一种促进剩余污泥中环丙沙星厌氧降解的方法技术

本发明专利技术属于环境保护难降解抗生素污染处理技术领域，涉及一种促进剩余污泥中环丙沙星厌氧降解的方法，其具体方法包括以下步骤：将含有环丙沙星的剩余污泥装入厌氧反应器中，向反应器中加入生物表面活性剂和过氧化钙，搅拌使反应器中物质混合均匀，同时控制发酵温度。本发明专利技术可以有效地促进污泥中环丙沙星的降解，缓解环丙沙星对环境的污染，为剩余污泥经厌氧处理后进行土地利用奠定基础，同时对如何高效去除剩余污泥中其它抗生素类污染物具有积极的指导和借鉴意义。

【技术实现步骤摘要】
一种促进剩余污泥中环丙沙星厌氧降解的方法
本专利技术主要涉及到固体废物处理
，特指一种促进剩余污泥中环丙沙星厌氧降解的方法。技术背景目前抗生素环丙沙星是一类重要的新型污染物。环丙沙星是第三代喹诺酮类抗菌药物，具有广谱抗菌活性，杀菌效果好等点，对很多种细菌均具有良好的抗菌作用。作为一种常见药物得到广泛的使用。由于抗生素环丙沙星在人体、牲畜体内的代谢量有限，很大一部分被人体以排泄物的方式排出体外时并未被有效降解，而且没有经过代谢的的环丙沙星大多进入城市排水系统并最终进入城市污水处理系统。有文献表明，在城市污水厂的进水、出水以及剩余污泥中均检测到环丙沙星，被污泥所吸附的环丙沙星会随剩余污泥排出，部分会以肥料的形式进入土壤，其余的可能经过处理后进行填埋处理。尽管环丙沙星在环境中的浓度较低，但我国每年的剩余污泥产量巨大，截止到2013年底，污泥产量高达3000万吨(以80％的含水率)，对于剩余污泥的处理，污泥厌氧消化预处理后进行土地利用是很多国家地区采用的一种技术手段，但是环丙沙星在自然环境中很难降解，同时其在环境中长时间积累，会使环境中的生物体产生耐药性，同时会产生抗性基因。因此促进剩余污泥中的环丙沙星有效降解对于控制其潜在污染，确保剩余污泥被安全利用具有重要意义。过氧化钙能够缓慢释氧，无毒无害，在建筑、化工、水处理等方面都有应用。在酸性条件下能够产生H2O2，Fe2+存在下可以释放高活性、氧化性很强的羟基自由基(·OH)，是一种类Fenton反应。因此其具有强氧化性，可促进有机物质的分解。烷基糖苷(简称APG)，是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，是一种性能安全的新型非离子表面活性剂，具有良好的表面活性、良好的生态安全和相容性，是公认的“绿色”功能性表面活性剂。生物表面活性剂APG能够促进污泥溶出，进而促进被污泥所吸附的环丙沙星的释放，从而增加过氧化钙、微生物与环丙沙星的接触机会，利用过氧化钙的强阳性与微生物的生物降解能力促进环丙沙星的降解。目前还未有利用过氧化钙和生物表面活性剂促进污泥中环丙沙星的降解的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种促进剩余污泥中环丙沙星厌氧降解方法，实现环丙沙星的高效降解，为剩余污泥经厌氧处理后进行土地利用奠定基础。1.一种促进剩余污泥厌氧发酵对抗生素环丙沙星降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有环丙沙星的剩余污泥加入到厌氧反应器中，向其中投加生物表面活性剂和过氧化钙，控制发酵过程pH为碱性，搅拌使反应器中物质混合均匀，整个反应过程控制反应温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤中污泥取自环丙沙星制药厂区污水处理厂中二沉池排出的污泥。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述步骤中污泥置于4℃培养箱中自然沉淀24h后，去掉上清液得到所述剩余污泥。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤中生物表面活性剂为APG.5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤中过氧化钙投加量为0.05～0.35g/gTSS；优选投加量为0.10～0.20g/gTSS。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤中生物表面活性剂添加量为0.1～0.5g/gTSS；优选投加量为0.2～0.4g/gTSS。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤中厌氧发酵整个过程的pH控制为8.5～11.0；优选pH值为9.5～10.5。8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤中厌氧发酵的温度为25～45℃，发酵周期为8-15天；优选运行时间为10天。9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤厌氧发酵的搅拌转速为105～125r/min；优选搅拌速度为115r/min。10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤厌氧发酵开始之前反应器进行通氮气操作，确保反应器处于厌氧。过氧化钙用量与污泥干重的优选比值范围为(0.10～0.20)：1，经过试验发现，当过氧化钙投加量与污泥干重的比值超过0.2:1时，会抑制污泥厌氧发酵产酸的过程。因此考虑到污泥厌氧发酵过程的生物活性，本专利技术所采用的用量比值是0.10～0.20：1。生物表面活性剂用量与污泥干重的优选比值范围为(0.2～0.4)：1，虽然所述表面活性剂用量与污泥干重的比值在(0.1～0.5)：1的范围内都能促进污泥厌氧发酵过程中对难降解物质环丙沙星的降解效率。但是考虑成本与效率的关系，本专利技术所采用的用量比值是0.2～0.4：1。本专利技术利用过氧化钙与生物表面活性剂促进污泥厌氧发酵过程中污泥中环丙沙星的降解的机理如下：环丙沙星在污泥厌氧发酵过程中难降解的一个重要原因是其作为合成的第三代喹诺酮类抗菌药物，具广谱抗菌活性，杀菌效果好，几乎对所有细菌的抗菌活性均有较强的抑制作用，同时环丙沙星在剩余污泥中被吸附在污泥的表面，很难释放到发酵液中，亦有更少的机会被降解。因此，将环丙沙星从剩余污泥中解吸附、释放到发酵液中，并利用过氧化钙的强氧化性降解环丙沙星是提高环丙沙星的降解率的有效方法。本专利技术具有如下优点：1.污泥碱性发酵过程中，利用生物表面活性剂APG提高剩余污泥中环丙沙星解吸附，增加环丙沙星释放到发酵液中量。同时APG不仅具有增溶作用，而且在环境中容易被微生物降解，不会产生二次污染。2.过氧化钙属于强氧化剂，具有强大的降解能力，对环丙沙星具有良好的降解小伙，对如何高效去除污泥中其它抗生素类污染物具有重要的指导和借鉴意义。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为实施例1中促进厌氧发酵过程环丙沙星的降解示意图。具体实施例以下结合具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。具体实施方式下面结合图1：促进厌氧发酵过程环丙沙星的降解示意图及实例进一步说明本专利技术。以下实施例中所使用的仪器和材料均为市售。本专利技术下述实例中选取含环丙沙星的污泥样品取自某制药厂附近的污水厂来说明本专利技术所达到的效果。在通常条件下厌氧反应器运行时间的延长能够提高降解效果，但同时也会增加运行成本，运行时间短则会降低降解效果，综合环丙沙星的特点等因素，本专利技术下述实施例选择厌氧反应器的运行时间为10天。实施例1：将含环丙沙星样品加入至容积为1000ml的厌氧反应器锥形瓶中，将反应器pH调至9.5，充氮气实现厌氧环境，密封反应器，厌氧发酵10天，厌氧发酵的的搅拌转速为115r/min，控制厌氧反应器温度为35±0.5℃。通过碱性处理和厌氧反应器中丰富的微生物作用，降解污泥中的环丙沙星。环丙沙星降解效率为28.3％。实施例2：将含环丙沙星样品加入至容积为1000ml的厌氧反应器锥形瓶中，将反应器pH调至10.5，充氮气实现厌氧环境，密封反应器，厌氧发酵10天，厌氧发酵的的搅拌转速为115r/min，控制厌氧反应器温度为35±0.5℃。通过碱性处理和厌氧反应器中丰富的微生物作用，降解污泥中的环丙沙星。环丙沙星降解效率为36.8％。实施例3：将含环丙沙星样品加入至容积为1000ml的厌氧反应器锥形瓶中，将反应器pH调至10，并向反应器中按0.1g/gTSS的浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种促进剩余污泥厌氧发酵对抗生素环丙沙星降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有环丙沙星的剩余污泥加入到厌氧反应器中，向其中投加生物表面活性剂和过氧化钙，控制发酵过程pH为碱性，搅拌使反应器中物质混合均匀，整个反应过程控制反应温度。

【技术特征摘要】
1.一种促进剩余污泥厌氧发酵对抗生素环丙沙星降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有环丙沙星的剩余污泥加入到厌氧反应器中，向其中投加生物表面活性剂和过氧化钙，控制发酵过程pH为碱性，搅拌使反应器中物质混合均匀，整个反应过程控制反应温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤中污泥取自环丙沙星制药厂区污水处理厂中二沉池排出的污泥。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述步骤中污泥置于4℃培养箱中自然沉淀24h后，去掉上清液得到所述剩余污泥。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤中生物表面活性剂为APG。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤中过氧化钙投加量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐秋翔，李小明，王冬波，杨麒，曾光明，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43