究。低溶解氧条件更有利于硝化系统氮去除率的提高。同时,相比全程硝化系统,短程硝化系统中的NO_2~--N积累也能够帮助增加氮去除率。但这并不意味着短程硝化系统在低氧运行条件下就能够直接到达满意的氮去除效果,试验初期针对溶解氧浓度对短程硝化系统的沉降性能和硝化性能的影响进行研究,发现0.5 mg/L的低氧曝气条件下,硝化速率大幅度降低,AOB对DO的亲和能力下降,NOB的生长速率远大于AOB,系统内Nitrobacter和Nitrospira的数量明显增加,并且表达出活性,导致短程硝化失稳的发生。同时对单个硝化周期内污染物浓度的变化进行研究,发现根据氮去除速率的变化,单周期反应能够被分为3个阶段,分析得出每个阶段中造成氮去除的主要途径有所差异。通过设计试验发现氮去除途径包括异养反硝化、厌氧氨氧化和N_2O排放。硝化系统内功能菌群间的微生物竞争关系影响并决定了硝化的类型、总无机氮去除率和途径,而底物的浓度则决定了微生物之间竞争的关系。当系统中COD和氨氮同时发生降解时,系统发生氮去除的主要途径是异养反硝化反应,而在系统内没有足够的碳源可以被利用时,异养反硝化反应受到抑制,主要是厌氧氨氧化反应造成氮去除。在硝化系统的NAR逐周期降低的过程中,对每个周期的氮去除率及途径进行研究,发现当NAR低于34.94%时,系统内不再有充足的NO_2~--N来使厌氧氨氧化反应顺利的进行,换句话说,由于NOB对NO_2~--N更强的竞争力,导致了厌氧氨氧化菌受到直接的抑制,对总氮去除的贡献大大降低。在硝化系统内不再有NO_2~--N积累后,为了恢复恢复和增强AOB和NOB的活性,降低了COD和氨氮进水负荷,系统基本没有总氮去除的情况发生。运行16个周期后,AOB和NOB的活性逐渐恢复。随后提高进水负荷,氮去除率上升并稳定在27±5%,此时在全程硝化过程中也出现了自养脱氮的现象。在研究了系统的氮去除影响因素及途径之后,采用向全程硝化系统中投加高氨氮厌氧氨氧化颗粒污泥的方式对其进行氮去除强化,其厌氧氨氧化颗粒污泥的投加比例(以干污泥重计)为全程硝化絮体活性污泥的1:2。投加运行3周期后,系统的TIN_(ra)稳定在了46.16%~54.94%,整个脱氮系统中由ANAMMOX造成的氮去除比例大大升高,占72%。在硝化系统采用投加强化策略并达到稳定运行后,采用好氧:缺氧时长为30 min:15 min的间歇曝气运行模式对系统的氮去除进行进一步的强化,在运行5个周期后,TIN_(ra)达到了81.23%,系统达到了深度脱氮的水平。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-06-01）
杨玉兵[2]（2018）在《两段式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮性能及其N_2O产生途径研究》一文中研究指出近年来,相继发展一些新型脱氮工艺,尤其是短程硝化-厌氧氨氧化工艺,相对于传统脱氮工艺,短程硝化-厌氧氨氧化工艺不但节省了62.5%的曝气量,而且无需外加碳源,污泥产量低。短程硝化工艺在处理低C/N城市污水如何维持稳定的亚硝态氮积累并没有深入的研究。因此,有必要对其在不同运行条件下的稳定性及氮素转化途径进行研究。由于厌氧氨氧化菌世代时间较长,生长缓慢,而生物滤池是集生物氧化与物理截留于一体,可有效防止厌氧氨氧化菌的流失,因此,在生物滤池内实现厌氧氨氧化具有很大的优势。此外,厌氧氨氧化菌对其生长环境要求严苛,易受环境条件改变的影响,探讨DO等环境因素对其脱氮性能的影响,对其实际应用中的调控具有一定意义。在生物脱氮过程中会排放温室气体-氧化亚氮(N_2O),其对环境的危害不容忽视。而主流厌氧氨氧化工艺N_2O的释放量及产生途径研究较少,通过深入研究N_2O的产生机理,并调控运行参数,可以达到N_2O减量化的目的。本课题以实际生活污水为研究对象,通过接种稳定运行的中试短程硝化SBR内污泥,经过11d,达到95%以上亚硝累积率,实现了短程硝化的快速启动。短程硝化稳定后,研究了不同溶解氧条件下短程硝化的稳定性,当DO浓度降低到0.5mg/L时,氨氧化速率逐步降低,NAR(nitrite accumulation rate)由91.8%降低到71.7%。高DO和低DO运行阶段AOB的氧半饱和常数分别为0.146 mg O_2/L和0.307 mg O_2/L,长期高DO条件运行下AOB对溶解氧有更高的亲和力。低DO条件下容易使Nitrospira的生长获得优势,Nitrospira是影响短程硝化稳定的重要因素。研究其氮素转化途径得出,不同溶解氧条件下,系统内主要发生不同程度的短程硝化、同步硝化反硝化及厌氧氨氧化作用。短程硝化过程产生N_2O的主要途径为硝化细菌反硝化作用。利用生物滤池完成了厌氧氨氧化菌的培养与富集,经过173 d厌氧氨氧化滤池启动成功,TN去除率达到83.6%以上,最大总氮去除负荷达到0.75 kg/m~3/d。厌氧氨氧化滤池启动初期未采取加热措施,第138d,滤池温度降低到16℃时,Anammox菌虽然有活性,但活性较低,TN去除率降低到50%,逐步升高温度到25℃后,其活性逐渐恢复,第173d后,TN去除率达到80%以上。可见,降低温度对Anammox菌的抑制是可逆的。进水溶解氧浓度为4.0~5.0 mg/L,由于厌氧氨氧化生物膜接种污泥存在部分硝化菌,可以将滤池中的溶解氧去除,系统TN去除率始终维持在78%以上。两段式短程硝化-厌氧氨氧化运行期间,短程硝化SBR增加前置反硝化,可以进一步抑制NOB的活性,有利于AOB的生长。控制温度25℃,滤速0.25m/h,进水NH_4~+-N浓度为16-20mg/L,经过10d,TN去除率由46.73%升高到78%以上,厌氧氨氧化滤池启动成功。常温25℃时,逐步提高滤速,218d开始,控制滤速为0.5 m/h,经过10天,滤池去除率由65%提高到90%以上,总氮容积负荷为0.75 kg/m~3·d,两段式厌氧氨氧化出水TN平均浓度为8 mg/L。成功实现了两段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺稳定高效地处理生活污水。此外,短程硝化SBR内N_2O产生量占NH_4~+-N氧化量的比例为4.08%,且主要通过AOB反硝化作用产生。厌氧氨氧化滤池内67.8%的N_2O通过AOB反硝化过程产生,32.2%的N_2O通过羟胺氧化过程产生。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-05-01）
李娜,胡筱敏,李国德,赵岩,刘金亮[3]（2018）在《短程硝化反硝化生物脱氮影响因素与实现途径》一文中研究指出由于短程硝化反硝化脱氮工艺能够减少约25%的需氧量和40%的有机碳源,可以缩短水力停留时间,降低处理费用和基建投资,在污水处理领域日益受到重视,引起了研究热潮,对短程硝化反硝化的优越性、影响因素及实现途径进行了简要概述。(本文来源于《水科学与工程技术》期刊2018年01期）
鲍任兵,张怀宇,李树苑,陈才高[4]（2018）在《强化SBR工艺脱氮效果的有效途径》一文中研究指出结合SBR工艺脱氮机理,从运行控制优化、投加填料以及优化菌种叁个方面介绍了强化SBR工艺脱氮效果的有效途径,为中小城镇污水厂常规SBR工艺提标改造提供理论支持。(本文来源于《城市建设理论研究(电子版)》期刊2018年03期）
冯晓娟,冼萍,唐海芳,李桃,黄宇钊[5]（2017）在《固定化微生物脱氮途径及微生物学机理研究》一文中研究指出为探究固定化微生物脱氮机理,分析反应池中氮元素转化规律和微生物群落结构。结果表明反应池中存在同步硝化反硝化过程,并且随水力停留时间(HRT)增加,反应过程由短程硝化反硝化逐渐转变为全程硝化反硝化。采用高通量测序法测定反应池中的细菌群落,结果表明反应池中有64种细菌属,其中优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae),与脱氮作用有关的细菌门占细菌总数的49.29%。对反应池中存在的脱氮细菌进行分析,发现脱氮细菌在反应池中能够完成自养硝化、异养硝化、自养反硝化、异养兼性厌氧反硝化、全程硝化反硝化、短程硝化反硝化等过程。因此,固定化微生物脱氮是由多种脱氮细菌共同作用的结果。(本文来源于《环境工程2017增刊2下册》期刊2017-08-30）
陈星[6]（2017）在《复合人工湿地生物脱氮途径的研究》一文中研究指出2015年国务院出台《水十条》,明确指出到2020年,全国城市污水处理率达到95%,县城污水处理率达到85%(“十叁五”要求县城达到90%;建制镇达到70%),所有县城和重点镇具备污水收集处理能力;全国水环境质量得到阶段性改善,污染严重水体较大幅度减少。而目前我国县城污水处理率约为80%,建制镇不到30%,村庄的污水处理率只有8%;全国116个主要湖泊处于富营养状态的有90个;736座主要水库处于富营养状态的有259个。有研究显示水华爆发地往往处于污水收集处理不完善的城镇和农村,在解决此类地区水环境问题时,要尽可能选择投资省,工艺流程简单、维护需求少、运行费用低的处理技术。论文以“竖向折流+侧向潜流”复合型人工湿地污水厂为依托,分析污水厂污染物季节性变化规律,侧向潜流湿地内部溶解氧与氮素污染物变化规律,利用高通量测序探索微生物菌群结构。由于重庆夏季长,春秋两季短,故论文直接考虑用温度划分季节。首先分析整个研究期间的温度变化规律,将月平均气温高于25℃的划为夏季,月平均气温介于15℃~25℃划为温季,月平均气温低于15℃的划为冬季,以此展开对本污水厂污染物季节变化规律的研究。主要结论如下:(1)研究期间复合型人工湿地污水厂对污染物的去除效果良好,夏季出水水质优于其他季节;夏季、温季和冬季的pH值差异很小,均处于7.0~8.0之间;各季节侧向潜流湿地都是污染物的主要去除单元,在污水流经侧向潜流湿地后硝氮会出现了较为明显的累积现象;污水厂出水SS和COD浓度值满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准,出水TN和氨氮浓度值满足一级B标准,TP处理效果较差,出水仅满足二级标准。(2)通过对侧向潜流湿地DO和ORP值的分析,发现侧向潜流湿地处于好氧、缺氧、厌氧交替状态;以COD值代替BOD,分析侧向潜流湿地内去除的COD与去除的TN比例,夏季约为1.91:1,温季约为1.94:1,冬季约为2.12:1;与传统硝化反硝化理论C/N的值2.86:1相比要低,推测本侧向潜流湿地内可能发生了厌氧氨氧化反应,并且夏季这种反应更为明显。(3)高通量测序结果显示本侧向潜流湿地中优势菌种依次为Anaerolineaceae(厌氧绳菌纲),Thiobacillus(硫杆菌),Nitrospira(硝化螺菌属)、Comamonadaceae(从毛单胞菌科),Xanthomonadales(黄单胞菌目),Holophagaceae。其中Anaerolineaceae证明在产甲烷生物系统中,能降解碳水化合物和其他细胞材料;Thiobacillus、Nitrospira与生物脱氮有关;大部分Comamonadaceae能去除酚类、类固醇等污染物质。(4)所有基因序列与生物脱氮有关的占24%,优势菌种为Thiobacillus;此外还检测出两种厌氧氨氧化细菌,一个与Candidatus Anammoxoglobus propionicus同源性达100%,另一个与Candidatus Brocadia fulgida同源性达99%;并推测本侧向潜流湿地中传统生物脱氮细菌与厌氧氨氧化细菌存在相互协同作用,且主要是Thiobacillus与Candidatus Anammoxoglobus propionicus、Candidatus Brocadia fulgida之间的相互协同。(本文来源于《重庆大学》期刊2017-05-01）
蒋甫阳,李凯,方芳,杨吉祥,郭劲松[7]（2016）在《C/N对单级脱氮系统N_2O排放量及其途径的影响》一文中研究指出采用4组0.5 L的批式反应器,调节进水初始NH_4~+-N为100 mg·L~(-1),控制温度为30℃,DO为(2.00±0.20)mg·L~(-1),以葡萄糖为有机碳源,采用化学抑制法研究进水C/N分别为0、0.5、1.0和1.5时,单级脱氮系统的氮转化情况、N_2O排放量及N_2O排放途径。结果表明,反应器进水C/N从0升高至1.5,在6 h时系统TN去除率由14.5%增至23.5%,而系统N_2O排放量由180μg减至10μg,N_2O转化率由2.5%降至0.1%。随着进水C/N的升高,氨氧化菌(AOB)反硝化产生的N_2O排放量在3.6~11.7μg之间波动,而同步硝化-反硝化产生的N_2O排放量降幅明显,由176.8μg降至5.3μg。当C/N为较低的0和0.5时,同步硝化-反硝化对N_2O排放贡献率均达到85%以上,系统N_2O排放途径主要为同步硝化-反硝化;当C/N为较高的1.0和1.5时,AOB反硝化对N_2O排放贡献率为45.9%和26.5%,系统N_2O排放途径主要为同步硝化-反硝化和AOB反硝化作用。(本文来源于《环境工程学报》期刊2016年07期）
张超群[8]（2016）在《填埋场生物反应器处理渗滤液脱氮途径机理研究》一文中研究指出生活垃圾卫生填埋处理时,会产生成分复杂、氮含量极高的垃圾渗滤液。尤其是填埋后期产生的老龄成熟渗滤液,可生化降解有机物被大量分解,C/N比严重失衡,使得硝化-反硝化脱氮方式难以奏效。厌氧氨氧化作为一种无需碳源的新型脱氮途径,与反硝化脱氮存在一定的互补性,为协同处理渗滤液脱氮提供了可能。但关于渗滤液进水水质条件,如有机负荷和不同氮形态等,对反应器厌氧氨氧化和反硝化脱氮的影响尚缺乏研究。此外,在渗滤液处理中,如何快速启动厌氧氨氧化工艺并稳定运行,对于实际渗滤液的处理具有实际意义。本研究采用上海市某垃圾填埋场内陈垃圾作为填料构建填埋场生物反应器。设计正交试验,探究进水水质条件,如有机负荷、BOD/TN和NO2-/NH4+等,对反硝化和厌氧氨氧化协同脱氮的影响。通过选择合适的污泥接种源,研究提高填埋场生物反应器快速启动的有效策略。此外,通过15N同位素示踪技术,对渗滤液脱氮过程中反硝化和厌氧氨氧化的脱氮效率及贡献率进行解析。结论如下：(一)进水水质对反应器处理效果的影响在本研究的参数范围内：(1)在本研究所设置的9组反应器中,去除效果最佳的反应器进水有机负荷、BOD/TN和NO2-/NH4+分别为0.04 kg/(m3·d)、0.20和1.5时,总氮和氨氮去除率最高达到92.66%和81.67%；去除效果较差的为反应器进水有机负荷、BOD/TN和NO2-/NH4+分别为0.02kg/(m3·d)、0.05和0.5时,总氮和氨氮去除率最高仅为43.82%和41.80%。(2)进水有机负荷、BOD/TN比值都与填埋场生物反应器脱氮效果呈现正相关,表明有机负荷、BOD/TN比值的提高均有利于渗滤液的脱氮效果；进水NO2-/NH4+比值为0.5和1.5时,与反应器脱氮效果之间的相关性较差,而NO2-/NH4+比值为1.0时,二者相关性高,说明适合本研究填埋场生物反应器脱氮的NO2-/NH4+比值为1.0。(3)建议在填埋场反应器处理成熟渗滤液脱氮过程中,优化的进水条件为：有机负荷、BOD/TN和NO2-/NH4+比值分别控制在0.04～0.07kg/(m3·d)、0.20和1.0。(二)填埋场生物反应器快速启动策略(1)以混合有厌氧活性污泥的陈垃圾为填料(污泥接种率为6%),可以迅速提高反应器对垃圾渗滤液的处理效果,使反应器运行初期总氮和氨氮去除率均值分别达到82.55%和88.19%,比对照组高11.51%和11.31%,且先于对照组达到稳定状态,此时总氮和氨氮去除率最高分别达到89.99%和91.61%,比对照组缩短约42.86%的驯化时间,说明向反应器中添加厌氧活性污泥是实现加快反应器运行的有效策略。(2)未接种厌氧活性污泥的反应器总氮和氨氮去除率增长较慢,反应器运行前期总氮和氨氮去除率仅为71.04%和76.88%,且比实验组推迟18 d达到稳定状态。(叁)反硝化和厌氧氨氧化协同脱氮机理通过采用15N同位素示踪技术研究反应器中反硝化和厌氧氨氧化对总氮去除的贡献率。结果显示：(1)本研究的填埋场生物反应器中厌氧氨氧化贡献率范围在7.50%～26.95%。(2)同一反应器内中下部陈垃圾样品厌氧氨氧化贡献率(约为11.02%～26.95%)均明显高于上部(约为7.5%～11.86%)。说明填埋场生物反应器中下部更适于厌氧氨氧化脱氮。(3)接种反硝化数量较多本研究中的厌氧活性污泥可以显着增加反硝化脱氮效率,但会降低厌氧氨氧化菌的贡献率。(4)陈垃圾样品厌氧氨氧化贡献率变化趋势与NO2-/NH4+比值密切相关(相关系数r=0.997)。进水NO2-/NH4+比值为1.5的厌氧氨氧化贡献增长率明显比0.5的高,说明进水合适的NO2-/NH4+比值影响着厌氧氨氧化贡献的增长速率。综上所述,进水水质对于填埋场生物反应器处理渗滤液脱氮有重要影响,厌氧氨氧化可以和反硝化协同脱氮,最高贡献率可达27%,通过调控进水水质可以优化反应器的脱氮效率。此外,接种厌氧活性污泥,可以实现反应器脱氮的快速启动。(本文来源于《华东师范大学》期刊2016-04-06）
李玲丽[9]（2015）在《复合人工湿地脱氮途径及微生物多样性研究》一文中研究指出随着农村城镇化的不断发展,我国小城镇规模正日益壮大,但其分布散、数量多,生态环境一旦受到破坏,就很难得到恢复。人工湿地以投资低、工艺设备简单、运行维护管理方便和处理效果稳定等优点,在处理小城镇污水中将具有突出的技术优势和广阔的应用前景。厌氧氨氧化反应是指以氨根离子为电子供体、亚硝酸根离子为电子受体,最终产物为氮气的生物反应,具有低成本,低能耗的特点。本论文依托新型复合人工湿地:折流式+侧向潜流式人工湿地系统为研究对象,在课题组其他成员已完成相关研究内容的基础上,在重庆市白市驿镇清河农业园人工湿地污水厂,探索侧向潜流湿地中微生物多样性、厌氧氨氧化与反硝化反应的关系。论文首先分析了在不同季节,清河农业园人工湿地污水厂中各构筑物常规指标变化规律。结果表明:污水厂夏季水温明显高于其他季节,在26℃以上,冬季温度最低,在11℃~13℃之间,春秋季节温度相差不大,在17~22℃之间;污水厂p H四季均在7~8的中性范围内。论文对不同季节清河农业园人工湿地污水厂中各构筑物各类污染物沿程变化规律和去除规律,尤其是氮素污染物的变化规律进行了研究。结果表明:该污水厂在不同季节对各类污染物均有良好的去除效果;该污水厂春冬季进水COD、TP、总氮、氨氮进水浓度明显高于夏秋季;硝氮在经过侧向潜流湿地后均有不同程度的富集现象。侧向潜流湿地仍是整个复合型人工湿地去除污染物的重要场所。通过对侧向潜流湿地中DO和ORP值的分析,发现侧向潜流湿地处于好氧、缺氧、厌氧交替状态,在研究期间侧向潜流湿地中氨氮浓度在20~9mg/L之间,亚硝态氮浓度一直维持在0.25mg/L以下,硝态氮浓度在末端出现累积的现象。在已完成相关课题研究的基础上,推测该侧向潜流湿地厌氧氨氧化反应与其他脱氮反应是相互协作的关系。通过15N同位素实验,利用GC-MS检测生成的29N2、30N2的量,发现在2014年6~9月间侧向潜流湿地中厌氧氨氧化与反硝化反应的比例在0.75:1~0.9:1之间,培养中COD/TN去除率在1.0左右。利用高通量测序的方法,测定了侧向潜流湿地填料基质中微生物的多样性和相对定量。结果表明:本侧向潜流湿地中99.8%的细菌已经被检测出来,共计细菌种类超过338种,与菌群丰度(ACE)指数基本一致,Shanno指数和Simpson指数表明侧向潜流湿地中菌群多形性相对较高。并且本侧向潜流人工湿地中优势菌种为Thiobacillus(硫杆菌)、Nitrospira(硝化螺菌属)、Rhodocyclaceae(红环菌科)、Xanthomonadales(黄单胞菌目)、Anaerolineaceae(厌氧绳菌纲)。其中Thiobacillus(硫杆菌)、Nitrospira(硝化螺菌属)与生物脱氮相关;Rhodocyclaceae(红环菌科)具有生物除磷的功能;Anaerolineaceae(厌氧绳菌纲)证明在产甲烷生物系统中,具有降解碳水化合物和其他细胞材料(如氨基酸)的作用。测序中共测序出7346个16S r RNA基因序列,其中1892条属于脱氮细菌,分别为氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌、异养反硝化菌、自养反硝化细菌和厌氧氨氧化菌。利用进化树分析发现本侧向潜流湿地中硫杆菌与脱氮硫杆菌同源性高达96%;检测出两种厌氧氨氧化菌属,其中一个与自养厌氧氨氧化菌―Anammoxoglobus propionicus‖同源性达100%,另一个与厌氧氨氧化菌―Candidatus Brocadia fulgida‖同源性达99%。可见本侧向潜流湿地中也发生了传统的生物脱氮与厌氧氨氧化反应之间相互协同作用,并主要是脱氮硫杆菌与厌氧氨氧化菌之间的相互协同作用。(本文来源于《重庆大学》期刊2015-05-01）
宋梦婷[10]（2015）在《序批式颗粒污泥单级自养脱氮系统氮转化途径及菌群特性研究》一文中研究指出随着氮素污染的加剧,废水生物脱氮技术已引起世界各国的普遍关注。单级自养脱氮工艺是指自养菌在单一系统内实现NH4+到N2的全部转化过程,整个过程不消耗有机碳源,耗氧量少,尤其适合处理高氨氮、低碳氮比废水,是一种极具应用前景的高效低耗生物脱氮技术。由于单级自养脱氮系统中氮转化途径复杂,可能涉及到全程硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等多条脱氮途径,关于系统中的主导脱氮途径,目前研究尚存在争议;同时单级自养脱氮工艺在启动和运行过程中,脱氮途径可能会发生动态演替,这些都不利于该工艺的精确调控及性能优化,进而限制了其在实际工程中的应用。针对以上问题,本研究以颗粒污泥为介质,在SBR反应器内构建单级自养脱氮系统,结合批式实验和物料衡算,对系统启动中各阶段的脱氮途径进行动态研究,同时采用qPCR技术对系统不同阶段污泥的菌群结构进行定量分析。主要研究结论如下:(1)在SBR反应器中接种城市污水厂氧化沟系统硝化污泥,采用人工配置的高氨氮废水为进水,在温度为30±2℃,pH为8±0.2条件下,经好氧颗粒污泥培养、亚硝化启动和单级自养脱氮工艺启动叁个阶段,反应器运行284天后成功实现了单级自养脱氮。在进水氨氮浓度为200mg·L-1时,系统氨氮转化率可达96.5%,脱氮率可达89.1%,脱氮性能良好。(2)采用物料衡算和批式实验相结合的手段,研究了系统启动中各阶段的氮转化途径。研究表明:①在好氧颗粒污泥阶段和亚硝化阶段,系统内主导脱氮途径是硝化反硝化脱氮途径。好氧颗粒污泥培养阶段,出水中氮所占比例为6%,反硝化去除的氮占72%,剩余污泥排走的氮为6%,系统的氮平衡为91.27%,。②亚硝化阶段,随着进水氨氮浓度逐渐升高和COD浓度逐渐降低,系统亚硝化效果越来越好,硝化反硝化途径所占的脱氮比例也逐渐降低,在第82d到第110d,通过反硝化作用去除的氮在70%以上,是系统最大的脱氮途径,到第114d后,反硝化脱氮比例显着下降,最终降至14.57%;同时通过出水带走的氮所占比例大幅上升,由最初的4.47%最终升至82.66%。③单级自养脱氮阶段,系统存在多种脱氮途径,分别为亚硝化+厌氧氨氧化、硝化反硝化和氨吹脱。各途径脱氮贡献率分别为:硝化反硝化7.32%,氨吹脱5%,亚硝化+厌氧氨氧化57.88%。同时,系统内存在两条厌氧氨氧化途径:途径一,一部分NH4+发生短程硝化生成NO2-,由NO2-生成NH2OH,NH2OH与剩余的NH4+反应生成N2H4,最终N2H4进一步转化为N2;途径二,由NH4+生成NH2OH,NH2OH再与系统内的NO2-反应生成N2O,最后转化为N2。途径一所占比例较大,为32.71%;途径二所占比例为25.16%。(3)采用实时荧光定量核酸扩增检测(qPCR)技术,以接种污泥、亚硝化污泥和单级自养脱氮污泥为对象,对其氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)、反硝化菌(DNF)和厌氧氨氧化菌(AAOB)等主要功能菌的动态演替进行了定量分析。结果表明:接种污泥、亚硝化污泥和单级自养脱氮污泥中的AAOB基因拷贝数分别645个·μL-1,6790个·μL-1和74800个·μL-1,说明AAOB在亚硝化阶段有小幅度的增加,在单级自养脱氮阶段大量的富集;叁种污泥中AOB基因拷贝数分别为10600个·μL-1、28000个·μL-1和22000个·μL-1,说明AOB在亚硝化阶段得到大量的富集,在单级自养脱氮阶段AOB和AAOB形成有机的平衡,其数量稍微减少;接种污泥中NOB基因拷贝数量最多,为17610个·μL-1,在亚硝化阶段由于AOB的竞争,NOB被大量淘汰,其基因拷贝数减少至2830,在单级自养脱氮阶段,由于系统主要进行厌氧反应,NOB被进一步淘汰,基因拷贝数只有669个·μL-1,DNF基因拷贝数的变化规律同NOB。这一结果也验证了单级自养脱氮系统各启动阶段的主要氮转化途径研究是正确的。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2015-04-01）
脱氮途径论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,相继发展一些新型脱氮工艺,尤其是短程硝化-厌氧氨氧化工艺,相对于传统脱氮工艺,短程硝化-厌氧氨氧化工艺不但节省了62.5%的曝气量,而且无需外加碳源,污泥产量低。短程硝化工艺在处理低C/N城市污水如何维持稳定的亚硝态氮积累并没有深入的研究。因此,有必要对其在不同运行条件下的稳定性及氮素转化途径进行研究。由于厌氧氨氧化菌世代时间较长,生长缓慢,而生物滤池是集生物氧化与物理截留于一体,可有效防止厌氧氨氧化菌的流失,因此,在生物滤池内实现厌氧氨氧化具有很大的优势。此外,厌氧氨氧化菌对其生长环境要求严苛,易受环境条件改变的影响,探讨DO等环境因素对其脱氮性能的影响,对其实际应用中的调控具有一定意义。在生物脱氮过程中会排放温室气体-氧化亚氮(N_2O),其对环境的危害不容忽视。而主流厌氧氨氧化工艺N_2O的释放量及产生途径研究较少,通过深入研究N_2O的产生机理,并调控运行参数,可以达到N_2O减量化的目的。本课题以实际生活污水为研究对象,通过接种稳定运行的中试短程硝化SBR内污泥,经过11d,达到95%以上亚硝累积率,实现了短程硝化的快速启动。短程硝化稳定后,研究了不同溶解氧条件下短程硝化的稳定性,当DO浓度降低到0.5mg/L时,氨氧化速率逐步降低,NAR(nitrite accumulation rate)由91.8%降低到71.7%。高DO和低DO运行阶段AOB的氧半饱和常数分别为0.146 mg O_2/L和0.307 mg O_2/L,长期高DO条件运行下AOB对溶解氧有更高的亲和力。低DO条件下容易使Nitrospira的生长获得优势,Nitrospira是影响短程硝化稳定的重要因素。研究其氮素转化途径得出,不同溶解氧条件下,系统内主要发生不同程度的短程硝化、同步硝化反硝化及厌氧氨氧化作用。短程硝化过程产生N_2O的主要途径为硝化细菌反硝化作用。利用生物滤池完成了厌氧氨氧化菌的培养与富集,经过173 d厌氧氨氧化滤池启动成功,TN去除率达到83.6%以上,最大总氮去除负荷达到0.75 kg/m~3/d。厌氧氨氧化滤池启动初期未采取加热措施,第138d,滤池温度降低到16℃时,Anammox菌虽然有活性,但活性较低,TN去除率降低到50%,逐步升高温度到25℃后,其活性逐渐恢复,第173d后,TN去除率达到80%以上。可见,降低温度对Anammox菌的抑制是可逆的。进水溶解氧浓度为4.0~5.0 mg/L,由于厌氧氨氧化生物膜接种污泥存在部分硝化菌,可以将滤池中的溶解氧去除,系统TN去除率始终维持在78%以上。两段式短程硝化-厌氧氨氧化运行期间,短程硝化SBR增加前置反硝化,可以进一步抑制NOB的活性,有利于AOB的生长。控制温度25℃,滤速0.25m/h,进水NH_4~+-N浓度为16-20mg/L,经过10d,TN去除率由46.73%升高到78%以上,厌氧氨氧化滤池启动成功。常温25℃时,逐步提高滤速,218d开始,控制滤速为0.5 m/h,经过10天,滤池去除率由65%提高到90%以上,总氮容积负荷为0.75 kg/m~3·d,两段式厌氧氨氧化出水TN平均浓度为8 mg/L。成功实现了两段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺稳定高效地处理生活污水。此外,短程硝化SBR内N_2O产生量占NH_4~+-N氧化量的比例为4.08%,且主要通过AOB反硝化作用产生。厌氧氨氧化滤池内67.8%的N_2O通过AOB反硝化过程产生,32.2%的N_2O通过羟胺氧化过程产生。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
脱氮途径论文参考文献
[1].周薛扬.快速实现生活污水低氧深度脱氮的方法及氮转化途径研究[D].北京工业大学.2018
[2].杨玉兵.两段式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮性能及其N_2O产生途径研究[D].北京工业大学.2018
[3].李娜,胡筱敏,李国德,赵岩,刘金亮.短程硝化反硝化生物脱氮影响因素与实现途径[J].水科学与工程技术.2018
[4].鲍任兵,张怀宇,李树苑,陈才高.强化SBR工艺脱氮效果的有效途径[J].城市建设理论研究(电子版).2018
[5].冯晓娟,冼萍,唐海芳,李桃,黄宇钊.固定化微生物脱氮途径及微生物学机理研究[C].环境工程2017增刊2下册.2017
[6].陈星.复合人工湿地生物脱氮途径的研究[D].重庆大学.2017
[7].蒋甫阳,李凯,方芳,杨吉祥,郭劲松.C/N对单级脱氮系统N_2O排放量及其途径的影响[J].环境工程学报.2016
[8].张超群.填埋场生物反应器处理渗滤液脱氮途径机理研究[D].华东师范大学.2016
[9].李玲丽.复合人工湿地脱氮途径及微生物多样性研究[D].重庆大学.2015
[10].宋梦婷.序批式颗粒污泥单级自养脱氮系统氮转化途径及菌群特性研究[D].武汉理工大学.2015