含固率和接种比对林可霉素菌渣厌氧消化的影响

通过林可霉素菌渣的中温厌氧消化摇瓶实验,比较不同的含固率(3%、5%、8%、10%)和接种比(0.5、1、2、3)对菌渣产甲烷能力的影响,以确定菌渣厌氧消化的最优工艺条件.结果表明,在研究参数范围内,含固率越低,接种比越高,越有利于甲烷的产生;经过10d的培养,在含固率为3%、接种比为3时的工况中,菌渣的挥发性固体(VS)累计净产甲烷量最高,为106mL/g;而含固率>5%、接种比<2的工况均受到了不同程度的抑制.因此,林可霉素菌渣的厌氧消化应采用含固率<5%、接种比>2的液态发酵工艺,此条件既能保证厌氧消化不受消化产物(胺和挥发性有机酸)积累的抑制,也可以缓冲菌渣中残留林可霉素对消化微生物可能产生的抑制效应.

林可霉素菌渣堆肥抗生素抗性基因变化分析

为了研究抗生素菌渣堆肥过程中抗生素抗性基因(ARGs)的变化情况,以林可霉素菌渣-糠醛渣堆肥为研究对象,以污泥-糠醛渣堆肥为对照.运用荧光定量PCR技术检测到了堆肥过程中lnuA-01、sul1、ermA、ermB、ermC等5种林可霉素抗性基因和整合子基因intI1的变化情况.结果表明,堆肥化处理可以降解99%的林可霉素残留,两者堆肥ARGs总量绝对丰度均有较大增加,而相对丰度降低5%～22%.同时发现林可霉素菌渣堆肥有助于intI1的富集,表明林可霉素菌渣堆肥存在生态风险.冗余分析显示, ARGs变化受环境因子影响严重,影响顺序为pH值>林可霉素残留>温度>C/N.

厌氧发酵处理林可霉素菌渣的效能研究

采用厌氧发酵方式处理林可霉素菌渣,研究了温度、含固率、接种比等因素对林可霉素菌渣厌氧发酵的影响,并以单位累积净产甲烷量为标准判断林可霉素厌氧发酵的可行性及发酵程度。试验结果证实了林可霉素菌渣进行厌氧发酵的可行性,最佳条件为中温(35℃)发酵、含固率5%、接种比2。此外,采用USR反应器半连续进料方式探讨了启动阶段和运行阶段厌氧发酵工况,试验结果证明:启动阶段pH、氨氮、碱度、挥发酸均处于正常范围,运行状态良好;提高负荷运行阶段,氨氮和碱度虽有增加,但整个厌氧发酵系统仍处于较稳定的状态,且产气量也有较大增加。

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1.67 mg/g(干重),堆肥后,仅菌渣添加比例最大的堆3处理检测到0.0097 mg/g(干重)林可霉素残留。堆肥前,5个处理的种子发芽指数分别为0%、0%、0%、0%和67.89%(对照),堆肥后的种子发芽指数分别为78.49%、73.90%、70.02%、76.19%和89.81%,均已达到了基本无植物毒性的水平。实验结果表明,林可霉素菌渣与牛粪的联合堆肥产品已达到无害化和稳定化,说明堆肥是一种可行的菌渣资源化处理方法。

林可霉素菌渣堆肥微生物群落多样性分析

本试验以林可霉素菌渣-猪粪为原料、污泥-猪粪堆肥作对照,研究了林可霉素菌渣堆肥过程中残留林可霉素的降解情况,并基于Illumina Mi Seq高通量测序分析了林可霉素菌渣堆肥过程中微生物菌群的变化.结果表明:通过堆肥处理可以大幅度降解林可霉素菌渣中残留的林可霉素,经过33 d的堆肥处理后,林可霉素的残留量从最初的1 800 mg·kg-1降到483mg·kg-1,降解率高达73%.同时高通量测序结果表明,由于高含量的林可霉素残留,在堆肥初期和高温期林可霉素菌渣堆肥中细菌群落的分布丰度和多样性指数均低于污泥-猪粪堆肥,但真菌群落丰度和多样性均高于污泥-猪粪堆肥.林可霉素菌渣堆肥中细菌主要以Paucisalibacillus、Cerasibacillus、Bacillus、Virgibacillus、Ureibacillus、Paenibacillus、Sinibacillus属为主,而污泥-猪粪堆肥中主要以Truepera、Actinomadura、Pseudosphingobacterium、Pseudomonas、Luteimonas、Ureibacillus属为主,两者堆肥中微生物群落结构存在显著差异.随着堆肥进入腐熟期,林可霉素残留大幅度降解,抗生素对微生物的胁迫减小或解除,林可霉素菌渣-猪粪堆肥和污泥-猪粪堆肥相比,无论是细菌还是真菌,其微生物群落已逐渐趋同.表明堆肥处理可以大幅降解林可霉素残留,增加微生物多样性,有利于实现林可霉素菌渣无害化处理和资源化利用.

盐酸林可霉素菌渣的厌氧处理可行性静态实验研究

采用厌氧处理可行性静态实验方法,对盐酸林可霉素菌渣废水在厌氧生物处理的毒害程度方面进行实验研究,了解基本的实验参数。结果表明,在反应器内处于完全混合均匀状态时,反应器内产气的抑制程度随着废水浓度的增加而增加。当废水的SS浓度为4 756 mg/L、盐酸林可霉素浓度为116.2 mg/L时的抑制程度为34.7%,而当废水的SS浓度为7 533 mg/L、盐酸林可霉素浓度为178.9 mg/L时的抑制程度为70.9%。