污泥堆肥过程中磺胺甲恶唑（SMX）降解特性及影响因素的研究

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1、论文分类号：２学校代码：１０７０８＾学号：１５０３０４０浼焱＃技大ｆ？ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳｉＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ４ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文Ｔ＇ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ污泥堆肥过程中磺胺甲恶唑（ＳＭＸ）降解特性及影响因素的研究封香香指导教师姓名：丁绍兰教授藤原拓教授学科名称：环境工程论文提交日期：２０１８年３月论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学申请工学硕士学位论文论文题目：污泥堆肥过程中磺胺甲恶唑（SMX）降解特性及影响因素

2、的研究学科门类：工学一级学科：环境科学与工程培养单位：环境科学与工程学院硕士生：封香香导师：丁绍兰教授藤原拓教授2018年5月DegradationCharacteristicsofSulfamethoxazole(SMX)andInfluencingFactorsduringCompostingofSewageSludgeAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofE

3、ngineeringScienceByXiangxiangFengSupervisor:Prof.Shao-lanDingProf.TakuFujiwaraMay,2018污泥堆肥过程中磺胺甲恶唑（SMX）降解特性及影响因素的研究摘要近年来，环境中监测到的药物引起的生态效应引起了人们的高度关注，污水处理厂是药物的重要污染源之一，据报道，多种类型的危险性药物在污水生物处理过程中被活性污泥吸附。如果将污泥作为肥料应用于农业土壤，污泥中的药物将会导致食物，土壤和地下水等环境污染，因此污泥中危险性药物的处理刻不容缓。堆肥是污泥中生物质利用的常用技术。堆肥过程可在

4、降低风险的情况下有效去除污泥中的药物，将可生物降解的废物转变成富含营养物质的堆肥产品，用作肥料或土壤改良剂。为了确保施用于农田的堆肥产物的安全性，必须分析和确定堆肥过程中药物去除的机理及其影响因素。在本研究中，以污泥和干木屑的混合物作为堆肥材料，使用试验室规模的堆肥反应器进行强制充气堆肥，对堆肥过程中污泥中经常监测到的一种抗生素——磺胺甲恶唑（SMX）的降解进行了一系列研究。1)用超声波萃取法提取污泥中的SMX，比较了不同操作条件下污泥中SMX的回收率，确定最佳操作条件。结果发现当超声破碎功率为562.5W、超声处理时间为10min时，污泥中SMX的回收

5、率最高，可达92.19%。在固相萃取纯化步骤，将从固相萃取柱洗脱下的溶液直接用超纯水定容，其SMX的回收率高于将洗脱溶液先在氮气流下干燥浓缩，再进行重构时的回收率。2)将堆肥过程的温度控制在30℃，研究了堆肥过程中SMX的降解特性。观察到在30℃的温度和1.7mL/min/gTS的供气条件下，随着有机物的活性降解，堆肥材料中的SMX浓度迅速下降，在堆肥第二天结束时，SMX的去除率达到了80%以上。这表明好氧堆肥过程可以有效去除污泥中的SMX。3)对污泥进行高温灭菌处理，考察堆肥初始阶段污泥中微生物对SMX降解的作用。将污水处理厂的脱水污泥在121℃条件下

6、高温灭I菌处理后再进行堆肥。结果发现高温灭菌处理后，污泥中SMX的降解速率明显下降。30℃条件下，在堆肥前两天，未经高温灭菌处理的试验中，用一级动力学反应方程计算得堆肥初期SMX的降解速率为0.7423d-1，而污泥经过高温灭菌处理后的试验中SMX降解速率为0.1579d-1。45℃条件下，未经高温灭菌处理的试验中堆肥初始阶段SMX的降解速率为0.9364d-1，而经过灭菌处理的试验中相应值为0.1931d-1。这表明污泥中的微生物对堆肥过程中SMX的降解有重要作用。4)进行了不同温度条件（30℃，45℃，60℃）下的堆肥试验，研究了温度对堆肥过程中SM

7、X降解的影响。发现随着温度的升高，SMX的降解速率也随之升高。60℃条件下，污泥中SMX的降解速率最大，45℃次之，30℃最小。由此可得堆肥温度对堆肥过程中SMX的降解速率有显著影响。关键词：磺胺甲恶唑，污泥，堆肥，降解特性IIDegradationCharacteristicsofSulfamethoxazole(SMX)andInfluencingFactorsduringCompostingofSewageSludgeABSTRACTInrecentyears,ecologicaleffectscausedbypharmaceuticalsdete

8、ctedintheenvironmenthaveraisedmuchconcer