《基於生物膜微區調控的單級自養脫氮工藝N2O減排研究》是依託重慶大學，由方芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於生物膜微區調控的單級自養脫氮工藝N2O減排研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方芳
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
N2O是生物脫氮的中間產物，是一種強溫室氣體。單級自養脫氮研究在生物脫氮領域倍受關注，然而由於實際廢水的複雜性和限制性供氧導致系統氮代謝途徑和代謝產物的多樣化，進而產生N2O排放問題。本項目擬以處理高氨氮低碳氮比廢水的單級生物膜自養脫氮反應器為研究對象，進行反應器長期穩定運行和批式實驗；採用化學抑制法和15N同位素示蹤法，藉助於FISH技術和微電極技術，探討系統N2O的排放特性及其影響因素，解析生物膜微生物群落結構的空間分布與DO、含氮物質濃度的相關性，探索系統中氮的遷移轉化與N2O產生途徑，闡明單級生物膜自養脫氮系統N2O的排放機制，提出N2O減量化控制策略；通過對生物膜微區DO和含氮物質濃度的調控，實現目標微生物群在生物膜中的定向增殖與適配協調，為單級自養脫氮系統保持高效穩定脫氮效率，減少N2O的排放提供科學依據，具有重要的現實意義和學術價值。
結題摘要
N2O是生物脫氮的中間產物，是一種強溫室氣體。單級自養脫氮研究在生物脫氮領域倍受關注，然而由於實際廢水的複雜性和限制性供氧導致系統氮代謝途徑和代謝產物的多樣化，進而產生了N2O排放問題。本課題以處理高氨氮低碳氮比廢水的單級生物膜自養脫氮反應器為研究對象，建立了長期穩定運行的若干反應器，其N2O轉化率介於1.2%~26.5%，並考察了反應器曝氣方式、DO濃度、進水氨氮濃度、進水碳源類型等因素對系統N2O排放特徵的影響與規律。對單級自養脫氮系統生物膜的巨觀形貌進行了探討，研究了系統生物膜的功能微生物分布，分析了微生物的多樣性，並採用FISH技術表征了主要脫氮微生物種群在生物膜中的豐富度，獲得生物膜內部微生物的組成和空間分布情況。在批式實驗中套用了化學抑制法和15N同位素示蹤法，藉助於微電極技術，解析了生物膜微區DO與含氮物質濃度的相關性，探索了系統中氮的遷移轉化與N2O產生途徑，識別出AOB反硝化、異養反硝化和AOB亞硝化等是單級自養脫氮系統主要的N2O產生途徑，並確定了典型工況下的N2O排放量和占比。通過課題研究，闡明了單級生物膜自養脫氮系統N2O的排放機制，提出了在不降低原有脫氮效率的基礎上實現單級自養脫氮系統N2O減排的基本策略。研究成果為保持單級自養脫氮系統高效穩定的脫氮效率，減少N2O的排放提供了科學依據，具有重要的現實意義和學術價值。
