1、 本科毕业设计（论文）厌氧氨氧化细菌的筛选试验研究Research of Selection of Anammox-bacteria第 I 页指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章)年 月 毕业设计（论文）任务书第 II 页题 目 厌氧氨氧化细菌的筛选试验研究 1、本论文的目的、意义 从厌氧氨氧化反应器中筛选、富集厌氧氨氧化菌；确定最佳厌氧氨氧化能力的工艺条件，缩短 Anammox 反应器启动的时间，并为推进Anammox 工艺在实际废水处理工程的应用打下良好的基础。 2、学生应完成的任务 查阅相关的资料，制定实验方案，在上流式厌
2、氧污泥床(UASB)反应器中接种、培养、富集具有厌氧氨氧化活性的颗粒污泥；在成功启动厌氧氨氧化反应器之后，改变培养条件，测定硝化速率，并最终确定菌株的最佳厌氧氨氧化能力的工艺条件。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）第一部分 查阅相关资料,制定实验方案 (1 周) 第二部分 厌氧氨氧化菌种的筛选实验 (6 周) 第 III 页第三部分 论文的编写 (2 周)第四部分 外文的翻译工作_ (1 周) 第五部分 _修改论文及定稿 _ ( 1 周)评阅及答辩 ( 1 周)备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日第 IV 页摘要生物脱氮一直是人们关注的问题。尤其在一些富含氨废水
3、和低 C/N 比废水的脱氮处理方面一直困扰着人们，而最近开发的一些 Anammox 工艺、SHARON 工艺、OLAND 工艺等解决了这个问题。但是由于这些系统的主要负责细菌的难获得性和难培养性制约了工程应用的发展。本文主要讨论如何简便易行地从自然界筛选出具有Anammox 转化能力的细菌。Anammox 过程即：在无氧环境中，同时存在 NH4+和 NO2-或NO3-时，NH 4+作为反硝化的无机电子供体，NO 2-/NO3-作为电子受体，生成氮气的这一过程。因而，此过程可以大量节省脱氮过程中的能源和碳源成本，具有很大的实际应用前景。本试验所采用的废水为人工配水。本试验采用一套有效容积为 60
4、 L 的 UASB 反应器，接种普通城市污水处理厂厌氧消化池污泥，以自配含 NH4+-N 和 NO2-N 的废水为进水，对 Anammox 反应过程的启动和运行特征进行了研究。结果表明：在反应器运行的第 62 天， NH4+-N 和 NO2-N的去除率分别为 92.82%，95.19%，成功启动了 Anammox 过程。Anammox 反应过程中，去除的 NH4+-N、NO 2-N 和生成的 NO3-N 的比例表现为 1:1.38:0.24。 pH 出水高于进水，稳定在 7.4 左右。碱度进、出水变化不大。获得的具有厌氧氨氧化活性的污泥为红色，并在反应器的下部形成了红色颗粒污泥。温度、pH 和
5、基质浓度等条件都对 Anammox 反应的稳定运行产生明显影响，因此，在厌氧氨氧化培养条件优化的实验中，我们对温度、pH 和基质浓度等运行条件都做了一定的研究。由此，也确定了最佳厌氧氨氧化能力的工艺条件：温度大约为 32、pH 为 7.4、NO 2-N 浓度为 100mg/L（NH 4+-N 浓度为 75 mg/L） 。关键词：Anammox 反应；UASB 反应器；启动；运行条件第 V 页AbstractBiological nitrogen removal always absorbs peoples eyes. Especially, nitrogen removal of rich a
6、mmonium contained water and low ratio C/N water were troubling people. Recently several processes, such as Anammox, OLAND et al, resolved this problem. But due to the bacteria mainly duty for these systems are very difficult to cultivated, these processes are not easy to apply full-scale plant. This
7、 book focused on finding a simple method of how to select Anammox-bacteria from natural environments. Anammox process is a process that while there are exiting NH4+ and NO2- / NO3- at the same time in an anaerobic environment, NH4+ is uesd as the inorganic denitrification electron donor and NO2-/NO3
8、- as the electron acceptor to generate nitrogen. Therefore, this process can be substantial savings the cost of energy and nitrogen and carbon, it has a great practical application in the future. Synthetic wastewater was used in this study.The start-up of anaerobic ammonium oxidation (Anammox) proce
9、ss and operational characteristics in a 60L upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor seeding with activated sludge from a municipal sewage treatment plant was investigated. The UASB bioreactor was feed with artificial wastewater composed of ammonium and nitrite at proper ratio. The results dem
10、onstrated that Anammox process was achieved successfully with high removal efficiencies of NH4+-N and NO2-N upto 92.82% and 95.19% after 62 days of operation and acclimation. Furthermore, the average ratio of removed ammonia, removed nitrite and produced nitrate was 1：1.38：0.24 at the stable stage o
11、f the process. The effluent pH kept around 7.4 and the alkalinity varied a little. The biomass obtained with high Anammox activity was red. The grain-sludge of red was found at the bottom of the bioreactor.第 VI 页The Anammox reaction conditions，such as temperature, pH and substrate concentration are
12、obvious impact on the stable operation. Therefore, we have done some research about the operating conditions of temperature, pH and substrate concentration in the experiments of optimization of culture conditions of anammox. Thus, we identified the best conditions of anaerobic ammonium oxidation pro
13、cess: temperature about 32 , pH about 7.4,and NO2-N concentration of 100mg/L (NH4+-N concentration of 75 mg/L).Keyword: Anammox reaction；UASB reactor；start-up；operating conditions第 VII 页目录第 1章 绪论.11.1 课题研究的背景.11.2 脱氮的必要性.11.2.1 水体中氮的来源.21.2.2 水体中氮的危害性.21.2.3 氮的控制要求.31.3 氮素污染的控制.41.3.1 物化法.41.3.2 生物法
14、.41.4 生物脱氮的进展.51.4.1 全程自养脱氮工艺.61.4.2 SHARON 工艺.61.4.3 OLAND 工艺.81.4.4 SND 工艺.91.4.5 SHARON-ANAMMOX 工艺.91.4.6 厌氧氨氧化工艺.111.5 课题的提出.111.6 本研究的内容和意义.121.6.1 研究内容.121.6.2 研究意义.121.7 本文所解决的主要问题.13第 2章 Anammox 工艺的脱氮原理.142.1 生物脱氮的原理.142.2 传统生物脱氮机理.14第 VIII 页2.2.1 氨化作用.142.2.2 硝化作用.152.2.3 反硝化作用.162.3 厌氧氨氧化机
15、理.182.4 参与 Anammox 过程的细菌.192.4.1 厌氧氨氧化菌的分布.192.4.2 优势细胞.202.4.3 Anammox 菌的影响因素.202.5 利用 UASB 富集 Anammox 菌的基本原理.21第 3章 试验方法和材料.243.1 试验装置.243.2 接种污泥.253.3 模拟废水.253.4 试验分析项目与方法.26第 4章 结果与分析.274.1 反应器的启动.274.1.1 反应初期阶段.294.1.2 过渡期阶段.314.1.3 稳定运行期阶段.324.2Anammox 反应过程中的三氮比.344.3pH 和碱度的变化.344.4 污泥变化.344.5 厌氧氨氧化过程的条件优化.354.5.1pH 对厌氧氨氧化反应的影响.354.5.2 温度对厌氧氨氧化反应的影响.364.5.3 基质浓度对厌氧氨氧化反应的影响.364.5.4 小结.37第 5章 结论与建议.385.1 结论.38第 IX 页5.2 建议.39致谢.40参考文献.41
