生活污水短程硝化--厌氧氨氧化原位启动与性能强化机理的开题报告.docx

生活污水短程硝化--厌氧氨氧化原位启动与性能强化机理的开题报告
一、研究背景
随着人口和城市化的不断增长，在城市生活中产生的大量生活污水也日益增多。这些污水中富含有机物和氮、磷等营养元素，如果未经处理直接排放到自然水体中，将会对环境产生极大危害。其中，氮的排放是影响水体生态平衡的主要因素之一，因此，在生活污水的处理中，去除氮成为一个极为重要的问题。
传统的氮去除方法主要有硝化和反硝化两个过程，其中硝化过程是将污水中的氨氮转化为硝态氮的过程，而反硝化则是将硝态氮还原为氮气，进而从环境中去除氮。在硝化过程中，硝化菌起着至关重要的作用，能够将污水中的氨氮迅速转化为硝态氮。然而，硝化的过程却是一个相对较为缓慢的过程，且通常需要一个较长的处理时间。因此，传统的硝化-反硝化工艺对于生活污水的处理来说并不是很适用，其处理效果也不理想。
近年来，随着生物技术的不断发展，一种被称为短程硝化的氮去除方法引起了人们的广泛关注。该方法利用短程硝化菌在处理生活污水中的氮时可以快速、高效地完成硝化反应，从而实现对氮的有效去除。而且，在该方法中不需要外源碳源，对能源的消耗较少，具有低成本、高效率等优点。因此，研究生活污水短程硝化的原位启动和性能强化机理，对于提高污水处理的效率、减少环境污染具有重要的意义。
二、研究目的
本研究旨在探究生活污水短程硝化的原位启动与性能强化机理，为短程硝化工艺在污水处理中的应用提供技术支持。具体研究目的如下：
1.分析生活污水短程硝化菌群的组成及其特性。
2.探究生活污水短程硝化过程的机理，分析短程硝化菌对氮的转化过程。
3.研究不同条件下生活污水短程硝化的启动过程，确定适宜的操作条件。
4.探究生活污水短程硝化的性能强化机理，研究如何提高硝化反应的速率和效率。
5.对生活污水短程硝化过程中的主要因素进行定量分析和模拟模型的建立。
三、研究内容
（一）生活污水短程硝化菌群的组成及其特性
1.对生活污水中的短程硝化菌进行筛选和分离，确定短程硝化菌的种类和数量。
2.对不同种类的短程硝化菌进行基本特性的研究，包括菌种的生长条件、对外源碳源的依赖性、耐受性等。
3.对不同条件下短程硝化菌的氮转化速率进行测定和分析，探讨不同菌种或不同环境因素对短程硝化的影响。
（二）短程硝化过程的机理及氮转化过程分析
1.基于短程硝化菌的基本特性，对短程硝化过程的机理进行分析和探究。
2.系统探讨氨氮的硝化、硝态氮的反硝化过程及短程硝化菌在其中所起的作用。
3.运用分子生物学技术对生活污水中的短程硝化菌进行鉴定和定量分析，进一步了解短程硝化的转化机理。
（三）生活污水短程硝化的启动过程及条件优化
1.确定生活污水短程硝化的最佳启动条件，包括温度、pH值、进水量等方面的考虑。
2.设计实验方案，模拟不同处理条件下生活污水短程硝化的启动过程，对生活污水的短程硝化启动时间、硝化反应速率等各项指标进行测定。
（四）生活污水短程硝化的性能强化机理研究
1.研究不同处理条件下生活污水短程硝化的性能，包括硝化反应速率、氮去除率等指标。
2.探究生活污水短程硝化中影响硝化反应速率和效率的因素，通过调整处理条件等方式强化硝化反应。
（五）生活污水短程硝化反应的定量分析和模拟模型的建立
1.基于所得实验数据，分析生活污水短程硝化反应中氮的转化过程，建立硝化模型。
2.运用数理模型对生活污水短程硝化过程进行定量分析和模拟，进一步了解短程硝化反应的机理。
四、研究意义
本研究将为生活污水的短程硝化处理提供更加有效、可靠的技术支持，具体意义如下：
1.可以深入探究生活污水短程硝化的基本特性和机理，为生活污水的快速氮去除提供实验依据。
2.对不同条件下生活污水短程硝化的启动过程进行研究，为生活污水的处理提供更为科学的技术手段。
3.研究生活污水短程硝化的性能强化机理，为提高硝化反应速率和效率提供技术支持。
4.运用模型进行生活污水短程硝化的定量分析和模拟，进一步提高研究效率和成果的可靠性。
总之，本研究将为生活污水短程硝化的应用提供科学的技术支持和理论指导，对于提高生活污水的处理效率、减少环境污染具有重要的现实意义。