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反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮研究的开题报告
一、研究背景
氨氮是造成水体富营养化的主要营养盐之一，会导致水藻大量繁殖和藻华发生，破坏水体生态平衡，损害水体生态系统功能和水资源质量。而氨氮的脱除则成为水污染控制和资源化利用的重要途径之一。目前，氨氮去除主要有化学法、生物法和物理法等。
生物法中，好氧氨氧化、反硝化和厌氧氨氧化是比较常见的方法。其中，好氧氨氧化和反硝化过程中产生了大量气体，必须进行气液分离处理，而厌氧氨氧化无气体排放问题，更适用于对氨氮的处理，曾被广泛应用于污水处理厂氮的去除。
然而，在传统厌氧氨氧化过程中，还存在一些缺陷。例如，底泥中缺乏特定的微生物群体，厌氧氨氧化过程的反应速率低，处理效率不高；同时，过程中一般需要将氨氮转化为硝酸盐，再进行硝化反应，这一多个步骤的反应需要耗费更多的时间、能源和投资成本。
二、研究意义
因此，如何提高厌氧氨氧化反应的反应速率和处理效率，是目前需要探讨和解决的问题，也是本研究的主要研究内容。
本研究计划采用反硝化耦合的方法来处理氨氮，通过将反硝化和厌氧氨氧化过程耦合，提高反应速率和处理效率。同时，本研究将会分析反硝化耦合厌氧氨氧化过程中的微生物群落变化，探究不同微生物群落对污水中氮和有机物的处理效率。
本研究的结果有助于为污水处理厂提供一种新型氮去除技术，降低处理成本和提高处理效率，同时在理论上也会丰富反硝化和厌氧氨氧化过程的基础研究。
三、研究内容和方法
（1）反硝化耦合厌氧氨氧化系统建立
本研究将设计反硝化耦合厌氧氨氧化系统，包括反硝化区和厌氧氨氧化区。反硝化区和厌氧氨氧化区采用内循环流式反应器，氮素体系从上部注入进行气液分离处理，底泥采用适当温度加热处理，以建立一个稳定和适宜的微生物环境。
（2）效果评价
本研究除了通过统计化验方法对污水中氨氮、硝化氮和有机物等参数进行测量分析，还将通过高通量测序等分子生物学方法来确定厌氧氨氧化和反硝化过程中微生物群落结构、数量和种类的变化，以研究反硝化耦合过程中不同微生物群落对氮和有机物的处理效率的影响。
四、预期成果
通过本研究，预期将得到以下成果：
（1）建立反硝化耦合厌氧氨氧化系统，完善氮素去除技术体系。
（2）通过对污水处理过程中微生物群落变化的观察和分析，揭示反硝化耦合厌氧氨氧化过程中微生物群落变化对氮素去除的影响。
（3）本研究可望为污水处理厂提供新型氮去除技术，降低处理成本和提高处理效率，并在理论上对反硝化和厌氧氨氧化过程的基础研究做出贡献。