堆肥对污泥中四环素类抗生素及抗性基因的影响

近年来,抗生素及抗性基因的污染与扩散成为全球关注的热点。污泥,作为污水处理系统的副产物,是环境中抗生素抗性基因的重要存储库。污泥经堆肥后可作为肥料施用于农田,然而关于污泥堆肥过程中抗性基因丰度变化的研究却很少。对污泥堆肥过程中四环素类抗生素(四环素、土霉素和金霉素)和四环素类抗性基因(tet(A),tet(C),tet(M),tet(O)和tet(X))的动态变化进行了定量研究。结果表明,四环素、土霉素和金霉素的浓度经堆肥处理后分别减少85.6%,91.4%和85.3%。高温是导致四环素类抗生素降解的主要因素。经堆肥处理后,tet(A)和tet(X)的相对丰度增加,tet(C)、tet(M)和tet(O)的相对丰度略微下降,说明堆肥处理对污泥中四环素类抗性基因的削减效果有限。     

土霉素残留对猪粪堆肥过程中理化性质的影响

为探讨土霉素残留对猪粪堆肥过程的影响,以猪粪和锯末为原料,设置土霉素初始残留质量浓度分别为0、10、50、100、150 mg/kg的5个处理,进行为期30 d的好氧堆肥,研究土霉素对堆肥过程中温度、含水率、水溶性NH4+-N、水溶性NO3- -N、水溶性有机碳(DOC)的变化影响.结果表明:(1)土霉素残留加速了温度的下降,不利于温度的上升.(2)土霉素初始残留质量浓度为100、150 mg/kg不利于堆肥过程中水分的散失,并且会造成堆肥结束后堆体的高含水率.(3)土霉素抑制了堆肥过程中微生物对有机氮的分解及硝化细菌的硝化作用,其中150mg/kg处理的土霉素抑制作用最显著.(4)堆肥结束后,0、10、50、100、150 mg/kg处理的DOC分别为3 815.65、3 461.88、3 429.28、3 231.18、2 782.09mg/kg.0 mg/kg处理的DOC高于其他4个处理,且与150 mg/kg处理之间差异显著,表明土霉素抑制了堆肥过程中微生物对有机碳的利用,其中150 mg/kg处理的土霉素抑制作用最显著.     

黑麦草对土壤中残留抗生素的降解及其对微生物活性的影响

为了研究抗生素污染土壤的修复方法,利用黑麦草对土壤中残留抗生素进行降解,并探讨土壤微生物生态活性及根系体表特征的响应。结果表明:黑麦草对土壤中四环素、金霉素、恩诺沙星、洛美沙星、环丙沙星、诺氟沙星的降解速率均显著大于对照(p0.05)。黑麦草对四环素类抗生素的降解率为19.1%~27.7%,其中金霉素的降解率最高,为11.4%~27.7%;而磺胺类中的磺胺二甲基嘧啶的降解率最低,仅为3.4%~8.3%;喹诺酮类的降解率为15.3%~28.8%,其中洛美沙星、恩诺沙星的降解率分别为15.3%~28.8%、14.2%~28.0%。同时,种植黑麦草缓解了抗生素对土壤微生物活性的抑制作用,在种植黑麦草的土壤中,微生物的呼吸强度和氨化强度分别是未种植黑麦草土壤的4.5和1.9倍。另外,植物根系的生长与土壤中抗生素的残留量有一定的相关性,黑麦草根系总表面积与土壤抗生素总残留量呈显著负相关关系(r=-0.948,p0.05)。     

畜禽沼液中抗生素和激素的微波处理

通过间歇处理和连续处理实验，探讨微波技术对沼液中四环素类抗生素和激素喹乙醇去除的效果。结果表明，沼液在微波间歇处理中，最优反应时间为40min。此条件下沼液中喹乙醇、土霉素、四环素和金霉素的去除率分别达到26％、49％、48％和70％；微波可显著提高可生化性，BOD5／COD值达到0．37。微波一好氧处理系统中COD与氨氮的去除率分别达到91％和93％，明显优于单独好氧处理。沼液微波连续处理中，最优HRT为90min，此时喹乙醇、土霉素、四环素和金霉素的去除率分别达到24％、45％、50％和74％；BOD5／COD值达到0．34。微波．好氧处理系统中COD与氨氮的去除率均为90％，优于单独好氧处理效果。     

上海黄浦江上游典型抗生素来源及分布污染特征研究

利用固相萃取、高效液相色谱/质谱法调查了两类6种典型抗生素(四环素、土霉素、金霉素、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲恶唑)在黄浦江上游的含量、来源、空间和时间分布特征。结果显示,在黄浦江上游的两条主要支流的11个采样点中均有抗生素检出,四环素类抗生素(包括四环素、土霉素和金霉素)平均值合计为34.25~211.82 ng/L,磺胺类抗生素(包括磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲恶唑)合计为3.11~5.83 ng/L。黄浦江上游支流附近畜牧养殖场及医药厂对附近支流的抗生素浓度影响大。支流中下游磺胺类污染浓度比上游高。四环素类抗生素浓度随黄浦江上游从丰水期到枯水期逐渐变高,而磺胺类抗生素在每个采样时间点较稳定。四环素是黄浦江上游的主要污染抗生素,对上游的水体环境有潜在风险。     

温度与秸秆比例对牛粪好氧堆肥的影响简

为了研究不同C/N比值在不同温度条件下牛粪堆肥30 d时的全量养分和有机质的含量情况，提出了以新鲜牛粪和苜蓿秸秆混合物为堆料，在添加1%的生物腐熟剂的基础上，对堆肥温度及C/N比进行调控，并进行交叉实验。结果表明，（1）采用培养箱进行好氧发酵时，在温度为30℃和45℃的环境下堆肥最佳，温度过低或过高都会影响堆肥。（2）牛粪高温好氧堆肥时，添加一定比例的苜蓿秸秆可以调节堆料的C/N比值、含水量，缩短堆肥时间，其中牛粪与秸秆比例为1：1混合堆肥效果较好。（3）堆肥30 d时，堆料的TN、TP和TK含量较堆肥初期都有所增加，有机质含量有所降低是因为矿化和释放养分造成的，且各含量均符合国家有机肥标准。     

温度与秸秆比例对牛粪好氧堆肥的影响

为了研究不同C／N比值在不同温度条件下牛粪堆肥30d时的全量养分和有机质的含量情况，提出了以新鲜牛粪和苜蓿秸秆混合物为堆料，在添加1％的生物腐熟剂的基础上，对堆肥温度及C／N比进行调控，并进行交叉实验。结果表明，（1）采用培养箱进行好氧发酵时，在温度为30℃和45℃的环境下堆肥最佳，温度过低或过高都会影响堆肥。（2）牛粪高温好氧堆肥时，添加一定比例的苜蓿秸秆可以调节堆料的C／N比值、含水量，缩短堆肥时间，其中牛粪与秸秆比例为1：l混合堆肥效果较好。（3）堆肥30d时，堆料的TN、TP和TK含量较堆肥初期都有所增加，有机质含量有所降低是因为矿化和释放养分造成的，且各含量均符合国家有机肥标准。     

基于新型分层结构的污泥好氧堆肥处理

为了提高堆肥效率以及改进传统的堆肥方式,采用分层的堆置方式,以竹炭作为分隔材料,进行好氧堆肥实验,系统地分析了堆肥过程中常规理化特性的变化以及氮素损失情况。结果表明:木屑处理组(A)和竹炭处理组(B)中温度均经历了升温期、高温期以及降温期3个阶段,满足堆肥3阶段理论;以竹炭作为分层材料使高温期pH值降低至8.23,低于A组(8.98),而pH值的降低有利于控制氨气挥发;堆肥结束时,B组中DOC降解率为75.3%,明显高于A组(60.2%)。B组处理中氨气累积释放量为2 127.8 mg,小于A组的2 522.8 mg,可见竹炭作为堆体分隔材料对堆肥过程有机质的降解利用以及氨气挥发的控制均有一定的促进作用。     

蚯蚓过腹处理对污泥中四环素降解及大量营养元素赋存的影响

针对污泥中大量抗生素残留对环境的威胁和污泥资源化利用的瓶颈等问题,采用微宇宙实验手段研究了蚯蚓过腹处理污泥过程中四环素的降解特征和污泥蚓粪中大量营养元素的赋存特征。结果表明,污泥中的四环素降解率与处理时间呈正相关关系;室温静置32 d后,污泥中9%～11%的四环素发生降解。蚯蚓过腹处理下,污泥中四环素浓度与四环素降解率呈负相关关系,随着污泥中四环素浓度的增加,四环素降解率逐渐降低,蚯蚓过腹处理32 d后,污泥中四环素的降解率提升了45%～64%。蚯蚓过腹形成的污泥蚓粪中总氮和有机质含量显著减低,而铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾和总钾含量以及pH和电导率均显著升高;随着污泥中四环素浓度的增加,污泥蚓粪中总氮和氨氮含量以及pH和电导率呈显著降低趋势;污泥蚓粪中铵态氮和硝态氮含量、pH和电导率与四环素降解率均呈正相关关系。蚯蚓过腹处理能够显著提升污泥中四环素的降解率及污泥蚓粪中速效氮磷钾的含量。     

微波-Fenton对沼液中抗生素和激素的高级氧化

采用微波强化Fenton氧化处理系统,研究H2O2浓度、Fe2+浓度、初始pH、微波辐射时间和微波辐射功率对沼液中喹乙醇、土霉素、四环素及金霉素降解效果的影响.结果发现,采用微波强化Fenton氧化降解沼液中抗生素与激素的最优条件是:H2O2浓度为40 mg/L、Fe2+浓度为12 mg/L、初始pH为4、微波辐射时间为2 min、微波辐射功率为中火(445W),沼液中喹乙醇、土霉素、四环素、金霉素和COD的去除率分别达到67％、93％、91％、88％和46％.在水浴条件下,与单独微波辐射和单独Fenton相比,微波强化Fenton氧化有明显的优越性.     

接种微生物与人粪便同步连续投加对好氧堆肥效果的影响

利用新型梨形筒式好氧堆肥反应器，在通风量为3．0L／min，搅拌频率为5min／h的条件下，就不接种微生物、接种土著菌种、枯草芽孢杆菌与酵母菌时人粪便连续投加好氧堆肥效果进行了对比。堆制20d即2个运行周期中各堆体的温度、含水率、COD、总氮、pH值与GI等的变化表明，接种微生物可以显著提高堆体的升温速率与堆体平均温度、COD降解率、Ct（P〈0．01），堆肥可迅速达到完全腐熟。接种土著菌种效果最为明显（P〈0．01），其后相继为枯草芽孢杆菌与酵母菌。接种土著菌种可使堆体温度在50℃以上维持18d，第8天COD降解率达到61．17％、总氮损失率为25．75％，第6天时GI达到108．22％。     

生物表面活性剂在城市污泥静态强制通风好氧堆肥中的作用

采用静态强制通风好氧堆肥模式对城市剩余污泥进行堆肥降解,并研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对堆肥过程的作用。结果表明,堆肥过程中,添加了质量分数为0.015%鼠李糖脂溶液堆制处理和空白对照堆制处理的堆温变化都明显呈现出中温期0～5 d、高温期6～12 d和降温期13～28 d 3个阶段。实验组比空白组的堆体升温快、高温期持续时间长、堆体的含水率高。鼠李糖脂的添加,使实验组的微生物数量高于空白组。添加鼠李糖脂的堆体和空白堆体的种子发芽指数(GI)在堆肥结束时分别为53.70%和50.80%,说明鼠李糖脂促进了堆肥的腐熟,但由于相对浓缩效应,堆肥产品的重金属含量略高于空白堆体。生物表面活性剂的介入促进了堆肥中木质纤维素的初步降解。研究表明,添加鼠李糖脂能够改善堆肥处理的微环境,促进有机质降解和堆肥的腐熟。     

投加方式和通风速率对脱水污泥堆肥效果的影响

为了在降低能耗的前提下获得更高的污泥堆肥效率和提高堆肥产品质量,利用梨形筒式好氧堆肥反应器,设置2种物料投加方式和3种通风速率,研究堆肥过程中温度、含水率、总氮以及发芽指数(GI)的变化特性。结果表明,与间歇式堆肥相比,连续式堆肥可以显著提高堆体温度和堆体腐熟度,降低堆体含水率及缩短腐熟期,但氮素损失也显著增大(P0.01);连续式堆肥的处理效率是间歇式的2.11倍,能耗降低了52.60%。通风速率为1.95 L·min~(-1)的连续式堆肥,堆体维持高温时间最长,且最终温度稳定在较高温度47~48℃,堆末含水率最低,氮素损失处于三者的中间水平,腐熟期最短。综合分析,在通风速率为1.95 L·min~(-1)的连续运行方式下,梨形筒式反应器用于污泥稳定高效堆肥是可行的。     

复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果研究

为了研究复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果,以消化污泥、锯末和回流堆肥为原料,接种不同剂量(0、0.2%、0.5%)的复合微生物菌剂进行室外露天堆肥,分析了温度、含水率、pH值、全碳(TC)、全氮(TN)、种子发芽指数(germination index,GI)的动态变化,结果表明:各堆体温度保持在50℃以上的时间均超过7 d,满足堆肥卫生标准;接种复合微生物菌剂的堆体升温速率和温度最高值均大于未接种堆体,接种复合微生物菌剂有利于增加堆体水分散失量,加快堆体有机质降解速度,降低堆体氮的损失量,提高GI值;其中微生物菌剂接种量为0.5%的堆体,接种处理对水分散失、氮损失的控制和GI值的增加效果较明显.     

卧式螺旋污泥好氧动态堆肥技术的研究

利用卧式螺旋式污泥好氧堆肥装置进行间歇式动态堆肥,对污水厂厌氧消化污泥进行了中温堆肥试验研究.通过控制各组堆肥的含水率、物料配比和通气量,重点探讨各种条件下堆体温度与有机物降解的关系.试验结果表明,厌氧消化污泥以木屑为调理剂在装置中可以实现好氧堆肥处理,其适宜的物料控制参数为:污泥:木屑=10:1～1.5(湿重比),堆肥含水率50%～60%;过程控制参数为:通风量为6.7～8.3 m3/h·t,发酵周期为8 d,温度45℃.     

生化黄腐酸投加量对木薯渣堆肥效果的影响

为了明确不同生化黄腐酸投加量对木薯渣堆肥效果的影响,以木薯渣、干鸡粪和烟杆粉为原料,设置了T1(堆肥原料+1‰生化黄腐酸)、T2(堆肥原料+2‰生化黄腐酸)、T3(堆肥原料+3‰生化黄腐酸)和CK(不添加生化黄腐酸的堆肥原料)4个处理,测定不同堆肥处理对温度、含水率、淀粉、水溶性碳(DOC)、纤维素、半纤维素、木质素含量以及一些腐熟程度指标的影响。结果表明,添加生化黄腐酸能促进堆体升温,有效降低堆体含水率,能使堆肥过程中淀粉、DOC、纤维素、半纤维素的降解率分别提高5.95%、5.29%、7.35%和4.95%,并且腐熟程度指标的变化也表明添加生化黄腐酸能有效促进堆肥腐熟程度,缩短腐熟周期。4个处理的总体堆肥效果表现为:T2T1T3CK,说明添加2‰的生化黄腐酸的堆肥效果最好。     

微生物调控对牛粪堆肥的生物特性影响

研究了微生物调控对牛粪堆肥生物特性的影响.结果表明:(1)与对照相比,接菌(添加HM菌剂)处理可使牛粪堆肥提前2d进入高温期,高温持续时间延长2d.即接菌处理的堆肥温度在第4天达到50.5℃,并保持50℃以上的温度14 d;而对照在第6天达到50.0℃,并保持50℃以上的温度12 d.(2)2种处理堆肥的pH总体呈先升高后降低的趋势,接菌处理的堆肥pH上升幅度不大,比对照低0.1～0.5个pH单位.(3)接菌处理有利于提高牛粪堆肥的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶活性水平和峰值.(4)脲酶活性与其他因素之间呈显著负相关(p＜0.01),而温度、pH、蔗糖酶活性和纤维素酶活性之间呈显著正相关(p＜0.01).     

林可霉素菌渣与牛粪联合堆肥实验研究

抗生素菌渣因含有抗生素残留而成为一种较难处理的废弃物,不合理的处理方法极易造成环境污染和生态危害,同时也会造成资源浪费.为了探讨林可霉素菌渣堆肥化处理的可行性,设计了林可霉素菌渣与牛粪的联合堆肥实验.4个堆肥处理的林可霉素初始含量分别为1.35 mg/g(干重)、1.89 mg/g(干重)、3.52 mg/g(干重)和...     

蔬菜废弃物混合堆肥过程中百菌清和都尔的降解规律

以蔬菜废弃物为原料,研究了杀菌剂百菌清和除草剂都尔在堆肥过程中的降解特征。结果表明,高温好氧堆肥处理可有效去除蔬菜废弃物中残留的百菌清及都尔。堆肥过程中,百菌清的降解规律符合一级动力学模型,在50℃条件下,其半衰期为1.10 h;都尔降解速率较为缓慢,经15 d,其降解率为94%(c0=10 mg·kg~(-1))。都尔、百菌清及其降解产物对堆肥系统中的微生物具有抑制作用,在添加量为10~105 mg·kg~(-1)时,微生物活性抑制明显,堆肥周期延长。     

塔式自然通风好氧堆肥反应器的开发与应用

针对现有堆肥反应器处理效率低、运行和维护成本较高及堆肥效率不稳定等问题,开发了塔式自然通风好氧堆肥反应器。从物料和热量平衡、通风量优化等方面对反应器进行研究。反应器主要包括反应器主体、通风管、物料承托筛板和温度监控系统等,具有运行及维护简单、能源耗费低等优点。在通风高度为3 m,初始物料投加量5.65 kg(干重比︰粪便/锯末=1∶2.5),含水率约60%时,对人粪便进行好氧堆肥实验。结果表明,堆体温度最高至62℃,并且在50℃以上高温保持5 d;TOC和COD均呈持续下降趋势,降解率分别为64.14%和56.45%;种子发芽指数为113.64%,完全达到腐熟标准。