生物煤渣處理抗生素廢水的研究.pdf

1、抗生素是人類日常生活及養(yǎng)殖中使用最為廣泛的藥物，因此也增加了進入環(huán)境中的風險性，危害人類的生命健康。并且因其使用量大，分布范圍廣，在污水處理廠、地表水、污泥、沉積物、土壤和生物樣品等多種環(huán)境介質中都能檢出，甚至在地下水和飲用水中也被檢測出來。隨著許多抗藥性微生物的出現(xiàn)，環(huán)境中抗生素污染引起了廣泛關注。因此探索水體中抗生素的高效處理技術刻不容緩。本文在篩選優(yōu)勢抗生素降解菌群的基礎上，以固體廢棄物煤渣為微生物載體，構建生物煤渣體系，探究最佳

2、降解條件。嘗試將優(yōu)勢菌群的降解性能與煤渣的固定化載體與吸附作用協(xié)同應用于抗生素廢水處理中，以期為抗生素廢水的處理以及煤渣的資源化利用提供新的方法與技術。本研究以水體中的典型抗生素氯霉素為主要目標降解物。
　　本研究主要內容包括：⑴優(yōu)勢菌群的篩選及微生物生長、降解條件的優(yōu)化。從齊魯工業(yè)大學受輕微污染的河流中的污泥中利用富集培養(yǎng)的方法成功篩選出了對氯霉素抗生素具有高效降解特性的優(yōu)勢菌群，并對其生長條件與降解條件進行了研究。結果表明，菌

3、群生長和降解試驗的優(yōu)化條件均為：光照強度為3000 lx，溫度30℃，pH=9.0， DO為微好氧狀態(tài)，最佳菌液接種量為20％。當CAP初始濃度為20 mg/L-50 mg/L，均可取得較好的降解效率。隨著CAP初始濃度增加，降解率受到抑制，該菌適應于中低濃度氯霉素的降解。⑵為了提高菌群的利用率以及對氯霉素的降解效果，構建了生物煤渣體系---即以煤渣為載體，將微生物菌群進行固定培養(yǎng)。并對固載前后的生物量的進行了檢測，利用UV-vis s

4、pectra，SEM對生物煤渣的形態(tài)特征進行了分析。研究結果表明：生物煤渣的最優(yōu)化固載條件為：煤用量在30 g/L，粒徑在10-100目之間，pH為7.0；生物煤渣效果優(yōu)于單一的游離微生物菌群以及煤渣體系。⑶為了提高生物煤渣對高濃度氯霉素廢水的降解效果，以連續(xù)強化馴化方式（5個周期的馴化），有效提高了生物煤渣的降解性能。并對固定化條件進行了探索：當煤渣用量為40 g/L，粒徑在20-100目之間，pH為7.0的情況下，100 mg/L氯

5、霉素降解效可以達到98%；處理效率明顯高于未經強化馴化的生物煤渣59.3%。結果表明，強化馴化有利于提高生物煤渣對高濃度廢水的適應性，從而提升降解性能。另外，在比較研究中發(fā)現(xiàn)，生物煤渣對另一種典型的β-內酰胺類抗生素阿莫西林同樣具有較好的效果。⑷氯霉素優(yōu)勢菌群群落分析。采用16S rDNA基因-Illumina高通量測序技術，進行細菌多樣性及群落結構與功能之間關系的研究，未經馴化的原始菌群中菌株以紅假單胞菌屬、互養(yǎng)菌屬為主，馴化后菌株主

6、要以紅假單胞菌屬、銅綠假單胞菌屬、代爾夫特菌屬、鞘氨醇單胞菌屬為優(yōu)勢菌群。⑸煤渣BET表面特性研究。由BET測定結果可知，雖然粒徑位于10-100目之間的煤渣的比表面積較小，但是其對氯霉素的處理效果最佳?？蓺w因于該粒徑的煤渣對微生物的固載效果最好，穩(wěn)定性強；而且粒徑過大或者過小都會影響體系傳質效果，從而影響菌群的生長與繁殖。該研究結果進一步表明，生物煤渣對氯霉素的降解性能，源自微生物群落與煤渣之間的協(xié)同效應，不僅僅依賴于煤渣的吸附性能。