申请日2018.05.29
公开(公告)日2018.11.06
IPC分类号C02F11/04
摘要
本发明公开一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，该方法具体步骤如下：1)将厌氧污泥投加到序批式反应器中，以培养基作为序批式反应器的底物，添加抗生素和纳米材料，得到混合相;2)调节反应瓶中的污泥浓度范围在28.0‑32.0g/L,再用氮气吹扫序批式反应器至无残留氧气;3)在转速为55‑70r/min、水浴温度为35±2℃的密闭条件下消化反应11‑14h;4)提取上清液;5)进行各项水质指标测试。本发明通过对污染物单一胁迫和复合胁迫下污泥厌氧消化的产甲烷量的影响，更进一步的贴近污水处理厂中的实际情况，更具有指导意义。
权利要求书
1.一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：
1)将厌氧污泥投加到序批式反应器中，以培养基作为序批式反应器的底物，添加抗生素和纳米材料，得到混合相;
2)调节反应瓶中的污泥浓度范围在28.0-32.0g/L,再用氮气吹扫序批式反应器至无残留氧气;
3)在转速为55-70r/min、水浴温度为35±2℃的密闭条件下消化反应11-14h;
4)提取上清液;
5)进行各项水质指标测试。
2.根据权利要求1所述的一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，所述步骤1)中抗生素选自以喹诺酮类的环丙沙星、大环内酯类的克拉霉素、阿奇霉素中的任意一种、两种或三种。
3.根据权利要求1所述的一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，所述步骤1)中抗生素浓度为0.3-15mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，所述步骤1)中纳米材料选择纳米氧化锌(n-ZnO)，商品级纳米氧化锌的尺寸为90nm。
5.根据权利要求1所述的一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，所述步骤1)中纳米材料浓度为0.5-1000mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，所述步骤1)中混合相中纳米氧化锌溶液通过超声分散的方式制备，溶液中的纳米氧化锌尺寸为110.0-130.0nm。
7.根据权利要求1所述的一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，所述步骤1)中培养基的配制参考标准ISO13641-1，最终反应瓶中葡萄糖、营养肉汤、酵母的浓度均为1.8-2.2g/L。
8.根据权利要求1所述的一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，所述步骤4)中水质指标测试：采用蒽酮比色法测定碳水化合物，采用福林酚法测定蛋白质。
9.根据权利要求1所述的一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，其特征在于，采用全自动甲烷测试系统进行消化条件的精确控制和产甲烷量的精确计量。
说明书
一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法
技术领域
本发明属于固废资源化领域，具体涉及一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法。
背景技术
新兴污染物主要包括抗生素、消炎药、中枢兴奋药等常见药用化合物以及护肤品、化妆品、洗涤剂等日常护理用品。随着这种物质被广泛使用，它们在环境中不断累积，并随污水汇集到城市污水处理厂中。在污水生物处理的过程中，污泥主要通过吸附和生物降解来去除这些污染物。抗生素和纳米颗粒作为典型新兴污染物，经常在污泥中被检出，虽然浓度很低，但容易在污泥中富集，其潜在和长期的影响不容忽视。如何处理这些聚积了大量污染物的剩余污泥至关重要。污泥厌氧消化是一种污泥减量化、无害化、资源化的有效途径。
污泥厌氧消化主要包括水解酸化、产乙酸、产甲烷三个阶段，各阶段相互影响，连续进行，是由水解菌、产氢产乙酸菌、氢产甲烷菌和乙酸产甲烷菌为主的微生物对复杂的有机物进行降解，经过一系列的生化反应生成甲烷的过程。碳水化合物及蛋白质等大分子有机物首先会在水解酸化菌的作用下分解为葡萄糖和氨基酸，进一步在产氢产乙酸菌的作用下将小分子物质转化为氢气和挥发性有机酸，最后由氢产甲烷菌和乙酸产甲烷菌以氢气或乙酸为底物生成甲烷、二氧化碳及小部分其它气体。大量的研究认为，抗生素和纳米颗粒会对污泥厌氧消化的效果产生负面效果，如水解酸化受到抑制、挥发性有机酸产生累积，最终导致产甲烷量降低。
目前关于抗生素和纳米颗粒单独存在时对污泥厌氧消化的影响研究已经很多，但在实际情况中，更多情况下是多种污染物同时存在，抗生素和纳米颗粒之间的复合作用效果仍然需要进一步探讨。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，比较单一污染物和复合污染物胁迫下对污泥厌氧消化的影响，同时控制消化时间，研究复合污染物的作用机理。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种新兴污染物对污泥厌氧消化复合作用效果的实验方法，该方法具体步骤如下：
1)将厌氧污泥投加到序批式反应器中，以培养基作为序批式反应器的底物，添加抗生素和纳米材料，得到混合相;
2)调节反应瓶中的污泥浓度范围在28.0-32.0g/L,再用氮气吹扫序批式反应器至无残留氧气;
3)在转速为55-70r/min、水浴温度为35±2℃的密闭条件下消化反应11-14h;4)提取上清液;
5)进行各项水质指标测试。
本发明步骤1)中抗生素选自以喹诺酮类的环丙沙星、大环内酯类的克拉霉素、阿奇霉素中的任意一种、两种或三种。
本发明步骤1)中抗生素浓度为0.3-15mg/L。
本发明步骤1)中纳米材料选择纳米氧化锌(n-ZnO)，商品级纳米氧化锌的尺寸为90nm。
本发明步骤1)中纳米材料浓度为0.5-1000mg/L。
本发明步骤1)中混合相中纳米氧化锌溶液通过超声分散的方式制备，溶液中的纳米氧化锌尺寸为110.0-130.0nm。
本发明步骤1)中培养基的配制参考标准ISO13641-1，最终反应瓶中葡萄糖、营养肉汤、酵母的浓度均为1.8-2.2g/L。
本发明步骤4)中水质指标测试：采用蒽酮比色法测定碳水化合物，采用福林酚法测定蛋白质。
本发明采用全自动甲烷测试系统进行消化条件的精确控制和产甲烷量的精确计量。
本发明的有益效果是：
1)本发明通过对污染物单一胁迫和复合胁迫下污泥厌氧消化的产甲烷量的影响，更进一步的贴近污水处理厂中的实际情况，更具有指导意义;
2)本发明通过观察36小时内产甲烷量的变化，发现在短期的11-14小时内复合污染胁迫对污泥厌氧消化产甲烷的影响最为显著，进一步对11-14小时内的碳水化和蛋白质降解情况进行测定可以研究复合污染物对污泥厌氧消化水解酸化过程的影响;
3)采用全自动甲烷测试系统进行消化条件的精确控制和产甲烷量的精确计量。
