結題報告內(nèi)容part

1、一、1.1.1研究背景畜禽廢水畜禽廢水的歷史據(jù)考古資料顯示,世界上最早發(fā)展畜禽養(yǎng)殖業(yè)的國家之一。在古代的中國，對野生動物的馴化始于距今 1 萬年前左右的中石器時代初1。中國進入新世紀以來，畜牧業(yè)的發(fā)展更是取得了卓越的成就。隨著惠農(nóng)政策的實施，在近幾年來，畜牧業(yè)呈現(xiàn)出加快發(fā)展勢頭，畜牧業(yè)發(fā)展方式發(fā)生積極轉(zhuǎn)變，向規(guī)模化、標準化、和區(qū)域化。目前畜牧業(yè)產(chǎn)值已占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的 34%，在某些畜牧業(yè)發(fā)達的地區(qū)，畜牧業(yè)收入已占當?shù)剞r(nóng)民收入的 40%以上2。根據(jù)糧農(nóng)組織 2010 年的統(tǒng)計資料顯示，我國畜禽總數(shù)龐大。其中生豬存欄數(shù)為 5.23 億頭，占世界存欄總數(shù)的 50.9%,位居世界第一；綿羊 2.19 億

2、只，占世界存欄總數(shù)的 18.73%，居世界第一；2.46 億只，占世界存欄總數(shù)的 25.15%，居世界第一；牛 1.89億頭，占世界存欄總數(shù)的 9.21%，居世界第三。肉類總產(chǎn)量達 10845 萬噸，禽蛋（不含雞蛋）產(chǎn)量 8843.6 萬噸，雞蛋產(chǎn)量 3578.6 萬噸，奶類為 3785 萬噸，其中肉類產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 30%，禽蛋產(chǎn)量占百 80%，雞蛋產(chǎn)量占 40%，奶類產(chǎn)量占 5%。截止目前為止，我國人均肉類占有量已超過世界平均水平，禽蛋占有量已經(jīng)近似于發(fā)達國家的水平，但是，奶類人均占有量僅為世界平均水平的 1/13。從以上數(shù)據(jù)可看出我國畜牧業(yè)的發(fā)展水平在十取得了飛速發(fā)展2。 可見，畜牧

3、業(yè)已經(jīng)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中最活躍的增長點和主要的支柱產(chǎn)業(yè)。而與此同時，城市畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為或正在成為與生活污水、工業(yè)廢水相當甚至更大的污染源3。尋求一條工藝可靠、運行穩(wěn)定、效率高的處理工藝是解決畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中當務之急。對目前的畜禽養(yǎng)殖廢水處理工藝來說僅去除有機物己比較成熟，但是對氮(特別是氨氮)的去除卻還沒能夠有經(jīng)濟有效的處理方法，從而導致排放的畜禽養(yǎng)殖廢水含氮量嚴重，含氮化合物進入受納水體，不斷積累，使水體環(huán)境收到嚴重的污染。 從近年我國的環(huán)境質(zhì)量公報看出，我國水體主要污染物為有機物和氨氮，這類污染物質(zhì)的產(chǎn)生進一步加劇了我國水的，并嚴重制約了可持續(xù)發(fā)展的實施，從長期制約了經(jīng)濟發(fā)展。因此，尋求一種

4、有效除去畜禽廢水中氨氮的處理工藝對解決我國目前水體氮污染嚴重有著非常重要的意義4-5。畜禽廢水污染不僅僅是畜牧業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)的嚴重問題，同樣也是發(fā)展中國家和地區(qū)的重要問題，尤其是對于畜牧業(yè)發(fā)展較快、6-7。密度較高的國家和地區(qū)更大1.2. 畜禽廢水的組成畜禽廢水主要是由糞便尿液、飼料殘渣、夾雜糞便以及圈舍沖洗水組成，而其中畜禽圈舍沖洗水以及糞便尿液占絕大了部分氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，污染負荷較高。處理的畜禽廢水中的有機污染物質(zhì)以及中國現(xiàn)代化的畜牧生產(chǎn)是伴隨著解決城市居民、奶、蛋供應等問題而提出和發(fā)展起來，過去的畜牧養(yǎng)殖業(yè)以農(nóng)家畜牧分散養(yǎng)殖為主的方式已得到很大的改善，現(xiàn)代化規(guī)?；s化的養(yǎng)殖場生產(chǎn)已經(jīng)

5、占主要地位，大中型養(yǎng)殖場也主要分布于密集的沿海地區(qū)，以及主要集中分布在大中城市與農(nóng)村的結合地帶。這不僅制約了現(xiàn)代化封閉型的規(guī)?；B(yǎng)殖技術，也影響了我國城市的畜禽業(yè)向優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展的道路，同時產(chǎn)生嚴重的環(huán)境問題。由于環(huán)境不健全以及，絕大多數(shù)小型養(yǎng)殖場和散養(yǎng)戶在建場初期沒有考慮畜禽廢物處理，畜禽排放的大量糞便與養(yǎng)殖場產(chǎn)生的大量廢水，大多妥善處理而直接排放，對周圍環(huán)境造成了嚴重的污染，產(chǎn)生極其不良影響。同時隨著我國畜牧業(yè)的發(fā)快速發(fā)展，每年畜禽廢水的產(chǎn)生量均呈上升趨勢。畜禽廢水通過糞坑滲入，使水受到了嚴重污染，特別是糞便尿液中所含大量的含氮化合物通過土壤微生物作用，經(jīng)過氨化、硝化等生物化學反應過程轉(zhuǎn)化成

6、為 NH3+-N、NO2-N、NO3-N 等滲入水，致使水中硝酸鹽含量增高，而當作為城市供水的水源時，不僅影響供水水質(zhì)增加制水成本，而且破壞了飲水的安全。1.3 畜禽廢水中抗生素的使用畜禽廢水中的抗生素也是殘留不可忽視的一個污染就能夠抑制或影響生物機能的化合物， 它的本身對?？股厥且环N在極低的濃度下細胞并無害處， 但是會使病原細胞產(chǎn)生抗藥性， 從而失去其功效。 抗生素的功能就是促進或者抑制或者動物的某項生理功能，進入水環(huán)境后仍然有可能干擾環(huán)境生物的正常生理功能， 能夠破壞微生態(tài)環(huán)境。與此同時， 抗生素也是一種難于生物降解的化合物， 所以很容易在環(huán)境中富集。如果經(jīng)常攝入微量的抗生素，它們就會逐

7、漸在體內(nèi)累積而導致某些菌群的耐藥性變化。研究表明，抗生素的殘留可能會導致、致畸、致突變等作用 9。發(fā)生病變和體內(nèi)正常不良的免疫抑制、過敏反應、在我國抗生素生產(chǎn)發(fā)展速度相當?shù)难杆佟?2003 年我國成為了藥品世界的第一生產(chǎn)大國， 每年盤尼西林的產(chǎn)量達 28000 噸（占世界總產(chǎn)量的 60%），土霉素的年產(chǎn)量為 10000 噸（占世界總產(chǎn)量的 65%）顯示，中國每年生產(chǎn)的抗生素原料約為 210000 噸， 其中有 180000 噸在國內(nèi)使用（包括醫(yī)療和農(nóng)業(yè)使用）,人均年消費量為 138 克，而人年消費量僅我國的 1/ 10。在 2011 年的中顯示，中國的住院患者中，80%以上的感冒發(fā)熱使用抗生素

8、，抗生素的使用率達 70%，其中外科患者抗生素的使用率達 97%10。抗生素的殘留和其導致的細菌耐藥性近年來引起了研究的重視，截止 2008 年， 國際抗生素耐藥（ARDB）收錄的抗藥信息包括 13293 個耐藥，377 種類型的細菌，257 種抗生素，632 耐藥組,933 個種以及 124 個屬 11 。磺胺甲惡唑的基本性質(zhì)和危害抗生素的概念藥品及個人護理用品（Pharmaceuticals and念最早是由 ChristianG.Daughton 在 1999 年al Care Products,PPCPs）這個概的Environmental Healths中提出來的。PPCPs 是一個

9、非常龐大的體系，藥物和個人護膚品包含的化學物質(zhì)很廣泛,像人類和藥物,品、防曬品等。這些化合物已經(jīng)被對動物和人類造成的影響,因此,它們產(chǎn)生了有機污染。隨著人民生活水平的不斷提高，藥品的產(chǎn)量以及消費量逐年增多。相關稱，全球的人用藥物每年消費量約為 100000 噸，平均每人每年就有 15g之多。個人護理用品化合物的產(chǎn)量和用量也隨著經(jīng)濟的發(fā)展持續(xù)不斷的增大，同時其種類也越來越為豐富，有幾千種之多。這些物質(zhì)在水體中的濃度一般為 ng/L-g/L。藥物系統(tǒng),對人和它們的代謝物在環(huán)境中的存在,這些人工的化學物干擾正常的內(nèi)體和動物造成了意想不到的影響。近幾年來，隨著科技的進步，試驗數(shù)據(jù)的分析方法和儀器分析的

10、水平均得到了改進，越來越多的 PPCPs 這類微污染物在水體環(huán)境中陸續(xù)的被檢測出來。2.2 目標抗生素的選擇磺胺甲惡唑(SMZ)是磺胺類抗生素俗稱新諾明,化學名稱 N-(5-甲基- 3-異惡唑基)- 4-氨基苯磺酰胺,呈白色結晶性粉末狀，無臭、味微苦，純度大于 98%。己知的 SMX 的酸離解常數(shù)(a)為 1.7 和 5.7，為 168-1720C，條件在 0-60C。在、稀礦酸和堿液中易溶，在乙醇中略溶，在水、氯仿和乙醚中幾乎不溶?；前芳讗哼蚴浅Ｓ玫膹V譜抗菌素。通常被用來治療沙門菌屬、呼吸道感染、腸道、小兒急性中耳炎以及對流腦的預防等，同時也被用來添加在牲畜飼料中用來促進牲畜的生長。在水處理

11、系統(tǒng)的處理過程中,對比其它種類的抗生素(如氟哇諾酮）的去除率要低的多。在污水處理系統(tǒng)的來水中,的東南部,磺胺甲惡哇被檢測到的濃度為118ng/L,在西班牙是 580ng/L,是 520ng/L12?；前芳讗哼蛟谕寥馈⑽勰嗪统练e物中的吸附很低。因此,比起其它種類的抗生素磺胺甲惡唑?qū)⒂幸淮蟛糠执媪粼谒h(huán)境中被生物體利用,這將引起更高的環(huán)境風險。2.3 磺胺甲惡唑的危害據(jù),磺胺甲惡唑即使是在低于 mg/L 的濃度下,也會對一些水生生物產(chǎn)生急性和慢性毒性效應。除此之外,磺胺甲惡唑還會誘導有機體突變13。當多種抗生素同時存在時,這些毒性效應還會增強。例如,通過疊加和協(xié)同效應可以使生物體生長抑制作用得到加

12、強14。更應引起人們注意的是,當細菌長期抗生素在臨床治療上的失效。在抗生素環(huán)境中,會對抗生素產(chǎn)生抗藥性,從而導致近些年,隨著科技的發(fā)展,對磺胺甲惡唑的在廢水中的監(jiān)測控制以及對其去除方法的研究受到越來越多的關注。12htt 34卜有生.生態(tài)農(nóng)業(yè)中廢棄物的處理與再生利用M.西安化學工業(yè)，第二版中國畜牧業(yè)現(xiàn)狀分析.網(wǎng).cn/Readnews.asp?newsID=47560 2011-5-13農(nóng)業(yè)部.關于加快調(diào)整畜牧業(yè)生產(chǎn)結構的意見.中民199926 號Turk O，Mavinic，D S.Maaioing ntrite build-up in a system acchimate to free

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