本發(fā)明屬于有害廢棄物無害化和資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種可降解畜禽糞便中抗生素的厭氧堆肥裝置及方法。

背景技術(shù)：

抗生素是真菌、放線菌或細菌等微生物在其代謝過程中產(chǎn)生的具有殺滅或抑制其他微生物作用的一類化學物質(zhì)。自20世紀50年代美國食品與藥物管理局首次批準抗生素用作飼料添加劑后，飼用抗生素用量在全球范圍內(nèi)迅速增長。我國是世界上最大的抗生素生產(chǎn)國和消費國之一，據(jù)估計，目前我國每年抗生素的使用量達到21萬噸，位居世界首位，其中約有46.1％用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，相當于美國1999年畜禽業(yè)使用量的4倍。

目前，每年畜禽排放出的糞便多達25億噸多是工業(yè)固體固體廢物的兩倍多。張樹清、Halling-Sorensen、Gulknwska等研究表明，動物使用抗生素后，只有少量被動物吸收利用，有25％～75％甚至70％～90％經(jīng)消化道隨畜禽糞便、尿液排出體外。一部分隨養(yǎng)殖廢水進入污水廠，而抗生素在污水處理廠的去除率并不高，導致大量抗生素通過淋濾、地表徑流等進入地表水和地下水，對水生生物造成各種毒害，引起河流抗生素污染，威脅人類飲用水安全；另一部分作為有機肥施入農(nóng)田，導致土壤抗生素污染，破壞土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和功能，并對農(nóng)作物吸收累積，并通過食物鏈傳遞，影響植物、動物和微生物的正常生命活動，最終威脅人類的健康。大量抗生素進入環(huán)境中還會誘發(fā)病原體耐藥性，導致耐藥性致病菌的產(chǎn)生和擴散，由此引起的環(huán)境污染和生態(tài)毒性已逐漸成為人們普遍關(guān)注的一個社會問題。因此我們要深刻認識到濫用抗生素的危害，在畜禽糞便利用之前有必要采取措施去除其中的抗生素殘留，以達到經(jīng)濟效益和安全健康的雙重保障。

在世界各國包括中國，畜禽糞便常作為有機肥用于農(nóng)田里，雖然畜禽糞便能給農(nóng)作物提供各種營養(yǎng)物質(zhì)、改善土壤質(zhì)量，但是它們的土地應用提高了水土污染的風險，它們可能含有病原體和不穩(wěn)定物質(zhì)，如有機氮、可溶性磷和各種抗生素殘留在畜禽糞便中。Rynk、Kuchta等研究表明當畜禽糞便中的抗生素進入土壤或湖泊中能相對穩(wěn)定的存在5-9個月?？股亻L期存在于環(huán)境中對公眾和生態(tài)健康帶來巨大的潛在風險。

堆肥法是常見的糞便資源化、無害化手段，長久以來在國內(nèi)外廣泛地被研究和應用。近年來在對畜禽糞便堆肥去除抗生素研究中多集中在磺胺類，而對四環(huán)素類抗生素鮮有報道，尤其是厭氧堆肥對畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素的的降解只有零星研究。

厭氧堆肥法是畜禽糞便的主要處理方式之一，通過厭氧消化可以有效的減輕污染物環(huán)境負荷，并回收可利用的生物質(zhì)能源。因此，在厭氧堆肥過程中，探明畜禽糞便堆肥過程四環(huán)素類抗生素轉(zhuǎn)化降解的主控因子與關(guān)鍵參數(shù)，為開發(fā)畜禽養(yǎng)殖廢棄物抗生素生態(tài)風險削控技術(shù)提供技術(shù)依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服當前畜禽糞便等有機固體廢棄物處理及資源化技術(shù)存在的抗生素環(huán)境污染、難降解、資源利用率低的問題，本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種可快速降解畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素的厭氧堆肥裝置。

一種實驗室用快速降解畜禽糞便四環(huán)素類抗生素的厭氧堆肥裝置，包括：

水浴鍋；

置于所述水浴內(nèi)的厭氧發(fā)酵罐，所述厭氧發(fā)酵罐內(nèi)設有測溫裝置；

以及與所述厭氧發(fā)酵罐的排氣口相連的集氣裝置。

本發(fā)明裝置用于對畜禽糞便進行厭氧堆肥處理，關(guān)鍵在于通過水浴鍋控制堆肥中心處溫度，快速降解畜禽糞便中的四環(huán)素類抗生素。

優(yōu)選地，所述厭氧發(fā)酵罐包括罐體、罐蓋、分布于所述罐體內(nèi)不同高度處的環(huán)狀塑料盤片、設于所述罐體側(cè)壁上的取樣口以及開設于所述罐蓋上的進樣口和排氣口。

進一步地，罐體和罐蓋通過法蘭扣連接，便于對發(fā)酵罐的整理；所述進樣口和取樣口也分別設有通過法蘭扣連接的適當大小的密封蓋；所述排水口與排水管相連，排水管引出至水浴鍋外的貯水槽中。

進一步地，所述取樣口位于管體下半部的側(cè)壁上。

水浴鍋內(nèi)盛水至最佳刻度線，并可根據(jù)實際要求調(diào)節(jié)溫度，通過水浴鍋維持堆料中心的溫度為25℃～70℃，堆肥過程中通過測溫裝置監(jiān)測發(fā)酵罐內(nèi)堆肥中心處的溫度，

進一步優(yōu)選地，所述環(huán)狀塑料盤片通過支撐架固定于所述罐體中，且每個環(huán)狀塑料盤片上均纏繞人造纖維絲。環(huán)狀塑料盤片增加了微生物菌體的附著面積，盤片上纏繞著人造纖維絲有助于微生物菌體的附著和繁殖。

進一步優(yōu)選地，所述罐體的中心設有豎向設置的濾芯，所述濾芯由內(nèi)外兩個套筒套設而成，外套筒的筒壁上開設有排水微孔，內(nèi)套筒緊貼外套筒設置且內(nèi)套筒的底部抵接所述排水口。

進一步優(yōu)選地，所述內(nèi)套筒的頂端突出于外套筒的頂端。

更進一步地，所述管蓋的中心處設有用于抽出內(nèi)套筒的通孔，該通孔帶有密封蓋。

濾芯可用來在發(fā)酵啟動前調(diào)節(jié)發(fā)酵罐中混合堆料的含水率，當裝入發(fā)酵罐中的混合堆料含水率高于所需堆料含水率時，打開通孔處的密封蓋，將內(nèi)套筒拔出，堆料中水分經(jīng)滲透作用通過微小圓孔進入外套筒中，將水通過排水管排出進入貯水槽；當含水率符合所需堆料含水率時，將內(nèi)套筒插入外套筒，停止排水。

測溫裝置用于在堆肥過程中監(jiān)測堆料中心處的溫度，可采用直接讀數(shù)的溫度計，通過溫度計讀數(shù)調(diào)節(jié)水浴鍋內(nèi)的加熱溫度，為提高自動化程度，也可采用溫度傳感器與對應的控制器，本發(fā)明中優(yōu)選地，所述測溫裝置為溫度傳感器，所述溫度傳感器的測溫探頭位于罐體內(nèi)中部且靠近濾芯設置；進一步地，還設有控制器，所述溫度傳感器接入該控制器，所述水浴鍋的溫控部分接入并受控于該控制器。

所述控制器本身為常規(guī)控制器，例如PLC控制器或其他數(shù)據(jù)處理裝置，溫度傳感器測量堆料中心處溫度，當溫度低于設定溫度時，溫度傳感器傳遞信號至PLC控制器或數(shù)據(jù)處理裝置，PLC控制器或數(shù)據(jù)處理裝置控制水浴鍋加熱，當堆料中心點溫度高于設定溫度時，溫度傳感器傳遞信號至PLC控制器或數(shù)據(jù)處理器PLC控制器或數(shù)據(jù)處理器控制水浴鍋停止加熱，畜禽糞便的溫度的變化過程，是堆肥是否腐熟的一個重要指標。

集氣裝置與發(fā)酵罐通過導氣管連接，導氣管采用PVC膠管，具有一定的抗腐蝕性能、耐高溫，性能穩(wěn)定等優(yōu)點。

本發(fā)明中，優(yōu)選地采用排水集氣法，所述集氣裝置包括一個集氣瓶和一個集水槽，所述集氣瓶內(nèi)盛裝飽和食鹽水，導氣管的出口位于集氣瓶內(nèi)且靠近瓶口處，一根排水管一端插入集氣瓶頂部、另一端連接至所述集水槽中。一方面發(fā)酵瓶中產(chǎn)生沼氣進入集氣瓶，達到一定體積后將飽和食鹽水壓人集水瓶中，通過排水集氣法收集沼氣；另一方面防止空氣進入發(fā)酵瓶，達到厭氧狀態(tài)。

本發(fā)明還提供一種快速降解畜禽糞便四環(huán)素類抗生素的厭氧堆肥方法，優(yōu)選采用本發(fā)明所述厭氧堆肥裝置完成，包括如下步驟：

(1)將畜禽糞便與經(jīng)磨碎的調(diào)理劑混合均勻，得混合堆料；

(2)將混合堆料進行厭氧堆肥，堆肥過程中避光，堆肥過程中的溫度通過水浴控制至25℃～70℃；堆肥時間為10～20天。

厭氧條件下，在厭氧微生物作用下，使抗生素殘留物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即通過將抗生素殘留物從大分子化合物降解為小分子化合物，最終分解為水和二氧化碳；堆料中的有機物經(jīng)過微生物厭氧菌(特別是甲烷菌)的新陳代謝生理功能，將糞便中有機物轉(zhuǎn)化為沼氣。

避光處理可減少四環(huán)素類抗生素在堆肥過程中的光解，同時減少對實驗結(jié)果的干擾。

優(yōu)選地，步驟(2)中在混合堆料的底部鋪設砂石和活性碳顆粒，所述砂、活性炭顆粒具有吸附、降解協(xié)同作用去除四環(huán)素類抗生素。

優(yōu)選地，所述調(diào)理劑為稻草秸稈、木屑、落葉或它們的任意組合。

優(yōu)選地，所述畜禽糞便為豬糞、牛糞、雞糞、鴨糞或它們的任意組合。

所述含水率、BDM為影響四環(huán)素類抗生素降解的關(guān)鍵因素，本發(fā)明中優(yōu)選地，所述調(diào)理劑的加入量以調(diào)節(jié)混合堆料的BDM(可生物降解物質(zhì))值至45％～55％為準；堆肥過程中控制混合堆料的含水率為45％～65％。

堆肥過程中，每隔2天取一次樣，堆肥至10～15天，結(jié)束堆肥，并對pH值、含水率、BDM進行測定，觀察其動態(tài)變化。通過BDM的含量變化測定，能更好的反映畜禽糞便的降解規(guī)律。

堆肥溫度進一步優(yōu)選為35～55℃，更進一步優(yōu)選為53～55℃，最優(yōu)選為55℃。堆肥過程畜禽糞便中抗生素的減少是微生物作用的結(jié)果，與微生物的組成和活力有很大的關(guān)系。堆肥過程中隨著溫度的變化，微生物的種類也發(fā)生變化。堆肥溫度在20℃～40℃時，微生物以常溫菌、中溫菌為主，同時存在少量耐高溫的菌群；在40℃～60℃時，隨著溫度的身高，中溫菌受到抑制，高溫菌生命活動旺盛，生長繁殖速度快；當達到60℃以上，嚴重影響微生物的生長和繁殖，高溫微生物開始死亡。堆肥溫度為55℃左右時，畜禽糞便中抗生素去除快，并且能將蟲卵、病原菌、寄生蟲和孢子等殺滅。

進一步優(yōu)選地，畜禽糞便堆肥周期為13～16天，最優(yōu)選為15天，能高效去除四環(huán)素類抗生素，在堆料維持溫度為55℃時，土霉素、四環(huán)素和金霉素的去除率最高分別為95.50％、98.31％和90.05％。

最優(yōu)選地，當發(fā)酵溫度維持55℃時、含水率達到55％、BDM值為50％時，堆肥14天，四環(huán)素類抗生物基本完全降解。

與現(xiàn)有的畜禽糞便堆肥去除抗生素的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

通過優(yōu)化堆肥溫度25℃～70℃，設置堆肥中不同種類的四環(huán)素類抗生素，利用此過程中的熱效應和微生物作用，優(yōu)選降解率高的控制條件，可有效降解畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素，通過厭氧消化回收可利用的生物質(zhì)能源，并對堆料的pH值、含水率、BDM進行測定，便可順利完成堆肥過程，堆肥成品基本腐熟，有效實現(xiàn)了對畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素的降解。

本發(fā)明的方法縮短了堆肥時間，現(xiàn)有技術(shù)的堆肥時間一般為20～35天。

附圖說明

圖1是可快速降解畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素的厭氧堆肥裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是不外加土霉素時的土霉素降解情況圖。

圖4是外加5mg/kg土霉素時的土霉素降解情況圖。

圖5是外加10mg/kg土霉素時的土霉素降解情況圖。

圖6是不外加四環(huán)素時的四環(huán)素降解情況圖。

圖7是外加5mg/kg四環(huán)素時的四環(huán)素降解情況圖。

圖8是外加10mg/kg四環(huán)素時的四環(huán)素降解情況圖。

圖9是不外加金霉素時的金霉素降解情況圖。

圖10是外加5mg/kg金霉素時的金霉素降解情況圖。

圖11是外加10mg/kg金霉素時的金霉素降解情況圖。

圖12是在堆肥過程中pH值的變化過程圖。

圖13是在堆肥過程中含水率的變化過程圖。

圖14是在堆肥過程中BDM的變化過程圖。

圖15是在堆肥過程中四環(huán)素類抗生素的去除率與pH值的相關(guān)性圖。

圖16是在堆肥過程中四環(huán)素類抗生素的去除率與含水率的相關(guān)性圖。

圖17是在堆肥過程中四環(huán)素類抗生素的去除率與BDM的相關(guān)性圖。

圖1中標號附圖標記：1水浴鍋，2貯水槽，3厭氧發(fā)酵罐，4畜禽糞便，21控制器，22導氣管，23集氣瓶，24飽和食鹽水，25分隔箱，26集水槽；

圖2中附圖標記：5罐蓋，6進樣口，7法蘭扣，8環(huán)狀塑料盤片，9支撐架，10人造纖維絲，11微孔，12溫度傳感器，13排氣口，14濾芯，15內(nèi)套筒，16測溫探頭，17外套筒，18取樣口，19支撐腳，20排水管，27通孔。

具體實施方式

一、材料說明

1、標準品：土霉素(OTC)、四環(huán)素(TC)、金霉素(CTC),均購自德國Dr，純度≥99％。

2、原料：豬糞來自于杭州的某養(yǎng)豬場，原豬糞中含有3中四環(huán)素類抗生素：土霉素(OTC)、四環(huán)素(TC)、金霉素(CTC)。

二、一種可降解畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素的厭氧堆肥裝置如圖1和圖2所示，一種厭氧堆肥裝置，包括水浴鍋1、厭氧發(fā)酵罐3和集氣裝置，水浴鍋可采用實驗室常用水浴鍋。

發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括罐體和罐蓋5，由支撐腳19支撐，罐體和罐蓋之間通過法蘭扣7連接，罐蓋上一側(cè)開設排氣口13、另一側(cè)開設進樣口6，進樣口處通過對應的法蘭扣連接密封蓋。罐體的下半部側(cè)壁上開設一個取樣口18，取樣口通過對應的法蘭扣連接密封蓋，罐體底部開設排水口，該排水口連接排水管20，排水管20連接至水浴鍋外的貯水槽2中。

罐體內(nèi)通過支撐架9安裝若干層環(huán)狀塑料盤片8，環(huán)狀塑料盤片固定在支撐架上且為罐體內(nèi)不同高度處，一般設置為2～8層，本實施方式中設置5層，環(huán)狀塑料盤片上纏繞有人造纖維絲10，人造纖維絲也可在環(huán)狀塑料盤片上纏繞成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

厭氧發(fā)酵罐內(nèi)且位于罐體中心處豎向設置一根濾芯14(即濾芯從所有環(huán)裝塑料盤片的中心處穿過)，濾芯由內(nèi)套筒15和外套筒17組成，外套筒上均勻開設若干微孔11，內(nèi)套筒插入外套筒中且緊貼外套筒設置，內(nèi)套筒管壁不開孔，內(nèi)套筒的底部抵接罐體底部的排水口，頂端高出外套筒的頂端，罐蓋上與內(nèi)套筒對應處設置便于內(nèi)套筒抽出的通孔27，通孔帶有密封蓋。

本實施方式中采用溫度傳感器12及控制器21作為控溫裝置，溫度傳感器的測溫探頭16設于罐體內(nèi)中心處，且緊靠濾芯設置，溫度傳感器通過導線連接至發(fā)酵罐外的控制器21，控制器為常規(guī)控制器即可，水浴鍋內(nèi)的控溫部分接入并受控于該控制器，控制器接收溫度傳感器的溫度信息，通過接收到的溫度信息控制水浴鍋內(nèi)的水溫，進而控制發(fā)酵罐內(nèi)堆料中心處的溫度。

畜禽糞便4置于發(fā)酵罐中，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣采用排水集氣法收集，包括一個集氣瓶23，集氣瓶置于與水浴鍋并排設置的分隔箱25中，集氣瓶內(nèi)盛裝飽和食鹽水24，導氣管22一端與發(fā)酵罐的排氣口相連、另一端插入集氣瓶內(nèi)且靠近瓶口處，一根排水管一端插入集氣瓶底部、另一端接入分隔箱外的集水槽26中。

通過上述裝置進行畜禽糞便厭氧堆肥的工藝過程如下：

(1)將畜禽糞便與經(jīng)磨碎的調(diào)理劑混合均勻，得混合堆料；

(2)在發(fā)酵瓶底部鋪設一層砂、活性炭顆粒(活性炭和砂石可按質(zhì)量1:1混配)。

(3)將混合堆料置于發(fā)酵瓶中，進行避光厭氧發(fā)酵。

(4)混合堆料放置發(fā)酵罐中，再將發(fā)酵罐放置于水浴鍋上，連接集氣裝置，進行發(fā)酵。

(5)厭氧發(fā)酵過程中通過水浴控制發(fā)酵罐中溫度為25℃～70℃。

(6)堆肥過程中，每隔2天取一次樣，堆肥至15天，結(jié)束堆肥。

(7)對所取的樣進行四環(huán)素類抗生素含量檢測，并對pH值、含水率、生物可降解度BDM進行測定，觀察其動態(tài)變化。

厭氧堆肥降解畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素的實驗研究

實施例1

1、設12個樣品，說明如下：

S1：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為25℃

S2：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為35℃

S3：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為55℃

S4：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為65℃

S5：純豬糞堆肥，添加土霉素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為25℃。

S6：純豬糞堆肥，添加土霉素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為35℃。

S7：純豬糞堆肥，添加土霉素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為55℃。

S8：純豬糞堆肥，添加土霉素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為65℃

S9：純豬糞堆肥，添加土霉素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為25℃。

S10：純豬糞堆肥，添加土霉素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為35℃。

S11：純豬糞堆肥，添加土霉素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為55℃。

S12：純豬糞堆肥，添加土霉素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為65℃。

2、取步驟1的12個樣品本別與經(jīng)磨碎的稻草混合均勻，稱取各混合肥料4kg堆入12個發(fā)酵罐中，將發(fā)酵罐放置水浴鍋上，連接集氣裝置，分別調(diào)節(jié)到所需溫度為25℃、35℃、55℃、65℃，進行發(fā)酵。每隔2天取一次樣，檢測肥料中土霉素的降解情況，并對pH值、含水率、BDM進行測定，堆肥至15天結(jié)束，堆肥情況如圖3～5所示。

3、研究結(jié)果表明(圖3～5)，當堆料為純豬糞，內(nèi)含土霉素，不再添加土霉素時，如圖3，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，土霉素的降解率分別為69.63％、78.93％、83.48％、81.10％；當堆料為純豬糞，內(nèi)含土霉素，添加土霉素濃度5mg/kg時，如圖4，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，土霉素的降解率分別為81.94％、87.49％、95.50％、91.13％；當堆料為純豬糞，內(nèi)含土霉素，添加磺胺嘧啶濃度10mg/kg，如圖5，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，土霉素的降解率分別為76.52％、83.85％、89.49％、85.83％。

由上述可說明水浴維持在55℃有利于土霉素的高效降解。堆肥完成后堆料中的四環(huán)素類抗生素含量采用固相萃取-高效液相色譜法測定。

實施例2：

實驗方法和堆肥裝置同實施例1，樣品設置不同，設計12個樣品，說明如下：

S1：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為25℃

S2：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為35℃

S3：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為55℃

S4：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為65℃

S5：純豬糞堆肥，添加四環(huán)素啶濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為25℃。

S6：純豬糞堆肥，添加四環(huán)素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為35℃。

S7：純豬糞堆肥，添加四環(huán)素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為55℃。

S8：純豬糞堆肥，添加四環(huán)素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為65℃。

S9：純豬糞堆肥，添加四環(huán)素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為25℃。

S10：純豬糞堆肥，添加四環(huán)素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為35℃。

S11：純豬糞堆肥，添加四環(huán)素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為55℃。

S12：純豬糞堆肥，添加四環(huán)素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為65℃。

檢測四環(huán)素的降解情況，結(jié)果如圖6-8所示。研究結(jié)果表明,當堆料為純豬糞，內(nèi)含四環(huán)素，不再添加四環(huán)素時，如圖6，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，四環(huán)素的降解率分別為68.54％、75.95％、82.30％、79.13％；當堆料為純豬糞，內(nèi)含四環(huán)素，添加四環(huán)素濃度5mg/kg時，如圖7，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，四環(huán)素的降解率分別為80.78％、86.57％、90.05％、88.38％；當堆料為純豬糞，內(nèi)含四環(huán)素，添加四環(huán)素濃度10mg/kg，如圖8，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，四環(huán)素的降解率分別為75.81％、80.75％、86.28％、83.47％。由上述可說明水浴維持在55℃有利于四環(huán)素的高效降解。

實施例3：

實驗方法和堆肥裝置同實施例1，樣品設置不同，設計12個樣品，說明如下：

S1：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為25℃

S2：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為35℃

S3：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為55℃

S4：純豬糞堆肥，水浴維持堆料的溫度為65℃

S5：純豬糞堆肥，添加金霉素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為25℃。

S6：純豬糞堆肥，添加金霉素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為35℃。

S7：純豬糞堆肥，添加金霉素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為55℃。

S8：純豬糞堆肥，添加金霉素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為65℃。

S9：純豬糞堆肥，添加金霉素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為25℃。

S10：純豬糞堆肥，添加金霉素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為35℃。

S11：純豬糞堆肥，添加金霉素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為55℃。

S12：純豬糞堆肥，添加金霉素濃度10mg/kg，水浴維持堆料的溫度為65℃。

檢測金霉素的降解情況，結(jié)果如圖9-11所示。研究結(jié)果表明,當堆料為純豬糞，內(nèi)含金霉素，不再添加金霉素時，如圖9，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，金霉素的降解率分別為76.49％、83.47％、87.60％、85.34％；當堆料為純豬糞，內(nèi)含金霉素，添加金霉素濃度5mg/kg時，如圖10，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，金霉素的降解率分別為86.13％、93.79％、98.31％、96.10％；當堆料為純豬糞，內(nèi)含金霉素，添加金霉素濃度10mg/kg，如圖11，在堆肥第14天，水浴維持堆料的溫度為25℃、35℃、55℃、65℃的情況下，金霉素的降解率分別為83.10％、87.12％、94.83％、91.93％。由上述可說明水浴維持在55℃有利于金霉素的降解。

綜上實驗結(jié)果，厭氧堆肥有利于畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素的降解，水浴維持堆料的溫度為55℃時，有利于四環(huán)素類抗生素的高效降解。

畜禽糞便堆肥過程中pH值、含水率、BDM的變化過程分別如圖12～14。

一級動力學模型已逐漸被應用于描述堆肥中抗生素的降解行為，因此本研究中采用此模型用線性擬合的方法來描述四環(huán)素類抗生素的降解。觀察實驗過程中不同因素(pH值、含水率、BDM)對四環(huán)素類抗生素去除的影響。在純豬糞中，添加四環(huán)素類抗生素濃度5mg/kg，水浴維持堆料的溫度為55℃，堆肥過程中四環(huán)素類抗生素的去除率與pH值、含水率、BDM的相關(guān)性圖分別如圖15～17所示。

研究結(jié)果表明，在畜禽糞便堆肥過程中含水率、BDM與四環(huán)素類抗生素的去除率具有較好的相關(guān)性，豬糞中土霉素、四環(huán)素和金霉素的含水率與去除率的相關(guān)系數(shù)(R²)分別為0.930、0.952和0.947(圖16)；BDM與去除率的相關(guān)系數(shù)(R²)分別為0.703、0.711和0.735(圖17)，從中表明含水率、BDM對四環(huán)素類抗生素降解具有較大的影響。然而對于pH值與去除率的相關(guān)系數(shù)(R²)相對較低，土霉素、四環(huán)素和金霉素的pH值與去除率的相關(guān)系數(shù)(R²)分別為0.382、0.366和0.323(圖15)，這些結(jié)果表明，豬糞堆料中的含水率、BDM是影響四環(huán)素類抗生素(土霉素、四環(huán)素、金霉素)降解的關(guān)鍵因素。

實施例4：

由實施例1～3研究表明知，厭氧堆肥有利于畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素的降解，水浴維持堆料的溫度為55℃時，有利于四環(huán)素類抗生素的高效降解，且豬糞堆料中的含水率是影響四環(huán)素類抗生素降解的關(guān)鍵因素，因此在水浴維持堆料的溫度為55℃，添加四環(huán)素類抗生素濃度5mg/kg條件下，優(yōu)化含水率45％～65％和BDM值45％～55％。

取新鮮豬糞與經(jīng)磨碎的稻草混合均勻，用濾芯或加水調(diào)節(jié)混合堆料的含水率達到55％，通過添加調(diào)理劑使混合堆料中BDM值為50％，稱取混合肥料4kg堆入發(fā)酵罐中，將發(fā)酵罐放置水浴鍋上，連接集氣裝置，調(diào)節(jié)到所需溫度為55℃，進行發(fā)酵，堆肥第7天補水至含水率達到45％～65％，添加調(diào)理劑至BDM值達到45％～55％。每隔2天取一次樣，檢測肥料中各類抗生素的降解情況。

研究結(jié)果表明，當水浴維持堆料的溫度為55℃，添加四環(huán)素類抗生素濃度5mg/kg，用濾芯或加水調(diào)節(jié)混合堆料的含水率達到55％，通過添加調(diào)理劑使混合堆料中BDM值為50％時，堆肥第7天時，四環(huán)素類抗生素的去除率分別為：土霉素60.31％、四環(huán)素57.32％和金霉素62.11％，堆肥14天，四環(huán)素類抗生素基本完全降解，去除率分別為土霉素96.73％、四環(huán)素92.82％和金霉素99.12％。

因此本發(fā)明中含水率控制在45％～65％，BDM控制在45％～55％。

以上的具體實施方式僅為本發(fā)明的較佳實施例，是對本發(fā)明進一步的詳細說明，是說明性的。本發(fā)明并不受上述實施例的限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明可有各種變動和改進。因此，凡依本發(fā)明申請范圍所做的任何變化修改，均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。