鸟粪石法回收养殖废水中氮磷及其生物安全研究

摘要

养殖废水中不但含有高浓度的悬浮物(SS)和有机物，还含有高浓度的氮磷等营养物质。Cu2+、Zn2+和抗生素常被用于畜禽养殖中，大部分被排出体外，进入畜禽粪便和养殖废水中，可能会对生物多样性和生态环境产生不利影响。磷酸铵镁（鸟粪石）沉淀法可以同时回收废水中的氮和磷，废水中SS对鸟粪石生成的影响、以及废水中的重金属、抗生素和抗性基因在鸟粪石沉淀过程中的沉积情况尚不清楚。本论文探究了养殖废水中高SS对鸟粪石结晶过程的影响以及回收鸟粪石中重金属及抗生素抗性基因(ARGs)的沉积规律。具体结论如下:
　　(1)探究了pH和N∶P∶Mg对鸟粪石结晶法回收高SS养殖废水中氮磷的影响。结果表明，污染物的去除率随着pH和P∶Mg相对于N的摩尔比的增加而上升，当pH从7.5增加到10.0时，NH4+-N和PO43--p的回收率均增加，最高分别达71％和85％。高SS对鸟粪石沉淀法回收废水中氮磷有一定的抑制作用，通过絮凝预处理去除SS后，可以提高6％的NH4+-N回收率、20％的SS去除率和10％的TCOD去除率。
　　(2)探究了金属离子在鸟粪石结晶法回收氮磷过程中的沉积变化。结果表明，不同pH和N∶P∶Mg下鸟粪石结晶沉淀中金属离子的含量变化较大，pH10时，Na、K和Ca的含量突然增大为pH9.5时的1～3倍，Cu和Zn的最高浓度分别达130mg·kg-1和400mg·kg-1。絮凝对金属离子的去除效果较差，NaOH做助凝剂可以使鸟粪石沉淀中的金属离子含量降低一倍左右，Cu和Zn含量可降至53mg·kg-1和185mg·kg-1。
　　(3)探究了ARGs在鸟粪石结晶法回收氮磷过程中的沉积规律。结果表明，鸟粪石沉淀产物中ARGs浓度随着pH增大而增大，鸟粪石沉淀物中各目标ARGs的含量增加5～10倍，与养殖废水中的浓度相比，则增加了2～3个数量级，达1.0E+07～1.0E+12copies·g-1。当P∶Mg相对于N的摩尔比从1∶0.7∶0.7增到1∶1.1∶1.1，鸟粪石沉淀物中ARGs含量增加了0.5～1个数量级。PAC絮凝可以使废水中tetW和sulI的浓度降低1～2个数量级。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外相关研究现状

1．2．1 养殖废水处理方法

1．2．2 鸟粪石结晶工艺

1．3 研究的目的及主要内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

第二章 不同因素对鸟粪石法回收高SS养殖废水中氮磷的影响研究

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 养殖废水的成分

2．2．2 实验方法

2．2．3 分析方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 鸟粪石法回收高SS废水中氮磷

2．3．2 乌粪石法联合絮凝回收氮磷

2．3．3 鸟粪石沉淀的表征

2．4 本章小结

第三章 养殖废水中回收鸟粪石中的金属沉积研究

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 养殖废水中金属离子浓度

3．2．2 试验方法

3．2．3 分析方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 pH对鸟粪石沉淀物中金属浓度的影响

3．3．2 N：P：Mg对鸟粪石沉淀物中金属浓度的影响

3．3．3 预处理方法对乌粪石沉淀物中金属浓度的影响

3．4 本章小结

第四章 养殖废水中回收鸟粪石的抗性基因沉积研究

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 DNA提取和养殖废水中AR6s浓度

4．2．2 实验方法

4．2．3 DNA的定量PCR

4．3 结果与讨论

4．3．1 pH对鸟粪石沉淀物中ARGs的影响

4．3．2 N：P：Mg对乌粪石沉淀物中ARGs的影响

4．3．3 絮凝对鸟粪石沉淀物中ARGs的影响

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况