厌氧氨氧化申请书正文.docVIP

1项目名称:高氨氮低C/N比垃圾渗滤液厌氧氨氧化处理机理的研究2研究工作的科学意义近些年来，我国水环境中的氮素污染问题日益严重，蓝藻爆发、“水华”、“赤潮”等水体富营养化现象频发，大量高浓度的高氮低碳废水未能得到妥善处理，已经严重影响到我国多种行业的正常发展。我国氮素污染问题日益严重，而传统脱氮工艺流程长，氧耗大，反硝化碳源不足，脱氮效果低。亚硝化一厌氧氨氧化串联工艺是目前最经济、最简洁的生物脱氮工艺，非常适用于低CN废水的处理，与传统方法相比，该工艺有明显的优点，如低能耗、无需外加有机碳源、低污泥产量等。亚硝酸型硝化和厌氧氨氧化有机结合构成的新型全程自养生物脱氮技术也为处理高氨氮和低C/ N 的“中老龄”渗滤液提供了新的思路。传统的硝化反硝化废水生物脱氮工艺，由于氨氮在其工艺中转化路径很长，导致工艺流程复杂，运行成本高，且该工艺主要适用于氨氮浓度较低、有足够碳源的废水。但是，目前我国有大量高氮低碳废水，如污泥消化上清液、垃圾渗滤液等。对于这些废水，如果采用传统方法处理，需要大量的氧、中和剂及碳源，增加了能耗和运行成本。因此，开发和研究高效低耗的废水脱氮技术已经成为废水处理领域中一项刻不容缓的任务。3本项目研究目标，及其与申请者研究工作长期目标的关系本项目研究目标：（1）利用厌氧氨氧化工艺改善进水水质条件，提高生物处理有机废水的能力；（2）厌氧氨氧化工艺在高氨氮低C/N中的应用，降低废水的处理成本；（3）初步探明厌氧氨氧化在高氨氮低C/N比废水处理中的的机理以及工程应用中的条件。（4）出水指标：色度去除率：97%， BOD5去除率：95 %；COD去除率：95 %；氨氮去除率：99 %，总氮去除率90%。申请者研究工作长期目标的关系:申请者研究工作长期目标是将本项目研究成果应用于环保领域，实现工业化，本项目涉及到城市垃圾无害化处理的的研究工作是申请者长期目标的应用基础阶段。申请者长期从事环境保护、水污染治理、垃圾渗滤液处理的运营与科研工作，对垃圾处理、处置，渗滤液处理的调试、运营有比较深入的研究，进2年来以第一作者发表相关论文数篇。4项目研究内容、研究方案和进度安排项目研究内容：（1）厌氧氨氧化在高氨氮低C/N比渗滤液中的处理机理。（2）利用实验装置考察不同环境因素和条件下厌氧氨氧化工艺对高氨氮低C/N渗滤液处理的效果，进一步确定最佳处理条件。（3）利用实验条件对厌氧氨氧化菌种进行筛选，培育出适应渗滤液处理的优势菌种。（4）根据对比实验确定出厌氧氨氧化工艺在处理高氨氮低C/N废水中的优势。（5）利用厌氧氨氧化的实验研究，确实厌氧氨氧化菌种对高氨氮低C/N生物硝化的机理，（6）研究厌氧氨氧化反应器中菌种产生的机理，并对其进行分析确定应用与工程的可行性。研究方案：（1）对鄞州填埋场的渗滤液废水进pH值、色度(稀释倍数)、悬浮物(SS)、BOD5、COD、硫化物、氨氮等多项技术指标的测试分析,通过运行经验计算出目前的运行状况。（2）详细研究厌氧氨氧化菌种在高氨氮低C/N废水处理中产生的外部环境和适宜生存的条件；（3）培养和驯化菌种，分离、筛选高效菌株，通过对其生存条件掌握，筛选出优势菌种并对其生存环境进行控制使其得到最佳的生存条件。（4）研究培育和筛选好的菌种，在不同的pH值、温度、溶解氧条件下对对废水的处理硝化能力，并探讨菌种处理废水的机理。（5）针对渗滤液废水的理化特性，利用实验装置，详细研究载菌厌氧氨氧化菌对废水中污染物的降解性能；探讨载菌厌氧氨氧化菌对污染物的降解机理，并以不添加任何物质的对照组为参比，进一步研究厌氧氨氧化菌与普通菌种对污染物的处理效果，详细考察外界条件变化对厌氧氨氧化菌处理废水性能的影响。（6）仔细研究工艺条件如pH、空气流量、进水C/N比等对废水处理指标的影响；（7）考察工艺条件在外部条件下菌种占有的比例，确定菌种能应用与工程效果的可行性等。技术路线：预处理后原液厌氧氨氧化反应器反硝化硝化/MBR深度氧化达标排放回流回流关键技术：（1）厌氧氨氧化菌培育、筛选技术；（2）厌氧氨氧化菌最佳的生存条件的控制技术；（3）厌氧氨氧化菌对高氨氮低C/N废水处理的有机机理的研究的技术；（4）厌氧氨氧化在工程应用中实用条件关键部位的控制技术。可行性分析：申请者具有扎实的理论基础和较强的科研能力，且对于该申请课题本课题组查阅了大量的国内外相关文献，并进行了前期的研究，近2年来以第一作者发表相关论文数篇，申请者多年来一直从事环境保护、生活垃圾的处理、处置，渗滤液的调试、运行等研究工作，科学作风严谨，工作细致踏实，并且团队意识和组织管理能力强。有能力全面深入的进行该领域的研究，并取得新的进展。本项目所需实验分析仪器齐全，实验方法、技术路线和实验方案科学可行。在申请经费的支持下，本项目一定能顺利完成。年度研究计划2011-01至 2011-12：（1）对鄞州填埋场渗滤液处理工艺中的进水水质进行跟踪化验，确定工艺对厌氧氨氧化工艺进行调整；（2）在实验室中对厌氧氨氧化菌种进行培育、筛选，并找出该菌种生存的最佳条件，在最佳条件中进行批量培育；（3）对培育的菌种进行驯化，使其适宜在外界最差生存环境中的优势菌种。 2012-01至 2012-12：（1）将实验中的优势菌种进行现场的培育，并总结出现场情况下最佳生存条件；（2）结合现场与实验的对比实验找出最佳的生存环境，并应用与工程性应用。（3）根据现场工程中的数据推算厌氧氨氧化菌种所带来优势条件。2013-01至 2013-12：（1）总结出厌氧氨氧化菌种在外界的生存条件；（2）根据外界的实验数据调整工艺到最佳的适宜范围；（3）对全部数据进行整理，撰写项目完成报告、申请专利。5项目创新之处（1）工艺的研究成功将解决目前国内大多数废水处理中面临的高氨氮低C/N废水处理难的问题。（2）采用的厌氧氨氧化菌种是自然界中得到优化的菌种，符合废水处理中生物处理的目标，解决由于低C/N带来的废水处理成本高的难题。（3）厌氧氨氧化菌种对与解决国内目前氮素的污染存在着光明的前景。6工作基础与工作条件1、工作基础鄞州填埋场的渗滤液连续运行5周年，积累大量的高氨氮低C/N水质变化特征的数据和经验，渗滤液运行中通过阶段性的改造目前已经在厌氧氨氧化中取得阶段性的效果。以上是关于该申请项目的一些前期工作，获得了一些结果，但是仍有大量的工作需要进一步开展。项目主持人在厌氧氨氧化的启动方面已积累了丰富的经验，上述研究成果和积累为本项目的实施打下了良好的工作基础。2、工作条件本项目依托省环境工程与微生物重点实验室，对水土环境污染控制与生物修复有较深入的研究基础。依托单位科研与教学实验条件优越，拥有先进、齐全的实验仪器和设备，仪器设备原值已达2000余万元。已经建成环境微生物实验室、水污染控制实验室、海湾生态损害与评估实验室、微生物分子生态学实验室等多个下属专业实验室。在微生物技术与修复方面具有较强的师资力量与配套的硬件设备，并在相关领域与德国AWI等国外一流研究机构保持多年的技术交流和合作关系。这为本项目的实施提供了良好的硬件条件。项目主持人在炭化树脂制备方面已积累了丰富的经验，这方面的工作已发表论文数篇。项目小组目前拥有自行设计、制作的可程序升温控制的管式炉2台，与其配套使用的石英管反应器多个用于批量制备CNT小球负载材料。本重点实验室拥有SEM、XRD、NMR、FTIR、原子吸收光谱、热重分析仪等分析设备，上述研究成果和积累为本项目进一步研究奠定了良好的基础。合作单位瞻岐镇松江皮革污水处理厂参与研究，为项目的顺利实施和圆满完成提供了有利条件。目前模拟实验装置需要改造，缺少一些配套设备，拟用自筹经费进行设计改造，配套设备如泵、流量计、样品槽等直接购买。7预期研究结果、利用研究结果计划和今后发展思路预期研究结果：（1）研究报告成果可以在国家核心期刊或国际权威期刊上发表论文3篇。（2）采用该项技术合可以解决目前国内外普遍面临的高氨氮废水处理的难题。因此，该项技术和产品应用前景广阔。更为重要的是，该产品的合成工艺简单、对设备要求不高，可以实现工业规模应用，具有一定的产业化前景。高氨氮低C/N废水处理难的问题，并降低由于低C/N而引起的处理成本费用高等问题。（3）项目的研制成功可解决全国范围内废水中的氮素的要求达到最低排放要求，因此该项目成果具有重大的环境效益。（4）向政府有关部门撰写报告介绍该项技术和产品应用前景。通过与当地相关企业加强合作，将该项技术逐步推广应用。利用研究结果计划和今后发展思路：采用该项技术应用与高氨氮处理废水，具有低成本产生高效应的经济效益。因此，该产品在工业上作为吸附剂非常有利于分离工艺的简化，同时也非常适合应用于填充床。因此，该项技术和产品应用前景是广阔的。更为重要的是，该产品的合成工艺简单、对设备要求不高，可以实现工业规模生产。其产业化前景也应该是好的。利用研究结果，拟建一套小型实验装置，详细考察工艺条件对构建的栽菌碳纳米管小球载体降解污染物的影响，为工业化做前期准备，同时向政府有关部门撰写报告介绍该项技术和产品应用前景。通过与相关企业加强合作，将该项技术逐步推广应用。8参考文献1. 何岩 周恭明赵由才高廷耀亚硝酸型硝化厌氧氨氧化联合工艺处理“中老龄”垃圾渗滤液2006 4给水排水；2. DO在厌氧序批式生物膜反应器中对厌氧氨氧化反应启动的影响环境污染与防治 第3l卷第10期 2009年1O月；3. 张少辉，郑平厌氧氨氧化反应器启动方法研究J中国环境科学，2004，24(4)：49650；4. 赵宗升 ，李炳伟 ，刘鸿亮 ，赵云霞 ，许其功 ，陈智均高氨氮渗滤液处理的ANAMMOX A2O工艺研究。环 境 科 学 Vo124，No6NOV2003；5. 刘