磺胺类抗生素对猪粪厌氧发酵的影响及其降解机理研究
发布时间：2021-07-08 10:34
作为一种常见抗生素,磺胺类抗生素（SAs）常被用于畜禽养殖业,并以母体化合物和代谢产物的形式排入粪污中,对粪污厌氧发酵产生影响。本研究考察了 4种常见兽用SAs（磺胺喹噁啉/SQX、磺胺甲恶唑/SMX、磺胺对甲氧嘧啶/SMD以及磺胺噻唑/STZ）对猪粪厌氧发酵性能的影响,探讨SAs厌氧生物降解的动力学特征,揭示SAs的降解机理。研究发现,厌氧发酵沼气产量和有机物降解率随SAs浓度的增大而减小。SAs,特别是SQX和STZ,会引起VFAs累积,pH值降低。通过微生物群落和发酵影响因子的相关性分析可知,Ignatzschineria、Tepidimicrobium和Fastidiosipila能促进产甲烷过程,而 Clostridium Ⅲ、Anaerococcus和Proteiniphilum受SAs影响,对产甲烷过程起抑制作用。采用三维荧光分析沼液中溶解性有机物（DOM）发现,DOM以陆地源为主,与微生物的新陈代谢分泌物有关;随着SAs浓度的增大,微生物代谢分泌物浓度降低。通过平行因子分析得到4种DOM特征组分,其中色氨酸类物质含量与Firmicutes和Proteobacteria丰...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－３古菌菌群在厌氣发酵过程中的结构与功能??
?磺胺类抗生素对猪粪厌氧发酵的影响及其降解机理研宄???酵罐体积１Ｌ，实际发酵体积５００ｍＬ，发酵罐置于３７±０．５°Ｃ恒温水浴锅中，??所有接口均用凡士林和封口膜密封，发酵产气保存在铝箔集气袋中，气体体??积用１００?ｍＬ针管抽取测定。??５５管??出样Ｐ?ｉ?ｒ??Ｉ??———ｉ）?．．．．．．．．．ｈ?．抽气口??发酵罐?■?￥??恒集气袋??图３＿１厌氣发酵装置示意图??３．２．２试验药品及配置方法??试验所用生猪粪便取自天津市静海区某养殖场，均为育成期猪的新鲜粪??便，生猪词料均为产自辽宁禾丰牧业股份有限公司的豆粕型饲料，无ＳＡｓ的??添加，猪粪基本理化性质如表３－２所示。??表３－２猪粪基本理化性质??ｉｉｉ?新鲜猪类?发酵底物??＾ｐＨ?７．２±０．２?７＿５０±０．３??ＴＳ?（％ＳＭ）?２５．０３±０．３１?１０．１１±０．２１??ＶＳ?（％ＴＳ）?７５．３６±０．３７?７４．２６±１．４７??ＴＯＣ?（％ＴＳ）?２９．２２±０．０３?１３．４１?±０．４５??ＳＣＯＤ?（ｇ／ｋｇＴＳ）?１０５．７９±０．１７?３５＿２７±１．４３??Ｃ?（％ＴＳ）?４２．３０±０．０４?４２．２８±０．１１??Ｎ?（％ＴＳ）?３＿１１±０．０４?３．１４±０＿０８??Ｃ／Ｎ?１３．９３±３．０１?１４．０ｉｔ０．ｌｌ??ＶＦＡｓ?（ｇ／Ｌ）?１０．３６±０．４?３．８６±０．３２??ＮＨ４＋－Ｎ?（ｍｇ／Ｌ）?４６２２±３?１７３８±６５??ＳＡｓ?（ｍｇ／Ｌ）?－?－??注：代表低于检出限。??试验起初将猪粪的固体含量（ＴＳ）
?北京科技大学博士学位论文???３．４技术路线??本研宄主要围绕ＳＡｓ对厌氧发酵过程的影响和ＳＡｓ厌氧生物降解机理研??宄开展工作，为含有ＳＡｓ的畜禽粪污厌氧发酵处理提供理论基矗本研究的??技术路线如图３－２所示。??文献绽述??士??ＳＡ＊对厌轼发醉的影嘀??［￣??＾?￣，?￣ｒ?二１?￣ｒ￣?士??！??｜?发ｓｉｉｉｇ?｜?竹生物烊落结构?泊泠Ｄｏｖｔａｉ分?Ｉ??Ｊ????」丨?丨?ｔ?，?￣??ｉｎｗｉ?１３：４＾?ｒｒｒｉ?ｒｒｒｉ?ｒｕＳ＾ｎ?ｐａｒ．＼ｆａｃ?ｊ??性能?闵食?１５０３?图分ｔ千?分ｒ??Ｉ?＾￣?．舍．?ｉ?＋?￣Ｉ￣?＂ｆ?＾?ｉ??Ｉ?＾?＾?１?Ｌ?Ｊ７Ｐ－，?ｐ－Ｌ．???Ｊ－，?ＵＣＴＺ—ＴＺＵ?ＪＺＴ￣ＺＬ?Ｉ??Ｉ日总甲总总?，，?ｆｔ?ｅ?区荧?组?绚Ｉ??！产产Ｃｌ?ｐＨ奋同?鑫?＋?ｆｔ?３?域光分?分｜??机体！??Ｉ?Ｍ?呈?Ｒ?ｉＭ?Ｍ?ｎ?抅?Ｍ?分数定?Ｓ－?｜??￣?￣￣?—．；＂．…．．．」￣?ｎｒ?＾ｒＬｚｉＺ－ｂｒ?￣?￣?，?￣￣＿ｉ＝ｒ！??■?ｉ?Ｉ??ｉ?丨＋???士?｜??Ｉ?ＳＡｓ－減生物－发酵Ｋ响闲于的相关分析?Ｓ，＼ｓ－撳生物－ＤＯＭ释ｋｉｔ分凶相关分祈?Ｉ??１?Ｉ?＿?匕?Ｉ?１??ｌ????ｊ?—?Ｊ??ＳＡｓ影响厌Ｈ发酵的机毋??备??ＳＡｓＫ试牛．物降解研允??１???＾?????：??降妒效来?降解过枰??■?■■?；．■＿■■■■＊－；■■■■■＿■■
【参考文献】：
期刊论文
[1]The performance and degradation mechanism of sulfamethazine from wastewater using IFAS-MBR[J]. Huanhuan Hou,Liang Duan,Beihai Zhou,Yuan Tian,Jian Wei,Feng Qian. Chinese Chemical Letters. 2020(02)
[2]雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体溶解性有机物的空间分布、光谱特征及来源解析[J]. 周石磊,孙悦,张艺冉,蒋永丰,尹璐,黄廷林,李再兴,罗晓,战江,王函. 环境科学. 2020(01)
[3]溶解性有机物（DOM）与区域土地利用的关系:基于三维荧光-平行因子分析（EEM-PARAFAC）[J]. 李昀,魏鸿杰,王侃,张招招,于旭彪. 环境科学. 2019(04)
[4]2级厌氧反应器处理发酵类抗生素废水[J]. 刘玮. 水处理技术. 2018(07)
[5]Potential for natural and enhanced attenuation of sulphanilamide in a contaminated chalk aquifer[J]. Karen A.Bennett,Simon D.Kelly,Xiangyu Tang,Brian J.Reid. Journal of Environmental Sciences. 2017(12)
[6]猪粪中温厌氧消化中磺胺类抗生素的降解和吸附特征[J]. 靳红梅,许彩云,黄红英,徐跃定. 农业环境科学学报. 2017(09)
[7]废水中磺胺甲噁唑在A/O-MBR工艺中的去除机理[J]. 赵亚奇,温沁雪,杨莲,陈志强,岳秀丽. 中国给水排水. 2017(17)
[8]SDM对厌氧发酵过程酶活性及产气量的影响[J]. 于宸,占伟,梅颖,何书妍,蔡映红,宋承谋,杜冬云. 环境科学与技术. 2017(08)
[9]畜禽养殖业主要废弃物处理工艺消除抗生素研究进展[J]. 郑佳伦,刘超翔,刘琳,黄栩. 环境化学. 2017(01)
[10]抗生素对鸡粪厌氧发酵过程影响的实验研究[J]. 范超,王欣,刘伟,高德玉,苏小红,秦国辉,刘旭丹,王玉鹏. 黑龙江科学. 2016(22)
本文编号：3271398
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－３古菌菌群在厌氣发酵过程中的结构与功能??
?磺胺类抗生素对猪粪厌氧发酵的影响及其降解机理研宄???酵罐体积１Ｌ，实际发酵体积５００ｍＬ，发酵罐置于３７±０．５°Ｃ恒温水浴锅中，??所有接口均用凡士林和封口膜密封，发酵产气保存在铝箔集气袋中，气体体??积用１００?ｍＬ针管抽取测定。??５５管??出样Ｐ?ｉ?ｒ??Ｉ??———ｉ）?．．．．．．．．．ｈ?．抽气口??发酵罐?■?￥??恒集气袋??图３＿１厌氣发酵装置示意图??３．２．２试验药品及配置方法??试验所用生猪粪便取自天津市静海区某养殖场，均为育成期猪的新鲜粪??便，生猪词料均为产自辽宁禾丰牧业股份有限公司的豆粕型饲料，无ＳＡｓ的??添加，猪粪基本理化性质如表３－２所示。??表３－２猪粪基本理化性质??ｉｉｉ?新鲜猪类?发酵底物??＾ｐＨ?７．２±０．２?７＿５０±０．３??ＴＳ?（％ＳＭ）?２５．０３±０．３１?１０．１１±０．２１??ＶＳ?（％ＴＳ）?７５．３６±０．３７?７４．２６±１．４７??ＴＯＣ?（％ＴＳ）?２９．２２±０．０３?１３．４１?±０．４５??ＳＣＯＤ?（ｇ／ｋｇＴＳ）?１０５．７９±０．１７?３５＿２７±１．４３??Ｃ?（％ＴＳ）?４２．３０±０．０４?４２．２８±０．１１??Ｎ?（％ＴＳ）?３＿１１±０．０４?３．１４±０＿０８??Ｃ／Ｎ?１３．９３±３．０１?１４．０ｉｔ０．ｌｌ??ＶＦＡｓ?（ｇ／Ｌ）?１０．３６±０．４?３．８６±０．３２??ＮＨ４＋－Ｎ?（ｍｇ／Ｌ）?４６２２±３?１７３８±６５??ＳＡｓ?（ｍｇ／Ｌ）?－?－??注：代表低于检出限。??试验起初将猪粪的固体含量（ＴＳ）
?北京科技大学博士学位论文???３．４技术路线??本研宄主要围绕ＳＡｓ对厌氧发酵过程的影响和ＳＡｓ厌氧生物降解机理研??宄开展工作，为含有ＳＡｓ的畜禽粪污厌氧发酵处理提供理论基矗本研究的??技术路线如图３－２所示。??文献绽述??士??ＳＡ＊对厌轼发醉的影嘀??［￣??＾?￣，?￣ｒ?二１?￣ｒ￣?士??！??｜?发ｓｉｉｉｇ?｜?竹生物烊落结构?泊泠Ｄｏｖｔａｉ分?Ｉ??Ｊ????」丨?丨?ｔ?，?￣??ｉｎｗｉ?１３：４＾?ｒｒｒｉ?ｒｒｒｉ?ｒｕＳ＾ｎ?ｐａｒ．＼ｆａｃ?ｊ??性能?闵食?１５０３?图分ｔ千?分ｒ??Ｉ?＾￣?．舍．?ｉ?＋?￣Ｉ￣?＂ｆ?＾?ｉ??Ｉ?＾?＾?１?Ｌ?Ｊ７Ｐ－，?ｐ－Ｌ．???Ｊ－，?ＵＣＴＺ—ＴＺＵ?ＪＺＴ￣ＺＬ?Ｉ??Ｉ日总甲总总?，，?ｆｔ?ｅ?区荧?组?绚Ｉ??！产产Ｃｌ?ｐＨ奋同?鑫?＋?ｆｔ?３?域光分?分｜??机体！??Ｉ?Ｍ?呈?Ｒ?ｉＭ?Ｍ?ｎ?抅?Ｍ?分数定?Ｓ－?｜??￣?￣￣?—．；＂．…．．．」￣?ｎｒ?＾ｒＬｚｉＺ－ｂｒ?￣?￣?，?￣￣＿ｉ＝ｒ！??■?ｉ?Ｉ??ｉ?丨＋???士?｜??Ｉ?ＳＡｓ－減生物－发酵Ｋ响闲于的相关分析?Ｓ，＼ｓ－撳生物－ＤＯＭ释ｋｉｔ分凶相关分祈?Ｉ??１?Ｉ?＿?匕?Ｉ?１??ｌ????ｊ?—?Ｊ??ＳＡｓ影响厌Ｈ发酵的机毋??备??ＳＡｓＫ试牛．物降解研允??１???＾?????：??降妒效来?降解过枰??■?■■?；．■＿■■■■＊－；■■■■■＿■■
【参考文献】：
期刊论文
[1]The performance and degradation mechanism of sulfamethazine from wastewater using IFAS-MBR[J]. Huanhuan Hou,Liang Duan,Beihai Zhou,Yuan Tian,Jian Wei,Feng Qian. Chinese Chemical Letters. 2020(02)
[2]雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体溶解性有机物的空间分布、光谱特征及来源解析[J]. 周石磊,孙悦,张艺冉,蒋永丰,尹璐,黄廷林,李再兴,罗晓,战江,王函. 环境科学. 2020(01)
[3]溶解性有机物（DOM）与区域土地利用的关系:基于三维荧光-平行因子分析（EEM-PARAFAC）[J]. 李昀,魏鸿杰,王侃,张招招,于旭彪. 环境科学. 2019(04)
[4]2级厌氧反应器处理发酵类抗生素废水[J]. 刘玮. 水处理技术. 2018(07)
[5]Potential for natural and enhanced attenuation of sulphanilamide in a contaminated chalk aquifer[J]. Karen A.Bennett,Simon D.Kelly,Xiangyu Tang,Brian J.Reid. Journal of Environmental Sciences. 2017(12)
[6]猪粪中温厌氧消化中磺胺类抗生素的降解和吸附特征[J]. 靳红梅,许彩云,黄红英,徐跃定. 农业环境科学学报. 2017(09)
[7]废水中磺胺甲噁唑在A/O-MBR工艺中的去除机理[J]. 赵亚奇,温沁雪,杨莲,陈志强,岳秀丽. 中国给水排水. 2017(17)
[8]SDM对厌氧发酵过程酶活性及产气量的影响[J]. 于宸,占伟,梅颖,何书妍,蔡映红,宋承谋,杜冬云. 环境科学与技术. 2017(08)
[9]畜禽养殖业主要废弃物处理工艺消除抗生素研究进展[J]. 郑佳伦,刘超翔,刘琳,黄栩. 环境化学. 2017(01)
[10]抗生素对鸡粪厌氧发酵过程影响的实验研究[J]. 范超,王欣,刘伟,高德玉,苏小红,秦国辉,刘旭丹,王玉鹏. 黑龙江科学. 2016(22)
本文编号：3271398
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