CN105399205A - 一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法 - Google Patents

一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105399205A
CN105399205A CN201510940265.4A CN201510940265A CN105399205A CN 105399205 A CN105399205 A CN 105399205A CN 201510940265 A CN201510940265 A CN 201510940265A CN 105399205 A CN105399205 A CN 105399205A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactor
percolate
bio
resistant gene
microbiotic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510940265.4A
Other languages
English (en)
Inventor
谢冰
孙金昭
武冬
夏辉鹏
尤新新
奚慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China Normal University
Original Assignee
East China Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China Normal University filed Critical East China Normal University
Priority to CN201510940265.4A priority Critical patent/CN105399205A/zh
Publication of CN105399205A publication Critical patent/CN105399205A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301—Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法，包括盛有填埋场垃圾渗滤液的调蓄池、回灌至填埋场的生物反应器和控制电路；所述的生物反应器中充填陈垃圾；所述的生物反应器的上部水平铺设有带有出气口的供气管道；供气管道将生物反应器分成上下两部分：好氧区和厌氧区；所述的供气管道与风机相连通，风机和供气管道之间设置有气体流量计；在泵与调蓄池之间还设置有液体流量计；通过液体流量计和泵控制的回灌水力负荷。本发明通过调控回灌条件和参数，垃圾渗滤液中的抗生素和抗性基因就地原位去除，高效低耗，能显著阻隔和减轻对周边环境的生态风险。渗滤液中主要抗生素和抗性基因的去除率可达到约80％或以上。

Description

一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种填埋场原位去除渗滤液中新型污染物抗生素和抗性基因的设备和方法，属于环境保护污染控制和处理技术领域。
技术背景
抗生素是人类在20世纪最重要的发现之一，现已成为治疗传染性疾病的主要药物，广泛的用于人类和动物的疾病预防，牲畜饲料中作为添加剂来帮助动物抵御疾病等。1990年之后，世界范围内抗生素的产量呈指数增长，抗生素在养殖业和人类医疗方面的滥用情况越来越严重。研究表明，动物和人类在使用抗生素后，只有很少一部分能被机体吸收，绝大部分最终以原药形态直接排放于环境中，致使环境中良性菌和致病菌的抗生素的抗性(AntibiotictoResistance，AR)在不断增加，加速了抗性基因(AntibioticResistanceGenes，ARGs)的产生和传播，诱导环境微生物耐药性的形成，给人类和动物的健康以及生产生活带来了严重的威胁。
在我国，由于管理不善的原因导致抗生素被滥用，很多过期或者不用的抗生素最终随着生活垃圾进入到垃圾填埋场中，使垃圾填埋场成为潜在的抗生素和抗性基因储存库，其中部分抗生素残留和抗性基因又随着垃圾渗滤液排出填埋场，如若不经妥善处理，这种新型、持久性的环境污染物会对地下水、土壤等造成严重污染，威胁人类的公共健康和环境卫生。目前，缺少针对填埋产生的垃圾渗滤液中抗生素残留和抗性基因的去除技术。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种填埋场原位去除渗滤液中新型污染物抗生素和抗性基因的设备和方法。结合垃圾渗滤液原位回灌技术，提出一种原位处理方法，能够实现垃圾渗滤液中主要抗生素残留和抗性基因的高效去除。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备，包括盛有填埋场垃圾渗滤液的调蓄池、回灌至填埋场的生物反应器和控制电路；所述的生物反应器中充填陈垃圾；所述的生物反应器的上部水平铺设有带有出气口的供气管道；供气管道将生物反应器分成上下两部分：好氧区和厌氧区；所述的供气管道与风机相连通，风机和供气管道之间设置有气体流量计；所述的调蓄池中的垃圾渗滤液通过泵输送至生物反应器，并从生物反应器的顶部均匀布下；由上而下渗流，依次经过好氧区和厌氧区，自生物反应器的底部流出；在泵与调蓄池之间还设置有液体流量计；通过液体流量计和泵控制的回灌水力负荷，所述的液体流量计、泵、气体流量计、风机与控制电路电连接。
所述的回灌水力负荷为15～35L·m-3·d-1。
所述生物反应器中的陈垃圾为垃圾填埋场年以上陈垃圾，其干重密度1.6～1.9g/cm3，孔隙率0.28～0.35，含水率9％～11％。
所述回灌渗滤液为垃圾填埋中产生的实际垃圾渗滤液，含有抗生素磺胺类(Sulfonamides，SAs)，喹诺酮类(Quinolones，FQs)，四环素类(Tetracyclines，TCs)，大环内酯类(Macrolides，MLs)，氯霉素类(Chloramphenicols，CPs)等；含有四环素类抗性基因tetM、tetQ，大环内酯类抗性基因ermB等。
所述的供气管道布置在生物反应器上部的1/3处，以保证反应器上部的好氧环境。
所述的生物反应器底部设置有出水阀。
本发明的技术原理在于，吸附水解和微生物降解是抗生素和抗性基因降解的重要途径，渗滤液回灌提高了填埋场生物反应器中陈垃圾填料含水率和生物活性，加速了抗生素和抗性基因在反应器中迁移、吸附降解和微生物转化。回灌过程中的好氧环境将有利于抗生素的转化降解，厌氧有利于抗生基因的去除，水力负荷的调控可以优化去除效果，达到同时降低渗滤液中主要抗生素和抗性基因含量的目的。
本发明的有益效果为：
(1)通过调控回灌条件和参数，垃圾渗滤液中的抗生素和抗性基因就地原位去除，高效低耗，能显著阻隔和减轻对周边环境的生态风险。
(2)在本设计的填埋场反应器中，渗滤液中主要抗生素和抗性基因的去除率可达到约80％或以上。
附图说明
图1为本发明原位回灌设备示意图。
图中，1—调蓄池，1.1—液体流量计，1.2—泵，2—填埋场生物反应器，2.1—穿孔供气管道，2.2—陈垃圾，2.3—出水阀，3—风机，3.1—气体流量计。
图2为好氧/厌氧条件下渗滤液中抗生素去除效果图。
图3为好氧/厌氧条件下渗滤液中抗性基因的去除效果图。
具体实施方式
以下将结合本发明方法流程示意图详细说明本发明实施例。
如图1所示的一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备，包括盛有填埋场垃圾渗滤液的调蓄池1、回灌至填埋场的生物反应器2和控制电路；所述的生物反应器2中充填陈垃圾2.2；所述的生物反应器2的上部水平铺设有带有出气口的供气管道2.1；供气管道将生物反应器分成上下两部分：好氧区和厌氧区；所述的供气管道2.1与风机3相连通，风机3与供气管道2.1之间设置有气体流量计；所述的调蓄池1中的垃圾渗滤液通过泵1.2输送至生物反应器2，并从生物反应器2的顶部均匀布下；由上而下渗流，依次经过好氧区和厌氧区，自生物反应器2的底部流出；在泵1.2与调蓄池1之间还设置有液体流量计1.1；通过液体流量计1.1和泵1.2控制的回灌水力负荷，所述的液体流量计1.1、泵1.2、气体流量计3.1、风机3与控制电路电连接。
所述的回灌水力负荷为15～35L·m-3·d-1。
所述生物反应器2中的陈垃圾2.2为垃圾填埋场10年以上陈垃圾，其干重密度1.6～1.9g/cm3，孔隙率0.28～0.35，含水率9％～11％。
所述回灌渗滤液为垃圾填埋中产生的实际垃圾渗滤液，含有抗生素磺胺类(Sulfonamides，SAs)，喹诺酮类(Quinolones，FQs)，四环素类(Tetracyclines，TCs)，大环内酯类(Macrolides，MLs)，氯霉素类(Chloramphenicols，CPs)等；含有四环素类抗性基因tetM、tetQ，大环内酯类抗性基因ermB等。
所述的供气管道2.1布置在生物反应器上部的1/3处，以保证反应器上部的好氧环境。
所述的生物反应器2底部设置有出水阀2.3。
使用时，调蓄池1的渗滤液取垃圾填埋场产生的实际垃圾渗滤液，回灌至填埋场生物反应器2；反应器2中充填有10年填埋龄以上的陈垃圾2.2，并在生物反应器2上层铺设带有出气口的供气管道2.1，与风机3相连，使生物反应器2中上层好氧，中下层厌氧；所用渗滤液为取自上海老港垃圾填埋场渗滤液调节池，其主要污染物指标为：含有各类抗生素含量SAs565.16～1680.49ng/L，FQs74.35～120.33ng/L，TCs0.2744～10.5ng/L，MLs1418.06～2556.1ng/L，CPs7.64～9.86ng/L；四环素类抗性基因tetM1.31×106～3.34×106copies/mL，tetQ1.56×106～1.62×106copies/mL，大环内酯类抗性基因ermB1.46×107～4.93×107copies/mL。通过流量计1.1和泵1.2控制回灌水力负荷15～35L·m-3·d-1，在所示图1中，渗滤液自生物反应器2顶部由上向下渗流过程中，通过好氧和厌氧阶段，在填料及其上吸附微生物的共同作用下，达到高效去除渗滤液中抗生素和抗性基因的目的。
图2为好氧/厌氧条件下渗滤液中抗生素去除效果图。图中可见，好氧条件下各类抗生素去除率与厌氧条件下去除率相比均有不同程度增加，其中大环内酯类和喹诺酮类抗生素去除率显著提高，大部分抗生素在好氧条件下总去除率约80％及以上。
图3为好氧/厌氧条件下渗滤液中抗性基因的去除效果图。图中可见，厌氧条件下四环素类抗性基因tetM、tetQ和大环内酯类抗性基因ermB去除率较好氧条件下显著提高，分别可达到96％、87％和85％。
本发明方法提出一种新型的垃圾渗滤液中抗生素和抗性基因的去除方法，能够高效低耗去除渗滤液中抗生素和抗性基因，可显著降低渗滤中抗生素和抗性基因在环境中的传播风险。
上述实施例不用于限制本发明的保护范围，在不背离本发明的技术要点的前提下，本领域技术人员对本发明的优化均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备，其特征在于：包括盛有填埋场垃圾渗滤液的调蓄池、回灌至填埋场的生物反应器和控制电路；所述的生物反应器中充填陈垃圾；所述的生物反应器的上部水平铺设有带有出气口的供气管道；供气管道将生物反应器分成上下两部分：好氧区和厌氧区；所述的供气管道与风机相连通，风机和供气管道之间设置有气体流量计；所述的调蓄池中的垃圾渗滤液通过泵输送至生物反应器，并从生物反应器的顶部均匀布下；由上而下渗流，依次经过好氧区和厌氧区，自生物反应器的底部流出；在泵与调蓄池之间还设置有液体流量计；通过液体流量计和泵控制的回灌水力负荷，所述的液体流量计、泵、气体流量计、风机与控制电路电连接。
2.根据权利要求1所述的一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备，其特征在于：所述的回灌水力负荷为15～35L·m-3·d-1。
3.根据权利要求1所述的一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备，其特征在于：所述生物反应器中的陈垃圾为垃圾填埋场年以上陈垃圾，其干重密度1.6～1.9g/cm3，孔隙率0.28～0.35，含水率9％～11％。
4.根据权利要求1所述的一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备，其特征在于：所述渗滤液为垃圾填埋中产生的实际垃圾渗滤液，含有抗生素磺胺类(Sulfonamides，SAs)，喹诺酮类(Quinolones，FQs)，四环素类(Tetracyclines，TCs)，大环内酯类(Macrolides，MLs)，氯霉素类(Chloramphenicols，CPs)等；含有四环素类抗性基因tetM、tetQ，大环内酯类抗性基因ermB。
5.根据权利要求1所述的一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备，其特征在于：所述的供气管道布置在生物反应器上部的1/3处，以保证反应器上部的好氧环境。
6.根据权利要求1所述的一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备，其特征在于：所述的生物反应器底部设置有出水阀。
CN201510940265.4A 2015-12-15 2015-12-15 一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法 Pending CN105399205A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510940265.4A CN105399205A (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510940265.4A CN105399205A (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105399205A true CN105399205A (zh) 2016-03-16

Family

ID=55465018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510940265.4A Pending CN105399205A (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105399205A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106698652A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 同济大学 一种去除污水中抗生素抗性基因的方法
CN109020055A (zh) * 2018-07-16 2018-12-18 华东师范大学 一种去除并控制渗滤液中抗生素抗性基因和抗性菌的联合处理装置及方法
CN110316907A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 安徽安江环保科技有限公司 一种基于垃圾填埋场的渗滤液处理系统及工艺
CN114436685A (zh) * 2022-02-24 2022-05-06 上海众择生物科技有限公司 降低湿垃圾生物转化过程中抗生素抗性基因丰度的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110088840A (ko) * 2010-01-29 2011-08-04 주식회사 건화 매립장 침출수 처리방법 및 그 장치
CN103359873A (zh) * 2012-03-27 2013-10-23 中国科学院生态环境研究中心 基于浓水回流的mbr-nf抗生素废水处理与回用方法
CN104086062A (zh) * 2014-06-30 2014-10-08 环境保护部南京环境科学研究所 一种畜禽粪便中四环素抗性基因污染处理方法及装置
CN104671597A (zh) * 2015-01-29 2015-06-03 浦城正大生化有限公司 抗生素废水的处理工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110088840A (ko) * 2010-01-29 2011-08-04 주식회사 건화 매립장 침출수 처리방법 및 그 장치
CN103359873A (zh) * 2012-03-27 2013-10-23 中国科学院生态环境研究中心 基于浓水回流的mbr-nf抗生素废水处理与回用方法
CN104086062A (zh) * 2014-06-30 2014-10-08 环境保护部南京环境科学研究所 一种畜禽粪便中四环素抗性基因污染处理方法及装置
CN104671597A (zh) * 2015-01-29 2015-06-03 浦城正大生化有限公司 抗生素废水的处理工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
戴淑萍等: "通气对复合生物滤池处理晚年期渗滤液污染物效果影响及微生物群落结构分析", 《环境科学学报》 *
黄智婷: "抗生素残留及抗性基因在生活垃圾转运填埋过程中的迁移转化和去除研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技І辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106698652A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 同济大学 一种去除污水中抗生素抗性基因的方法
CN106698652B (zh) * 2016-12-13 2019-12-27 同济大学 一种去除污水中抗生素抗性基因的方法
CN109020055A (zh) * 2018-07-16 2018-12-18 华东师范大学 一种去除并控制渗滤液中抗生素抗性基因和抗性菌的联合处理装置及方法
CN110316907A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 安徽安江环保科技有限公司 一种基于垃圾填埋场的渗滤液处理系统及工艺
CN114436685A (zh) * 2022-02-24 2022-05-06 上海众择生物科技有限公司 降低湿垃圾生物转化过程中抗生素抗性基因丰度的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105399205A (zh) 一种填埋场原位去除渗滤液中抗生素和抗性基因的设备和方法
CN202819232U (zh) 填充式带气垫层的可控养殖发酵床
CN102986541B (zh) 带气垫层的可控养殖发酵床的建立方法及其发酵床
CN207108742U (zh) 一种畜禽废水处理系统
CN102531187B (zh) 一种层叠式垂直流-水平潜流组合湿地处理生活污水的方法
CN109111045A (zh) 一种强化反硝化脱氮除磷渗滤床系统
CN105347495A (zh) 一种用于重污染水体水质净化组合式生态浮床
CN102964033B (zh) 一种用于填埋场渗滤液水质净化和甲烷强化氧化的覆盖层及渗滤液处理方法
CN104386876A (zh) 户用污水处理系统
CN206014518U (zh) 一种垂直流人工湿地基质结构系统
CN207204852U (zh) 一种含油污染土壤的生物强化处理系统
CN208200655U (zh) 一种养殖废水生态治理系统
CN203159334U (zh) 一种污染水体拦截净化装置
CN102874933A (zh) 一种城镇污水处理复合生物蛭石模块系统
CN203594249U (zh) 一种病死禽畜堆肥发酵车间
CN206590962U (zh) 具有投加功能的高生物量生态浮岛
CN214115267U (zh) 一种城市重污染河流水生态修复模拟装置
CN112759087A (zh) 一种反硝化人工湿地集成净化系统及污水生态净化方法
CN207671775U (zh) 一种河流水质净化装置
CN204162571U (zh) 户用污水处理系统
CN206607072U (zh) 一种应用在处理单元中的电能厌氧反应器装置
CN206089203U (zh) 一种新型人工湿地污水处理系统
CN205222943U (zh) 一种加强型复合生物净化床污水处理系统
CN205922329U (zh) 一种建筑园林养护系统
CN203602425U (zh) 多接触式池塘水质净化装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160316

RJ01 Rejection of invention patent application after publication