多级串联附积床同时硝化反硝化脱氮性能研究及其菌群分析的开题报告

多级串联附积床同时硝化反硝化脱氮性能研究及其菌群分析的开题报告一、选题背景及意义氮质污染已经成为我国水环境污染的一大问题，直接影响着城市的用水安全与生态环境的健康。因此，如何高效地去除废水中的氮质成分是当前水处理领域研究的热点之一。多级串联附积床技术是一种成熟、稳定的生物脱氮工艺，具有去除氨氮和总氮等目标污染物的能力。与此同时，菌群分析可以深入了解污水处理过程中的微生物群落结构与功能。因此，本课题的研究内容为：以多级串联附积床为主体反应器，研究同时硝化反硝化脱氮的性能，运用分子生物学技术进行活性污泥菌群的分析，以期为优化氮质污染物去除提供理论和实践基础。二、研究内容1.多级串联附积床技术原理。2.在实验室中，对不同操作条件下的多级串联附积床进行建造和操作，并测试其脱氮性能。3.用高通量测序技术，对活性污泥进行分子生物学菌群分析。4.探究多级串联附积床技术在不同操作条件下的脱氮性能变化，以及微生物群落结构变化。同时，分析与同步污染物浓度、进水水质等参数的相关性。5.对实验结果进行数据统计与处理，得出结论以及优化建议。三、研究方法1.设计多级串联附积床实验系统，建造床层并设备相应的进出水口及流量计等。2.对多级串联附积床应用不同的操作条件，如水力停留时间、C/N比等进行测试，并记录床体的出水及进水记录，以便分析污染物去除率。3.设计实验方案，收集活性污泥的样本并进行分子生物学菌群分析，进一步了解污水处理过程中微生物的群落结构和功能特点。4.通过实验数据的统计与分析，分析不同操作条件下附积床对氨氮、总氮等目标污染物的去除率，并探讨其与水力保留时间、C/N比和进水水质参数的相关性。5.通过改变实验条件，探究最佳重力某集条件下多级串联附积床的最优操作条件并提出优化建议。四、预期成果1.建立基于多级串联附积床的同时硝化反硝化脱氮的水处理技术。2.深入了解该技术的氮质去除机理和微生物群落结构特征。3.探究不同操作条件下床体的脱氮效率和微生物群落特征的变化特点。4.研究最优操作条件，提出对技术的优化和提高性能的建议。五、研究难点1.如何确定最优重力负载及最佳操作条件。2.如何建立反应器的数学模型，以推断其行为并预测床层中微生物的活性。3.如何通过安全、经济地获得高质量的活性污泥样本以进行菌群分析。4.对大规模床体实践中的运行条件进行验证的问题。六、参考文献1.Ma,B.,andWang,H.2016.Thecombinedapplicationofadsorptionandloadedbiofilmforonsitedomesticwastewaternitrogenremoval.ScientificReports6(1):1-12.2.Wang,X.,andWang,X.2012.ANovelLow-CostAlkaliphilicAnammoxBiofilmReactor.FrontiersofEnvironmentalScience&Engineering6(6):863-868.3.Kopp,J.,Harnisch,F.,andSchröder,U.2012.MultipleBioelectrodesforMultipleWasteTreatmentFacilities.EnvironmentalScience&Technology46(5):5216-5221.4.Jan,A.K.,Kim,Y.I.,andPark,J.D.2019.Plant-basedconstructedwetlandsefficientlytreatnitrogenfromt