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厌氧氨氧化颗粒污泥的优化培养及其脱氮性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着人口的增加和工业的发展，污水处理成为环境保护和生态文明建设的重点工作之一。其中，除磷和除氮是污水处理中最为关键的问题之一。目前，常用的除氮方法主要有生物法、化学法和物理法。
其中，生物法是最为常用和具有较高效率的除氮方法之一。厌氧氨氧化颗粒污泥是一种新型的生物处理技术，其可以同时实现氨氮和有机物的去除，且能有效避免因硝化和反硝化而导致的氮素损失。但是，目前该技术仍存在着很多问题，如颗粒流态的稳定性、退化等，需要进一步深入研究和优化。
二、研究目的和内容
本研究旨在通过优化厌氧氨氧化颗粒污泥的培养条件和环境因素，提高其脱氮性能，从而为污水处理提供更为高效的技术支持。
具体研究内容如下：
1、优化厌氧氨氧化颗粒污泥的培养条件。包括选择适当的培养基、确定培养温度、氧化还原电位和pH值等因素，以提高颗粒污泥生长速度和养分利用效率。
2、评估不同参数对厌氧氨氧化颗粒污泥中不同群落的影响。通过构建厌氧氨氧化颗粒污泥微生物环境，检测不同环境因素对颗粒中不同微生物群落的影响，以评估颗粒的生态效应。
3、研究厌氧氨氧化颗粒污泥对氨氮的脱除能力。采用反应器实验、生物化学分析等技术，评估优化后的厌氧氨氧化颗粒污泥对氨氮的脱除效果，比较不同处理方法的差异。
4、研究厌氧氨氧化颗粒污泥对亚硝酸盐的利用。通过研究厌氧氨氧化颗粒污泥的差异和亚硝酸盐的变化来评估厌氧氨氧化颗粒污泥对亚硝酸盐的利用能力，以评估其对氮素污染的治理效果。
5、建立优化后的厌氧氨氧化颗粒污泥处理系统。在实验基础上，构建厌氧氨氧化颗粒污泥处理系统，通过长期运行和持续监测，评估优化后的处理系统的稳定性和效果，为实际生产中的应用提供支持。
三、研究方法和技术路线
1、厌氧氨氧化颗粒污泥的培养条件优化
通过正交试验设计，确定不同培养条件对颗粒污泥生长速度和养分利用效率的影响。同时，采用分子生物学技术，检测颗粒表面细菌的差异性。
2、厌氧氨氧化颗粒污泥中不同菌群落的评估
采用高通量测序技术评估厌氧氨氧化颗粒污泥中不同微生物菌群落的数量和结构变化，分析环境因素对颗粒污泥微生物区系的影响。
3、厌氧氨氧化颗粒污泥的脱氮性能评估
采用反应器实验、生物化学分析、稳定同位素技术等方法，评估厌氧氨氧化颗粒污泥对氨氮的脱除效果，比较不同处理方法对氮素去除的影响。
4、厌氧氨氧化颗粒污泥对亚硝酸盐的利用能力分析
通过测定不同培养条件下厌氧氨氧化颗粒污泥对亚硝酸盐的变化来评估其对亚硝酸盐的利用能力。同时，通过分子生物学技术研究颗粒污泥中细菌亚硝酸盐还原的群落结构。
5、优化后的厌氧氨氧化颗粒污泥处理系统的建立
在实验室条件下，建立厌氧氨氧化颗粒污泥处理系统，通过长期运行和持续监测，评估优化后的处理系统的稳定性和效果。在实验室实现稳定的脱氮效果后，进一步转化到实际生产中，实现现场脱氮效果的验证。
四、预期成果
本研究预期在以下几个方面取得成果：
1、确定优化的厌氧氨氧化颗粒污泥培养条件，提高厌氧氨氧化颗粒污泥生长速度和养分利用效率。
2、评估不同环境因素对厌氧氨氧化颗粒污泥菌群落的影响，为颗粒污泥生态修复提供理论支持。
3、实验验证优化的厌氧氨氧化颗粒污泥对氨氮的去除效果，比较不同处理方法对氮素去除的影响。
4、评估厌氧氨氧化颗粒污泥对亚硝酸盐的利用能力，并确定其在氮素污染治理方面的应用前景。
5、建立优化后的厌氧氨氧化颗粒污泥处理系统，并实现现场脱氮效果的验证。
以上预期成果将为我国污水处理和环境保护提供科学依据和技术支持。