同步厭氧氨氧化甲烷反硝化的工藝特性研究的中期報(bào)告

同步厭氧氨氧化甲烷反硝化的工藝特性研究的中期報(bào)告一、研究背景厭氧氨氧化甲烷（anammox）和反硝化是兩種新型的氮循環(huán)過程，近些年來備受關(guān)注。兩個(gè)過程的聯(lián)合，可以使氨氮和甲烷同時(shí)得到處理，從而達(dá)到能源和環(huán)保的雙重效果。同時(shí)，這兩個(gè)過程也具有低碳、低成本、高產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)，成為一種備受歡迎的廢水處理技術(shù)。本文研究的主要內(nèi)容為同步厭氧氨氧化甲烷反硝化的工藝特性研究，在前期的研究基礎(chǔ)上，通過中期的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對同步厭氧氨氧化甲烷反硝化的工藝特性進(jìn)行分析和評估，為之后的研究提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法本文研究采用的是厭氧反應(yīng)器和硝化反應(yīng)器耦合的系統(tǒng)，通過利用完全混合流反應(yīng)器的作用，實(shí)現(xiàn)同步反應(yīng)過程。實(shí)驗(yàn)裝置主要包括厭氧反應(yīng)器、硝化反應(yīng)器、反應(yīng)液循環(huán)系統(tǒng)、相關(guān)監(jiān)測和控制系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)如下：1.厭氧反應(yīng)器：容積為11L，直徑為26cm，高70cm，厚度為6mm，無隔板，自上至下排列填料；填料為聚丙烯球，直徑為2.5cm，填充率為50~60%；2.硝化反應(yīng)器：容積為7L，直徑為21cm，高45cm，厚度為6mm，無隔板，自上至下排列填料；填料為聚丙烯球，直徑為2.5cm，填充率為50~60%；3.反應(yīng)液循環(huán)系統(tǒng)：由循環(huán)泵和反應(yīng)器之間的連接管道、氣液分離器、氣泡篩管、壓力計(jì)、流量計(jì)和取樣口組成；4.相關(guān)監(jiān)測和控制系統(tǒng)：包括pH計(jì)、溫度計(jì)、溶氧儀、COD測定儀和氧化還原電極等傳感器，以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)過程監(jiān)測、控制和數(shù)據(jù)處理功能。實(shí)驗(yàn)方法：1.在開始實(shí)驗(yàn)前，將兩個(gè)反應(yīng)器中的填料放入到反應(yīng)器中，并注入適量的實(shí)驗(yàn)液，啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)，讓反應(yīng)器的液位在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)；2.將甲烷通過換氣管加入到厭氧反應(yīng)器中，同時(shí)控制反應(yīng)器的溫度、pH值和DO值在設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)；3.通過控制進(jìn)氣量，從硝化反應(yīng)器中釋放出一定量的氧氣，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制反應(yīng)器中的DO值等相關(guān)參數(shù)；4.定期對反應(yīng)過程進(jìn)行取樣，進(jìn)行COD、氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽等參數(shù)的監(jiān)測和分析。三、初步結(jié)果分析通過中期的實(shí)驗(yàn)，初步得出以下結(jié)果：1.在厭氧反應(yīng)器中，甲烷的降解率較高，反應(yīng)速度快，將CH4-N轉(zhuǎn)化為NH4-N的效率較高，對氨氮有較好的去除效果；2.在硝化反應(yīng)器中，由于降解過程需要較多的氧氣參與，因此需要通過控制進(jìn)氣量來達(dá)到最佳的氧氣傳質(zhì)效果，從而提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率；3.反硝化過程需要有一定的反硝化菌群參與其中，這也是前期處理工作的關(guān)鍵之一；4.反應(yīng)器中的填料對反應(yīng)工藝和反應(yīng)的穩(wěn)定性有很大的影響，需要選擇合適的填料和填料分布方式。四、未來研究展望繼續(xù)深入研究厭氧氨氧化甲烷反硝化的工藝特性，需要從以下方面展開：1.進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和反應(yīng)參數(shù)，增強(qiáng)反應(yīng)器的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)化率；2.對氨氮、甲烷、亞硝酸鹽和硝酸鹽的轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行深入的分析和研究，提高反應(yīng)效率和進(jìn)行產(chǎn)物回收利用；3.對填料的選擇、添加和分布方式進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提高反應(yīng)器的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性；4.研究反應(yīng)器中微生物生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建和變化規(guī)律，對反應(yīng)過程和反應(yīng)器性能進(jìn)行預(yù)測和控制。五、結(jié)論本文研究對同步厭氧氨氧化甲烷反硝化的工藝特性進(jìn)行了中期實(shí)驗(yàn)研究，初步分析了同步反應(yīng)過程中液相中甲烷、氨氮、亞硝