厭氧氨氧化申請書正文

1、1項目名稱:高氨氮低C/N比垃圾滲濾液厭氧氨氧化處理機理的研究2研究工作的科學意義近些年來，我國水環(huán)境中的氮素污染問題日益嚴重，藍藻爆發(fā)、“水華”、“赤潮”等水體富營養(yǎng)化現象頻發(fā)，大量高濃度的高氮低碳廢水未能得到妥善處理，已經嚴重影響到我國多種行業(yè)的正常發(fā)展。我國氮素污染問題日益嚴重，而傳統(tǒng)脫氮工藝流程長，氧耗大，反硝化碳源不足，脫氮效果低。亞硝化一厭氧氨氧化串聯工藝是目前最經濟、最簡潔的生物脫氮工藝，非常適用于低CN廢水的處理，與傳統(tǒng)方法相比，該工藝有明顯的優(yōu)點，如低能耗、無需外加有機碳源、低污泥產量等。亞硝酸型硝化和厭氧氨氧化有機結合構成的新型全程自養(yǎng)生物脫氮技術也為處理高氨氮和低C/ N

2、 的“中老齡”滲濾液提供了新的思路。傳統(tǒng)的硝化反硝化廢水生物脫氮工藝，由于氨氮在其工藝中轉化路徑很長，導致工藝流程復雜，運行成本高，且該工藝主要適用于氨氮濃度較低、有足夠碳源的廢水。但是，目前我國有大量高氮低碳廢水，如污泥消化上清液、垃圾滲濾液等。對于這些廢水，如果采用傳統(tǒng)方法處理，需要大量的氧、中和劑及碳源，增加了能耗和運行成本。因此，開發(fā)和研究高效低耗的廢水脫氮技術已經成為廢水處理領域中一項刻不容緩的任務。3本項目研究目標，及其與申請者研究工作長期目標的關系本項目研究目標：（1）利用厭氧氨氧化工藝改善進水水質條件，提高生物處理有機廢水的能力；（2）厭氧氨氧化工藝在高氨氮低C/N中的應用，降

3、低廢水的處理成本；（3）初步探明厭氧氨氧化在高氨氮低C/N比廢水處理中的的機理以及工程應用中的條件。（4）出水指標：色度去除率：97%， BOD5去除率：95 %；COD去除率：95 %；氨氮去除率：99 %，總氮去除率90%。申請者研究工作長期目標的關系:申請者研究工作長期目標是將本項目研究成果應用于環(huán)保領域，實現工業(yè)化，本項目涉及到城市垃圾無害化處理的的研究工作是申請者長期目標的應用基礎階段。申請者長期從事環(huán)境保護、水污染治理、垃圾滲濾液處理的運營與科研工作，對垃圾處理、處置，滲濾液處理的調試、運營有比較深入的研究，進2年來以第一作者發(fā)表相關論文數篇。4項目研究內容、研究方案和進度安排項目

4、研究內容：（1）厭氧氨氧化在高氨氮低C/N比滲濾液中的處理機理。（2）利用實驗裝置考察不同環(huán)境因素和條件下厭氧氨氧化工藝對高氨氮低C/N滲濾液處理的效果，進一步確定最佳處理條件。（3）利用實驗條件對厭氧氨氧化菌種進行篩選，培育出適應滲濾液處理的優(yōu)勢菌種。（4）根據對比實驗確定出厭氧氨氧化工藝在處理高氨氮低C/N廢水中的優(yōu)勢。（5）利用厭氧氨氧化的實驗研究，確實厭氧氨氧化菌種對高氨氮低C/N生物硝化的機理，（6）研究厭氧氨氧化反應器中菌種產生的機理，并對其進行分析確定應用與工程的可行性。研究方案：（1）對鄞州填埋場的滲濾液廢水進pH值、色度(稀釋倍數)、懸浮物(SS)、BOD5、COD、硫化物、

5、氨氮等多項技術指標的測試分析,通過運行經驗計算出目前的運行狀況。（2）詳細研究厭氧氨氧化菌種在高氨氮低C/N廢水處理中產生的外部環(huán)境和適宜生存的條件；（3）培養(yǎng)和馴化菌種，分離、篩選高效菌株，通過對其生存條件掌握，篩選出優(yōu)勢菌種并對其生存環(huán)境進行控制使其得到最佳的生存條件。（4）研究培育和篩選好的菌種，在不同的pH值、溫度、溶解氧條件下對對廢水的處理硝化能力，并探討菌種處理廢水的機理。（5）針對滲濾液廢水的理化特性，利用實驗裝置，詳細研究載菌厭氧氨氧化菌對廢水中污染物的降解性能；探討載菌厭氧氨氧化菌對污染物的降解機理，并以不添加任何物質的對照組為參比，進一步研究厭氧氨氧化菌與普通菌種對污染物的

6、處理效果，詳細考察外界條件變化對厭氧氨氧化菌處理廢水性能的影響。（6）仔細研究工藝條件如pH、空氣流量、進水C/N比等對廢水處理指標的影響；（7）考察工藝條件在外部條件下菌種占有的比例，確定菌種能應用與工程效果的可行性等。技術路線：預處理后原液厭氧氨氧化反應器反硝化硝化/MBR深度氧化達標排放回流回流關鍵技術：（1）厭氧氨氧化菌培育、篩選技術；（2）厭氧氨氧化菌最佳的生存條件的控制技術；（3）厭氧氨氧化菌對高氨氮低C/N廢水處理的有機機理的研究的技術；（4）厭氧氨氧化在工程應用中實用條件關鍵部位的控制技術?？尚行苑治觯荷暾堈呔哂性鷮嵉睦碚摶A和較強的科研能力，且對于該申請課題本課題組查閱了大量

7、的國內外相關文獻，并進行了前期的研究，近2年來以第一作者發(fā)表相關論文數篇，申請者多年來一直從事環(huán)境保護、生活垃圾的處理、處置，滲濾液的調試、運行等研究工作，科學作風嚴謹，工作細致踏實，并且團隊意識和組織管理能力強。有能力全面深入的進行該領域的研究，并取得新的進展。本項目所需實驗分析儀器齊全，實驗方法、技術路線和實驗方案科學可行。在申請經費的支持下，本項目一定能順利完成。年度研究計劃2011-01至 2011-12：（1）對鄞州填埋場滲濾液處理工藝中的進水水質進行跟蹤化驗，確定工藝對厭氧氨氧化工藝進行調整；（2）在實驗室中對厭氧氨氧化菌種進行培育、篩選，并找出該菌種生存的最佳條件，在最佳條件中進

8、行批量培育；（3）對培育的菌種進行馴化，使其適宜在外界最差生存環(huán)境中的優(yōu)勢菌種。 2012-01至 2012-12：（1）將實驗中的優(yōu)勢菌種進行現場的培育，并總結出現場情況下最佳生存條件；（2）結合現場與實驗的對比實驗找出最佳的生存環(huán)境，并應用與工程性應用。（3）根據現場工程中的數據推算厭氧氨氧化菌種所帶來優(yōu)勢條件。2013-01至 2013-12：（1）總結出厭氧氨氧化菌種在外界的生存條件；（2）根據外界的實驗數據調整工藝到最佳的適宜范圍；（3）對全部數據進行整理，撰寫項目完成報告、申請專利。5項目創(chuàng)新之處（1）工藝的研究成功將解決目前國內大多數廢水處理中面臨的高氨氮低C/N廢水處理難的問題

9、。（2）采用的厭氧氨氧化菌種是自然界中得到優(yōu)化的菌種，符合廢水處理中生物處理的目標，解決由于低C/N帶來的廢水處理成本高的難題。（3）厭氧氨氧化菌種對與解決國內目前氮素的污染存在著光明的前景。6工作基礎與工作條件1、工作基礎鄞州填埋場的滲濾液連續(xù)運行5周年，積累大量的高氨氮低C/N水質變化特征的數據和經驗，滲濾液運行中通過階段性的改造目前已經在厭氧氨氧化中取得階段性的效果。以上是關于該申請項目的一些前期工作，獲得了一些結果，但是仍有大量的工作需要進一步開展。項目主持人在厭氧氨氧化的啟動方面已積累了豐富的經驗，上述研究成果和積累為本項目的實施打下了良好的工作基礎。2、工作條件本項目依托省環(huán)境工程

10、與微生物重點實驗室，對水土環(huán)境污染控制與生物修復有較深入的研究基礎。依托單位科研與教學實驗條件優(yōu)越，擁有先進、齊全的實驗儀器和設備，儀器設備原值已達2000余萬元。已經建成環(huán)境微生物實驗室、水污染控制實驗室、海灣生態(tài)損害與評估實驗室、微生物分子生態(tài)學實驗室等多個下屬專業(yè)實驗室。在微生物技術與修復方面具有較強的師資力量與配套的硬件設備，并在相關領域與德國AWI等國外一流研究機構保持多年的技術交流和合作關系。這為本項目的實施提供了良好的硬件條件。項目主持人在炭化樹脂制備方面已積累了豐富的經驗，這方面的工作已發(fā)表論文數篇。項目小組目前擁有自行設計、制作的可程序升溫控制的管式爐2臺，與其配套使用的石英

11、管反應器多個用于批量制備CNT小球負載材料。本重點實驗室擁有SEM、XRD、NMR、FTIR、原子吸收光譜、熱重分析儀等分析設備，上述研究成果和積累為本項目進一步研究奠定了良好的基礎。合作單位瞻岐鎮(zhèn)松江皮革污水處理廠參與研究，為項目的順利實施和圓滿完成提供了有利條件。目前模擬實驗裝置需要改造，缺少一些配套設備，擬用自籌經費進行設計改造，配套設備如泵、流量計、樣品槽等直接購買。7預期研究結果、利用研究結果計劃和今后發(fā)展思路預期研究結果：（1）研究報告成果可以在國家核心期刊或國際權威期刊上發(fā)表論文3篇。（2）采用該項技術合可以解決目前國內外普遍面臨的高氨氮廢水處理的難題。因此，該項技術和產品應用前

12、景廣闊。更為重要的是，該產品的合成工藝簡單、對設備要求不高，可以實現工業(yè)規(guī)模應用，具有一定的產業(yè)化前景。高氨氮低C/N廢水處理難的問題，并降低由于低C/N而引起的處理成本費用高等問題。（3）項目的研制成功可解決全國范圍內廢水中的氮素的要求達到最低排放要求，因此該項目成果具有重大的環(huán)境效益。（4）向政府有關部門撰寫報告介紹該項技術和產品應用前景。通過與當地相關企業(yè)加強合作，將該項技術逐步推廣應用。利用研究結果計劃和今后發(fā)展思路：采用該項技術應用與高氨氮處理廢水，具有低成本產生高效應的經濟效益。因此，該產品在工業(yè)上作為吸附劑非常有利于分離工藝的簡化，同時也非常適合應用于填充床。因此，該項技術和產品

13、應用前景是廣闊的。更為重要的是，該產品的合成工藝簡單、對設備要求不高，可以實現工業(yè)規(guī)模生產。其產業(yè)化前景也應該是好的。利用研究結果，擬建一套小型實驗裝置，詳細考察工藝條件對構建的栽菌碳納米管小球載體降解污染物的影響，為工業(yè)化做前期準備，同時向政府有關部門撰寫報告介紹該項技術和產品應用前景。通過與相關企業(yè)加強合作，將該項技術逐步推廣應用。8參考文獻1. 何巖 周恭明趙由才高廷耀亞硝酸型硝化厭氧氨氧化聯合工藝處理“中老齡”垃圾滲濾液2006 4給水排水；2. DO在厭氧序批式生物膜反應器中對厭氧氨氧化反應啟動的影響環(huán)境污染與防治 第3l卷第10期 2009年1O月；3. 張少輝，鄭平厭氧氨氧化反應器啟動方法研究J中國環(huán)境科學，2004，24(4)：49650；4. 趙宗升 ，李炳偉 ，劉鴻亮 ，趙云霞 ，許其功 ，陳智均高氨氮滲濾液處理的ANAMMOX A2O工藝研究。環(huán) 境 科 學 Vo124，No6NOV2003；5. 劉