青霉素菌渣混合堆肥過程生物特性分析.pdf

1、抗生素菌渣是抗生素生產(chǎn)過程中的發(fā)酵產(chǎn)物，因其含有殘留抗生素而明確被列入到危險廢物名單中。目前，推薦的處置技術(shù)是焚燒。但是菌渣中含水率高，使得焚燒預(yù)處理成本增高，而且對焚燒設(shè)備能力要求也較高，難以持續(xù)性采用此方法。同時，菌渣中蛋白質(zhì)等有機物含量高達90％以上，直接焚燒不利于資源的回收利用而造成浪費。雖然有學(xué)者采用堆肥方式處理菌渣，但僅僅是從堆肥工藝角度去研究，沒有深入研究菌渣堆肥過程中的生物特性變化。對此，本實驗采用自動控制好氧堆肥工藝，

2、將青霉素菌渣進行堆肥處理，系統(tǒng)地研究菌渣好氧堆肥過程中理化性質(zhì)及生物特性的變化情況，全面地評價堆肥的腐熟度及安全性。
　　研究將青霉素菌渣與城市污泥混合進行堆肥，添加鋸末、刨花作為調(diào)理劑，同時設(shè)置不含菌渣的純污泥堆肥作為對照組（CK組），研究堆肥過程中的基本理化性質(zhì)、各種酶活性、可培養(yǎng)微生物數(shù)量的變化以及抗性基因和細菌群落的變化。結(jié)果如下：
　　青霉素菌渣堆肥中隨著溫度的變化，堆肥氣味由最初的刺鼻味逐漸減小最終消失，物料顏色

3、由淺黃色最終變?yōu)榻谏６逊蕼囟?5℃以上持續(xù)了3天，最高溫度達到58.5℃；含水率下降了25%，最終為48.21%；pH值最終為8.2呈堿性。總碳和總氮含量分別下降了3.4%和21.3%。種子發(fā)芽率在堆肥初期幾乎為0，而在堆肥結(jié)束后超過了60%。菌渣堆肥過程中過氧化氫酶活性整體趨勢變化不大；而酸性磷酸酶活性則先下降后趨于平緩；纖維素酶活性則呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在菌渣堆肥整個過程中三種酶活性均高于CK組。菌渣堆肥中脲酶活性升高了50

4、.6%；蛋白酶活性最終上升了10.5%；菌渣堆肥和CK組的蔗糖酶活均呈現(xiàn)上升-下降趨勢。
　　采用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法和分子生物學(xué)技術(shù)研究菌渣堆肥過程中微生物群落的變化，發(fā)現(xiàn)在堆肥過程中可培養(yǎng)細菌數(shù)量呈現(xiàn)升高-降低趨勢，放線菌數(shù)呈現(xiàn)升高-降低-升高最終穩(wěn)定的變化過程，堆肥初期菌渣堆肥中細菌和放線菌數(shù)低于對照組，進入高溫期之后，二者數(shù)量均高于CK組；菌渣堆肥中真菌數(shù)量整體呈現(xiàn)下降的趨勢。同時采用T-RFLP（末端限制性片段長度多態(tài)性技術(shù)）研

5、究細菌群落結(jié)構(gòu)的演替規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在高溫期細菌多樣性最少，進入腐熟期群落結(jié)構(gòu)多樣性有了很大的提高，且高于CK組。
　　對菌渣堆肥中抗性基因污染進行研究，以三種β-內(nèi)酰胺類抗性基因為模版進行定性PCR擴增，結(jié)果只檢測到菌渣堆肥中存在的抗性基因為TEM型，而CK組都沒有檢出。采用熒光定量PCR計算堆體中抗性基因的拷貝數(shù)，結(jié)果表明，抗性基因數(shù)量會隨著堆肥過程的進行逐漸增加，說明堆肥不但不能削減抗性基因的含量，反而會促進抗性基因數(shù)量的增長和轉(zhuǎn)