全程自养脱氮颗粒污泥培养及动力学研究的开题报告

全程自养脱氮颗粒污泥培养及动力学研究的开题报告开题报告题目：全程自养脱氮颗粒污泥培养及动力学研究一、研究背景及意义随着社会经济的发展和人口的增加，城市污水处理成为了一个重要的环保问题。不仅污水处理厂的处理效率和处理水质要求逐年提高，而且随着研究的深入和新材料新工艺的不断应用，污水处理技术和效率得到了很大的提升。其中，脱氮处理是城市污水处理的重要一环。目前常见的脱氮方式为硝化反应和反硝化反应，这两个反应都需要菌群来发挥作用。而随着人们对于对脱氮颗粒污泥的认识越来越深入，越来越多的研究者将眼光放到了颗粒污泥上，通过其丰富的生态群落特征和过滤作用来进行污水脱氮。全程自养脱氮颗粒污泥是一种新型的处理方式，通过利用自养菌群和颗粒污泥的过滤作用来实现污水脱氮。因此，开展全程自养脱氮颗粒污泥培养及动力学研究是十分有必要的。二、研究内容及方法1.研究内容本研究将通过以下方面对全程自养脱氮颗粒污泥进行研究：（1）对颗粒污泥进行采集、分离、筛选等处理，获得颗粒污泥样本。（2）通过生态学实验的方法，构建全程自养脱氮颗粒污泥的生态环境，并持续监测污泥的生态群落及其进化过程。（3）通过微生物学和分子生物学的方法，对全程自养脱氮颗粒污泥的菌群结构及其代谢功能进行深入分析和研究。（4）通过比较分析，探讨全程自养脱氮颗粒污泥的处理效果、稳定性及其与常规处理方式的优缺点，确定其适用范围和优化方向。2.研究方法（1）实验设计通过对颗粒污泥进行采集、分离、筛选等处理，筛选出具备自养脱氮能力的颗粒污泥，设计生态学实验，构建全程自养脱氮颗粒污泥的生态环境，同时进行监测和调控，以保证反应器中脱氮效果的最大化。（2）菌群结构的分析通过PCR扩增和高通量测序等方法，对全程自养脱氮颗粒污泥的菌群结构进行深入研究。同时，可以利用荧光原位杂交技术（FISH）对靶标细菌进行染色，从而直接观察细菌的生长位置和数量。（3）代谢功能的研究通过测定反应器中污水处理前后的物理化学指标，结合微生物学和分子生物学的技术手段，对全程自养脱氮颗粒污泥的代谢能力进行深入研究，探讨其代谢途径及其影响因素。三、研究预期成果通过本研究，期望得到以下预期成果：（1）建立了全程自养脱氮颗粒污泥的生态环境和反应器，优化掌握了全程自养脱氮颗粒污泥的培养方法。（2）深入研究了全程自养脱氮颗粒污泥的菌群结构和代谢功能，探讨了其在污水处理方面的优缺点，为建立更优秀的污水处理技术提供了参考依据。（3）获得了诸多研究数据和知识，提高了对全程自养脱氮颗粒污泥处理技术的认识，促进了其在实际应用中的推广和发展。四、研究进度及计划本研究的预期时间为2年，具体时间安排如下：第一年：1.采集、分离、筛选全程自养脱氮颗粒污泥。2.构建全程自养脱氮颗粒污泥的实验环境，并对其生态群落监测和调控。3.对全程自养脱氮颗粒污泥的代谢功能和菌群结构进行初步分析和研究。第二年：1.对全程自养脱氮颗粒污泥的代谢功能和菌群结构进行深入分析和研究。2.比较分析全程自养脱氮颗粒污泥与其他脱氮处理方式的优缺点，确定其适用范围和优化方向。3.撰写研究报告和论文。五、参考文献1.陆坤龙.全程自养脱氮颗粒污泥培养及应用研究[D].上海:上海市绿化和市容管理职业学院,2019.2.杨虎跃,吴学武.脱氮颗粒污泥生态学[M].北京:化学工业出版社,2013.3.张国强.近几年全程自养型脱氮颗粒污泥研究进展[J].生态环境学报,2017,26(1):160-167.4.ChangW.,ZhangF.L.,LeiH.,etal.Characteristicsandcultivationofautotrophicnitrogenremoval