基于厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺同步脱氮除硫研究的开题报告.docx

基于厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺同步脱氮除硫研究的开题报告
一、选题背景
近些年来，氮和硫的排放量不断增加，成为环境污染中的重点，严重影响了空气与水的质量，导致了众多的环境问题，如臭氧层破坏、酸雨、土壤酸化等。因此，研究针对氮和硫的同时去除工艺，对环境保护与治理具有重要意义。
目前，使用厌氧氨氧化技术常用于生物脱氮。该工艺的主要优点是能够耗费较少的能源，并将氨氧化反应和碳源吸附作为二次排放减小，但是该技术使用的低水平限制了其工业应用。另一方面，自养反硝化技术完全利用废水中的硝化氮直接转化为氮气，不需要外部电子供体，与常规反硝化技术相比，其优点在于不需要提供外部碳源。因此，厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺显然成为同时去除氮和硫的一种新途径。
二、研究目的
本研究旨在开展厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺同时去除氮和硫的研究，以获得处理高氨、高硫废水的新方法。具体目标如下：
1.建立基于厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺的处理高氨、高硫废水实验平台；
2.研究厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺条件下，废水氮、硫的去除比例及反应动力学；
3.分析不同厌氧氨氧化条件对自养反硝化效果的影响；
4.探究工艺稳定性并考察其可操作性、经济性和适用性。
三、研究方法
1.实验平台建设。本实验将在实验室条件下建立废水处理平台，实验平台由反应器、鼓泡系统、pH计及其他常见生化反应所需设备构成，可用于模拟高氨、高硫废水情况下的实际处理过程。
2.实验设计。利用本实验平台，设定不同厌氧氨氧化条件和自养反硝化条件，以探究厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺条件下的废水氮、硫的去除比例及反应动力学。
3.实验数据分析。通过对实验数据的分析，确定厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺条件下，不同反应条件下工艺的最佳参数以及反应动力学规律。
四、研究意义
目前，除氮除硫的研究主要侧重于两者分别进行处理，且大多数工艺设备结构复杂、操作难度大、投资成本高，受到了较大的限制。本研究利用厌氧氨氧化和自养反硝化技术的互补，建立一种新的工艺思路和技术路线，提高了氮、硫废水处理的综合效率。同时，该工艺的优势还体现在：
1.消耗少的电子供体，降低处理成本；
2.能在低温环境下操作；
3.无需使用化学药品，避免了产生二次污染。
五、研究进度
本研究目前已完成实验平台建设，正准备进行试验设计和实验数据分析。预计将在四个月内完成本次研究。
六、研究难点
本次研究的主要难点有：
1.厌氧氨氧化和自养反硝化技术工艺的优化；
2.同时控制氮、硫两个因素，以保持废水处理效率和稳定；
3.物理实验与理论分析相结合。
七、预期结果
本次研究预计得出基于厌氧氨氧化和自养反硝化耦合工艺同时脱氮除硫的反应动力学特征，优化工艺条件，从而提高废水处理效率和稳定性，为实际废水处理中的废水治理打下基础。