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硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化研究的任务书
任务书：硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化研究
一、研究背景
氨氮是水体中的一种主要污染物，对于水生生物和人类健康都具有影响。而硝化反硝化是氨氮去除过程中的核心环节。传统的生物反应器需要在反应器内部分别设置硝化区和反硝化区来完成氨氮的去除，但是这种方法反应器结构复杂，占地面积大，成本高。因此，研究一种同步硝化反硝化的新型反应器就显得十分必要。
硅胶膜曝气生物反应器是一种新型生物反应器，其利用特制硅胶膜支撑生物群落，具有生物液膜反应器的结构特征。研究表明，硅胶膜反应器可以在较小体积内实现同步硝化反硝化，具有很好的氨氮去除效果。
二、研究目的
本研究旨在探究硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化的工艺条件和机理，并对氨氮去除效率进行评估。具体研究目标如下：
1.建立硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化的实验系统，优化反应器的气液比、曝气强度等工艺条件。
2.调查硅胶膜曝气生物反应器内的微生物群落结构和对氨氮的去除效率，以及硝化反硝化过程的机理。
3.评估硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化的氨氮去除率，并进行模拟和优化分析，探究其可行性和发展前景。
三、研究内容和方法
1.建立硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化的实验系统，装置加热、水循环、PH控制和加样装置等。
2.选择合适的进样水样和培养基，进行实验前的培养和降解性试验，优化反应器的气液比、曝气强度等工艺条件。
3.采集反应器内的样品，通过PCR技术从反应器样品中提取总DNA，应用IlluminaHiSeq高通量测序技术研究硅胶膜曝气生物反应器内微生物群落的结构、分布和氮素循环特征。
4.通过红外光谱分析和流式细胞术探究硅胶膜曝气生物反应器内的反应气体和微生物特征。
5.评估硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化的氨氮去除率，建立硅胶膜反应器模型，进行模拟和优化分析，探究其可行性和发展前景。
四、预期成果
1.建立硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化的实验系统，优化反应器的气液比、曝气强度等工艺条件，探究氨氮去除过程中的优化因素。
2.揭示硅胶膜曝气生物反应器内微生物群落结构和对氨氮的去除效率，以及硝化反硝化过程的机理，为后续工业应用提供理论依据。
3.评估硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化的氨氮去除率，建立硅胶膜反应器模型，进行模拟和优化分析，探究其可行性和发展前景，为实现快速、高效、省区的氨氮去除提供理论和技术支持。
五、进度安排
第一年
1.确定研究内容和方法，搜集文献，建立实验室硅胶膜曝气生物反应器同步短程硝化反硝化实验系统。
2.优化硅胶膜曝气生物反应器的工艺条件，开展试验前的培养和降解性试验。
第二年
1.采集反应器内的样品，通过PCR技术进行微生物群落结构、分布和氮素循环特征分析。
2.通过红外光谱分析和流式细胞术探究硅胶膜曝气生物反应器内的反应气体和微生物特征。
第三年
1.评估硅胶膜曝气生物反应器的氨氮去除率。
2.建立硅胶膜曝气生物反应器模型，进行模拟和优化分析，探究其可行性和发展前景。
3.撰写论文并进行学术交流。