一种改性缓流水体沉积物耦合驯化禽畜粪便生物复合物吸附降解水环境中四环素的方法技术

一种改性缓流水体沉积物耦合驯化禽畜粪便生物复合物吸附降解水环境中四环素的方法，收集缓流水体沉积物、洗涤过滤、冷冻干燥、粉碎、改性处理、驯化禽畜粪便污水和改性缓流水体沉积物与驯化禽畜粪便生物复合物的混合物吸附降解四环素。本发明专利技术使用更加耐冲击负荷的悬浮填料SBR反应器，对含有四环素的禽畜废水进行厌氧

【技术实现步骤摘要】
一种改性缓流水体沉积物耦合驯化禽畜粪便生物复合物吸附降解水环境中四环素的方法


[0001]本专利技术涉及一种改性缓流水体沉积物耦合驯化禽畜粪便生物复合物吸附降解水环境中四环素的方法，属于污水处理


技术介绍

[0002]四环素类抗生素是20世纪40年代发现的一类具有菲烷母核的广谱抗生素，该类抗生素广泛应用于革兰阳性和阴性细菌、细胞内支原体、衣原体和立克次氏体引起的感染。此外，包括美国在内的一些国家，四环素还被大量用作生长促进剂投喂给动物。据研究发现，四环素中只有很小一部分可以在人体和动物体内被代谢或者吸收，其余大部分都在排泄物中释放，这导致了市政污水厂、土壤和沉积物、地表水、地下水中均能够检测到四环素的残留。抗生素在人体内不断地积累，会导致人类在未来对其产生耐药性，这种危害是无法估量的，同时水环境中抗生素的存在也会阻碍水资源的重复利用，故而水环境中抗生素的去除问题已逐渐被国内外专家列为重要的环境问题。
[0003]水体沉积物是水体中沉降下来的物质总称，其主要组成成分是动植物遗骸、沉垢、污泥等，主要是陆地岩石风化、水动力作用等诸多自然作用的共同结果。水体沉积物中包含大量的各种自然胶体，包括无机胶体和有机胶体，对水环境中的有机质、矿物质等具有吸附作用。因此，水体沉积物已被作为一种环保吸附材料广泛用于水环境中污染物的去除。
[0004]普通水体流动比较频繁，不利于沉积物的堆积；少量沉积物为非常容易沉积的物质，从而普通水体沉积物的成分较为单一，吸附作用有限。缓流水体，即流动较缓的水体，通常是指湖泊、水库、池塘、某些河流水体和海湾等封闭性或者半封闭性的水体等，其特点是流动性小、置换速度缓慢、复氧能力差和自净能力弱等。缓流水体自身没有大范围的冲刷，不会影响沉积物的生成。有报道称，缓流水体沉积物与普通水体沉积物的区别主要是成分不同，缓流水体沉积物的成分相对复杂，吸附作用往往更加突出。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种改性缓流水体沉积物耦合驯化禽畜粪便生物复合物吸附降解水环境中四环素的方法。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案是：一种改性缓流水体沉积物耦合驯化禽畜粪便生物复合物吸附降解水环境中四环素的方法，包括下列步骤：步骤1：收集得到缓流水体中的沉积物；步骤2：对沉积物进行清洗，然后再将清洗后的沉积物与其5
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20倍质量的水混合，放入超声波频率25
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35KHz、功率密度为0.25
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0.50w/cm2超声波环境中，超声处理5
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10min；接着离心去除上清液，收集沉淀；步骤3：对沉淀进行干燥，得到干燥后的沉积物；步骤4：对干燥后的沉积物进行粉碎，得到沉积物粉末；
步骤5：将沉积物粉末加入由盐酸和硫酸组成的混合溶液中，室温条件下搅拌1.5
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2.5h，然后用去离子水洗涤至pH值为7.0
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7.5，得到改性样品，干燥后得到改性缓流水体沉积物；步骤6：将禽畜养殖场的粪便加入含有填料的SBR反应器中，前期进水为不含抗生素的污水，等到出水的COD和氨氮保持稳定后，将进水改为含有四环素的禽畜粪便污水，运行周期6
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12个小时，每个周期进水、好氧、缺氧、沉淀、出水分别为0.2
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0.3 h、3.5
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4.5h、2
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3h、0.4
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0.6h、0.2
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0.3h，一共驯化25
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35天，取出填料，用无菌水冲洗填料，然后刮下并收集填料上的生物膜，按照质量比8
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12：1将SBR反应器内的驯化后的污泥与生物膜混合得到复合物；步骤7：将步骤5得到的改性缓流水体沉积物与步骤6得到的复合物按照3
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5：1的质量比例进行混合，然后投放至待处理的污水中以对四环素进行吸附降解。
[0007]优选的技术方案为：步骤1中，所述缓流水体为水体流速小于或等于0.1m/s的淡水湖泊、河湾、水库；沉积物取自缓流水体的岸埂上，取样水深为0cm
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20cm。
[0008]优选的技术方案为：步骤2中，离心的速度为3000
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5000r/min，时间为2
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5min。
[0009]优选的技术方案为：步骤3中，将沉淀采用真空表压为
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0.09~
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0.10Mpa、温度
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60~
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30℃的真空冷冻干燥处理至恒重，得到干燥后的沉积物。
[0010]优选的技术方案为：步骤5中，盐酸和硫酸的浓度均为1mol/L，两者之间的体积比为1：1；真空冷冻的真空表压为
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0.09~
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0.10Mpa、温度
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60~
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30℃。
[0011]优选的技术方案为：步骤7中，投放的混合物是待处理的污水中含有的四环素质量的80
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120倍，待处理的污水的pH值为5.8
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6.2，吸附时间为8
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10h，降解时间为14
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18d。
[0012]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有的优点是：本专利技术使用更加耐冲击负荷的悬浮填料SBR反应器，对含有四环素的禽畜废水进行厌氧
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好氧交替驯化，最后收集填料上附着的微生物以及驯化污泥，与改性后的缓流沉积物进行混合后来处理水环境中的四环素，通过吸附和降解作用，实现四环素的无害化处理。
附图说明
[0013]图1为改性缓流水体沉积物与驯化禽畜粪便生物复合物的混合物吸附四环素前后的红外光谱图。
[0014]图2为缓流水体沉积物的低倍率（a）和高倍率（b）SEM图。
[0015]图3为改性缓流水体沉积物的低倍率（a）和高倍率（b）SEM图。
[0016]图4为缓流水体沉积物与驯化禽畜粪便生物复合物混合物及其改性条件下缓流水体沉积物与驯化禽畜粪便生物复合物混合物对四环素吸附的动力学曲线。
[0017]图5改性条件下缓流水体沉积物与驯化禽畜粪便生物复合物混合物对四环素的降解附效果对比图。
[0018]图6为改性条件下缓流水体沉积物与驯化禽畜粪便生物复合物混合物对四环素的降解降解曲线。
具体实施方式
[0019]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本实施
例所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0020]请参阅图1
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6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整。提供以下实施例以便更好地理解本专利技术，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性缓流水体沉积物耦合驯化禽畜粪便生物复合物吸附降解水环境中四环素的方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤1：收集得到缓流水体中的沉积物；步骤2：对沉积物进行清洗，然后再将清洗后的沉积物与其5
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20倍质量的水混合，放入超声波频率25
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35KHz、功率密度为0.25
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0.50w/cm2超声波环境中，超声处理5
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10min；接着离心去除上清液，收集沉淀；步骤3：对沉淀进行干燥，得到干燥后的沉积物；步骤4：对干燥后的沉积物进行粉碎，得到沉积物粉末；步骤5：将沉积物粉末加入由盐酸和硫酸组成的混合溶液中，室温条件下搅拌1.5
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2.5h，然后用去离子水洗涤至pH值为7.0
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7.5，得到改性样品，干燥后得到改性缓流水体沉积物；步骤6：将禽畜养殖场的粪便加入含有填料的SBR反应器中，前期进水为不含抗生素的污水，等到出水的COD和氨氮保持稳定后，将进水改为含有四环素的禽畜粪便污水，运行周期6
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12个小时，每个周期进水、好氧、缺氧、沉淀、出水分别为0.2
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0.3 h、3.5
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4.5h、2
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3h、0.4
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0.6h、0.2
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0.3h，一共驯化25
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35天，取出填料，用无菌水冲洗填料，然后刮下并收集填料上的生物膜，按照质量比8
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12：1将SBR反应器内的驯化后的污泥与生物膜混合得到复合物；步骤7：将步骤5得到的改性缓流水体沉积物与步骤6得到的复合物按照3
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5：1的质量比例进行混合，然后投放至待处理的污水中以对四...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨英，肖卓，王健伟，吴晓磊，储明，王翔翔，唐义，胡雪，袁宇杰，王吉龙，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：