臭氧/热水解与厌氧消化组合工艺对制药污泥产甲烷性能与抗药基因去除研究
发布时间：2020-12-17 15:01
制药污泥是工业危险废弃物的一种,其处理处置已逐渐成为研究热点。污水处理厂剩余污泥是抗生素抗药基因（ARGs）的环境储存库之一,而制药污泥中的ARGs含量则比城市污泥高2～3个数量级。厌氧消化是应用广泛的污泥处理技术,但其缓慢的水解过程限制了该工艺的处理效率。本研究选取了臭氧和热水解作为污泥厌氧消化的预处理技术,分别以化学合成类、发酵类两种制药污泥及一种城市污泥为处理对象,通过预处理工艺提高污泥厌氧消化效率,并实现污泥中抗药基因的去除。研究结果表明:（1）预处理后污泥上清液中SCOD、TN、TP、蛋白质、多糖等浓度增加,污泥溶胞率可达42.9～68.8%,证实了臭氧和热水解预处理对污泥细胞的破壁效果;（2）污泥毛细吸水时间检测结果显示,热水解预处理可大幅降低污泥的CST值,而臭氧预处理恶化了污泥脱水性能,但是在厌氧消化后,污泥的CST均降低,脱水性能得到改善;（3）臭氧、热水解预处理技术同样显著提高了污泥厌氧消化减量化及资源化效率,VS去除率均可达55%以上,累积产甲烷量经预处理后提升了 1.31～5.71倍。（4）臭氧/热水解-厌氧消化工艺能有效削减污泥中ARGs的绝对浓度和相对丰度,...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２厌氧消化降解模式图??．－
自１９４０年青霉素作为第一种被发现的抗生素投入使用以来，抗生素在人类医??疗、畜禽养殖和水产养殖等方面发挥了无可替代的作用，大幅降低了传染病致死??率，延长了人类寿命，提高了养殖业生产效率［３７］。然而，自发现抗生素以来，抗??生素耐药现象就被人们所承认，１９４１年青霉素首次应用于临床，１９４２年就出现了??耐青霉素的金黄色葡萄球菌，随着抗生素不断被研发和使用，抗生素耐药性也逐??渐引起了人们的关注。??抗生素耐药（Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，?ＡＭＲ）是指细菌产生对抗生素不敏感的现??象，产生原因是细菌在自身生存过程中的一种特殊表现形式。天然抗生素是细菌??产生的次级代谢产物，用以抵御其他微生物，保护自身安全的化学物质，人类将??细菌产生的这种物质制成抗菌药物用于杀灭感染的微生物，微生物通过接触抗菌??药，改变其代谢途径或制造出相应的灭活物质抵抗抗菌药物，从而形成耐药性［３９］。??能够编码细菌耐药性机制的基因片段被称作抗药基因（Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?Ｇｅｎｅｓ，??ＡＲＧｓ），携带有抗药基因的微生物即为抗药细菌（Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?Ｂａｃｔｅｒｉａｓ，??ＡＲＢｓ）。细菌的耐药机制主要包括产生灭活酶、改变抗菌药物作用靶点、改变细??菌外膜通透性以及通过外排泵影响主动流出系统，作用机制如图１－３所示。??＾致病菌??
Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｄａｔａ?ｏｎ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｆｏｒ?ｓｅｌｅｃｔｅｄ?ｂａｃｔｅｒｉａ－ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｄｒｕｇ?ｃｏｎｂｉｎａｔｉｏｎｓ，?２０１３??世界卫生组织（Ｗｏｒｌｄ?Ｈｅａｌｔｈ?Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，?ＷＨＯ）于?２０１４?年发布《Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ??ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：?Ｇｌｏｂａｌ?ｒｅｐｏｒｔ?ｏｎ?ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ》指出，在?ＷＨＯ?所有区域中，监测了关于??造成败血症、腹泻、肺炎、尿路感染和淋病等常见严重疾病的７种细菌的抗药性，??结果表明７种细菌均表现出极高的耐药性。被抗药性细菌感染的患者，治疗效果??更差，而死亡风险更高，同时也消耗了更多的医疗资源。图１４显示了?２０１３年对??选定的细菌－抗菌药物的耐药性分布情况，证明抗药性已成为全球性的新型污染物。??“一
【参考文献】：
期刊论文
[1]制药污泥的热解特性及动力学研究[J]. 王山辉,刘仁平,赵良侠. 热能动力工程. 2016(10)
[2]氯化铁/臭氧组合工艺改善活性污泥性质的研究[J]. 袁文兵,吴金苗,刘亮,王燕. 工业水处理. 2016(04)
[3]臭氧、超声与生物质组合调理污泥脱水性能研究[J]. 高雯,张凤娥,董良飞,张建琴,秦燚. 常州大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]生产过程中抗生素与抗药基因的排放特征、环境行为及控制[J]. 张昱,杨敏,王春艳,田哲. 环境化学. 2015(01)
[5]制药行业水污染环境影响评价及防治措施分析[J]. 牟真. 绿色科技. 2014(07)
[6]制药污泥好氧堆肥肥效评价[J]. 吴昊. 环境保护与循环经济. 2013(09)
[7]PAM投加量对臭氧氧化厌氧消化耦合工艺污泥脱水性的影响[J]. 王海怀,朱睿. 四川环境. 2013(01)
[8]制药行业药渣污泥干化工艺研究[J]. 刘春慧,周光. 中国环保产业. 2012(05)
[9]基于污水源热泵的污泥高温厌氧消化系统实验研究[J]. 田磊,史琳,吴静,赵鹏娟,施汉昌. 应用基础与工程科学学报. 2011(05)
[10]臭氧消毒技术研究进展[J]. 任汉文,蔡璇,朱煜,刘燕,周莹莹. 给水排水. 2011(S1)
博士论文
[1]Fe(Ⅱ/Ⅲ)对四环素类抗生素降解的影响及机制研究[D]. 王辉.北京交通大学 2016
本文编号：2922240
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２厌氧消化降解模式图??．－
自１９４０年青霉素作为第一种被发现的抗生素投入使用以来，抗生素在人类医??疗、畜禽养殖和水产养殖等方面发挥了无可替代的作用，大幅降低了传染病致死??率，延长了人类寿命，提高了养殖业生产效率［３７］。然而，自发现抗生素以来，抗??生素耐药现象就被人们所承认，１９４１年青霉素首次应用于临床，１９４２年就出现了??耐青霉素的金黄色葡萄球菌，随着抗生素不断被研发和使用，抗生素耐药性也逐??渐引起了人们的关注。??抗生素耐药（Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，?ＡＭＲ）是指细菌产生对抗生素不敏感的现??象，产生原因是细菌在自身生存过程中的一种特殊表现形式。天然抗生素是细菌??产生的次级代谢产物，用以抵御其他微生物，保护自身安全的化学物质，人类将??细菌产生的这种物质制成抗菌药物用于杀灭感染的微生物，微生物通过接触抗菌??药，改变其代谢途径或制造出相应的灭活物质抵抗抗菌药物，从而形成耐药性［３９］。??能够编码细菌耐药性机制的基因片段被称作抗药基因（Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?Ｇｅｎｅｓ，??ＡＲＧｓ），携带有抗药基因的微生物即为抗药细菌（Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?Ｂａｃｔｅｒｉａｓ，??ＡＲＢｓ）。细菌的耐药机制主要包括产生灭活酶、改变抗菌药物作用靶点、改变细??菌外膜通透性以及通过外排泵影响主动流出系统，作用机制如图１－３所示。??＾致病菌??
Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｄａｔａ?ｏｎ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｆｏｒ?ｓｅｌｅｃｔｅｄ?ｂａｃｔｅｒｉａ－ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｄｒｕｇ?ｃｏｎｂｉｎａｔｉｏｎｓ，?２０１３??世界卫生组织（Ｗｏｒｌｄ?Ｈｅａｌｔｈ?Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，?ＷＨＯ）于?２０１４?年发布《Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ??ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：?Ｇｌｏｂａｌ?ｒｅｐｏｒｔ?ｏｎ?ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ》指出，在?ＷＨＯ?所有区域中，监测了关于??造成败血症、腹泻、肺炎、尿路感染和淋病等常见严重疾病的７种细菌的抗药性，??结果表明７种细菌均表现出极高的耐药性。被抗药性细菌感染的患者，治疗效果??更差，而死亡风险更高，同时也消耗了更多的医疗资源。图１４显示了?２０１３年对??选定的细菌－抗菌药物的耐药性分布情况，证明抗药性已成为全球性的新型污染物。??“一
【参考文献】：
期刊论文
[1]制药污泥的热解特性及动力学研究[J]. 王山辉,刘仁平,赵良侠. 热能动力工程. 2016(10)
[2]氯化铁/臭氧组合工艺改善活性污泥性质的研究[J]. 袁文兵,吴金苗,刘亮,王燕. 工业水处理. 2016(04)
[3]臭氧、超声与生物质组合调理污泥脱水性能研究[J]. 高雯,张凤娥,董良飞,张建琴,秦燚. 常州大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]生产过程中抗生素与抗药基因的排放特征、环境行为及控制[J]. 张昱,杨敏,王春艳,田哲. 环境化学. 2015(01)
[5]制药行业水污染环境影响评价及防治措施分析[J]. 牟真. 绿色科技. 2014(07)
[6]制药污泥好氧堆肥肥效评价[J]. 吴昊. 环境保护与循环经济. 2013(09)
[7]PAM投加量对臭氧氧化厌氧消化耦合工艺污泥脱水性的影响[J]. 王海怀,朱睿. 四川环境. 2013(01)
[8]制药行业药渣污泥干化工艺研究[J]. 刘春慧,周光. 中国环保产业. 2012(05)
[9]基于污水源热泵的污泥高温厌氧消化系统实验研究[J]. 田磊,史琳,吴静,赵鹏娟,施汉昌. 应用基础与工程科学学报. 2011(05)
[10]臭氧消毒技术研究进展[J]. 任汉文,蔡璇,朱煜,刘燕,周莹莹. 给水排水. 2011(S1)
博士论文
[1]Fe(Ⅱ/Ⅲ)对四环素类抗生素降解的影响及机制研究[D]. 王辉.北京交通大学 2016
本文编号：2922240
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