CN111675323A - 一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法 - Google Patents

一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111675323A
CN111675323A CN202010574628.8A CN202010574628A CN111675323A CN 111675323 A CN111675323 A CN 111675323A CN 202010574628 A CN202010574628 A CN 202010574628A CN 111675323 A CN111675323 A CN 111675323A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wastewater
pig farm
sulfonamide antibiotics
antibiotics
sulfamonomethoxine
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
CN202010574628.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李江
杨钊
袁华宇
吴天宇
李彦澄
吴永贵
张钰萍
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.)
Guizhou University
Original Assignee
Guizhou 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 Guizhou University filed Critical Guizhou University
Priority to CN202010574628.8A priority Critical patent/CN111675323A/zh
Publication of CN111675323A publication Critical patent/CN111675323A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/40—Organic compounds containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明公开了一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，是以农作物秸秆、纤维素、纤维二糖或葡萄糖中的一种作为共代谢基质，加入养猪场废水中进行厌氧消化，促进养猪场废水中磺胺类抗生素的降解。本发明具有抗生素降解率较高，且处理成本低的特点。

Description

一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法
技术领域
本发明涉及一种废水中抗生素降解的方法，具体为一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法。
背景技术
磺胺类抗生素是一类含对氨基苯磺酰胺结构的衍生物，可以阻断叶酸的合成，从而抑制细菌的生长，已在养殖业中广泛使用。磺胺类抗生素化学性质稳定，在环境中具有较长的半衰期，加上其辛醇/水分配系数(logKow)值较低，在地表水和地下水中具有较高的迁移性，因此，磺胺类抗生素在水环境中的检出率高。据报道在养猪场废水中磺胺类抗生素中的磺胺间甲氧嘧啶检出率和残留量较高，同时其分子结构中含有芳香环、双键等分子结构使其具有难生物降解的特性，使得其在环境中被广泛检出。
抗生素作为一种治疗疾病的药物，长期存在于环境中可能会对人类健康和生态安全造成不利影响。进入土壤中的抗生素及其代谢产物仍有较高的生物活性，可以通过杀死土壤中的微生物从而改变土壤微生物的结构和功能，还能增加土壤中抗生素抗性基因(ARGs)的丰度。同时，残留在土壤和水体中的抗生素及其ARGs可通过食物链和饮用水途径进入人体，诱导体内病原体产生抗生素抗性，从而降低抗生素治疗疾病的能力。显然，抗生素对人类和生态环境带来了巨大的潜在危险。
当前活性污泥法、膜生物反应器(MBR)、厌氧消化和人工湿地被用于畜禽养殖废水的处理，各处理系统对废水中抗生素的去除差异较大。MBR和人工湿地对抗生素的去除效果较好，但MBR高能耗和膜污染等问题限制了其广泛使用；人工湿地需要大量的土地、对当地气候的高度依赖及对地下水的二次污染等问题也不容忽视；活性污泥法中抗生素易吸附在污泥表面容易产生二次污染。作为一种高效节能和环保的技术，厌氧生物处理过程因其设备简单、成本低廉且会产生再生能源(甲烷)等优点，己被广泛应用于养猪场废水的处理。
有研究表明传统的厌氧消化过程中抗生素的生物降解性较低，抗生素不能被完全有效去除，最终它将通过沼液灌溉或有机肥回田的方式进入土壤和水体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法。本发明具有抗生素降解率较高，且处理成本低的特点。
本发明的技术方案：一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，是以农作物秸秆、纤维素、纤维二糖或葡萄糖中的一种作为共代谢基质，加入养猪场废水中进行厌氧消化，促进养猪场废水中磺胺类抗生素的降解。
前述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，所述农作物秸秆为水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆或其他秸秆中的任意一种。
前述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，所述共代谢基质为玉米秸秆，在废水中的添加量为2.16-8.6g/L。
前述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，所述共代谢基质为纤维素，在废水中的添加量为0.8-3.85g/L。
前述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，所述共代谢基质为纤维二糖，在废水中的添加量为0.78-3.89g/L。
前述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，所述共代谢基质为葡萄糖，在废水中的添加量为0.75-3.74g/L。
前述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，所述厌氧消化的温度为35±1℃。
本发明的有益效果
1、研究发现在厌氧消化体系中影响微生物生长的因素很多，包括pH、温度、盐度和供微生物生长的碳源和能源，在一个适宜微生物生长环境下最关键因素是供微生物生长的碳源和能源，即共代谢基质(通常为生长基质)的类型及浓度。因此，本发明通过向养猪场废水中加入特定种类和数量的共代谢基质，丰富消化体系中供微生物生长的碳源和能源，促进废水中对磺胺类抗生素降解具有贡献作用微生物的生长，从而提高养猪场废水中磺胺类抗生素的去除率，有利于减少抗生素对环境的污染，为养猪场废水经厌氧消化后进行沼液回田利用奠定基础。
2、在2016年我国主要农作物秸秆产量达9.84×108t，其中玉米秸秆占秸秆总量的41.92％，约为4.13×108t。秸秆中主要成分为半纤维素、纤维素和木质素，其中纤维素的含量最高。有研究发现纤维素可被β-葡糖苷酶和纤维素酶分解为葡萄糖，同时在外切葡聚糖酶和纤维寡聚物的还原作用下，也会将其转化为纤维二糖，最终在β-葡萄糖苷酶的作用下将纤维二糖转化为葡萄糖。可见纤维素、纤维二糖和葡萄糖均是秸秆水解过程的产物。本发明以来源广泛的秸秆及其水解产物作为共代谢基质，在实现促进废水中磺胺类抗生素降解的同时还能促使农作物秸秆的资源化处理，还具有处理成本低的优点。
附图说明
图1为本发明投加不同共代谢基质对废水中磺胺间甲氧嘧啶的降解率；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
对照例
接种污泥驯化：采集养猪场废水处理厂USR(升流式固体厌氧反应器)反应池中的消化污泥，使用生理盐水对消化污泥中的抗生素进行稀释，然后经驯化后作为后期实验的接种污泥；
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d，废水中磺胺间甲氧嘧啶的降解率为45.48±0.093％(对照组)。
实施例1
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质玉米秸秆，投加量为4.30g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d，废水中磺胺间甲氧嘧啶的降解率为62.60±1.80％(玉米秸秆1)。
实施例2
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质玉米秸秆，投加量为8.60g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d，废水中磺胺间甲氧嘧啶的降解率为71.04±0.245％(玉米秸秆2)。
实施例3
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质玉米秸秆，投加量为2.16g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d。
实施例4
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质纤维素，投加量为3.85g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d，废水中磺胺间甲氧嘧啶的降解率为61.52±0.45％(纤维素)。
实施例5
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质纤维素，投加量为0.8g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d。
实施例6
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质纤维二糖，投加量为3.89g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d，废水中磺胺间甲氧嘧啶的降解率为62.59±0.577％(纤维二糖)。
实施例7
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质纤维二糖，投加量为0.78g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d。
实施例8
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质葡萄糖，投加量为1.87g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d，废水中磺胺间甲氧嘧啶的降解率为62.28±0.147％(葡萄糖1)。
实施例9
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质葡萄糖，投加量为3.74g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d，废水中磺胺间甲氧嘧啶的降解率为65.34±0.35％(葡萄糖2)。
实施例10
依次向有效容积为500mL的血清瓶中投加经驯化的接种污泥100mL和实验废水400mL，接种污泥中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为0.022mg·kg-1，废水中磺胺间甲氧嘧啶的浓度为1mg·L-1，然后投加共代谢基质葡萄糖，投加量为0.75g/L，充氮驱氧，密封血清瓶，放入(35±1)℃恒温振荡器中培养，摇床转速为150r·min-1，厌氧发酵36d(葡萄糖3)。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，其特征在于：是以农作物秸秆、纤维素、纤维二糖或葡萄糖中的一种作为共代谢基质，加入养猪场废水中改善消化体系中的营养结构，促进养猪场废水中磺胺类抗生素的降解。
2.根据权利要求1所述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，其特征在于：所述农作物秸秆为水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆或其他秸秆中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，其特征在于：所述共代谢基质为玉米秸秆，在废水中的投加量为2.16-8.6g/L。
4.根据权利要求1所述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，其特征在于：所述共代谢基质为纤维素，在废水中的投加量为0.8-3.85g/L。
5.根据权利要求1所述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，其特征在于：所述共代谢基质为纤维二糖，在废水中的投加量为0.78-3.89g/L。
6.根据权利要求1所述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，其特征在于：所述共代谢基质为葡萄糖，在废水中的投加量为0.75-3.74g/L。
7.根据权利要求1所述的促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法，其特征在于：所述厌氧消化的温度为35±1℃。
CN202010574628.8A 2020-06-22 2020-06-22 一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法 Pending CN111675323A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010574628.8A CN111675323A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010574628.8A CN111675323A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111675323A true CN111675323A (zh) 2020-09-18

Family

ID=72436852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010574628.8A Pending CN111675323A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111675323A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101654311A (zh) * 2009-06-26 2010-02-24 上海大学 一种处理抗生素废水的新方法
US20130199996A1 (en) * 2012-02-06 2013-08-08 Brian B. Looney Ground water remediation using humate enhanced aerobic cometabolism
CN103739327A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 环境保护部华南环境科学研究所 一种高效降解畜禽粪便中磺胺类抗生素的厌氧堆肥方法
CN107265809A (zh) * 2017-04-28 2017-10-20 贵州大学 一种厌氧共代谢降解污泥中多环芳烃的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101654311A (zh) * 2009-06-26 2010-02-24 上海大学 一种处理抗生素废水的新方法
US20130199996A1 (en) * 2012-02-06 2013-08-08 Brian B. Looney Ground water remediation using humate enhanced aerobic cometabolism
CN103739327A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 环境保护部华南环境科学研究所 一种高效降解畜禽粪便中磺胺类抗生素的厌氧堆肥方法
CN107265809A (zh) * 2017-04-28 2017-10-20 贵州大学 一种厌氧共代谢降解污泥中多环芳烃的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DONGLE CHENG ET AL.: "Removal process of antibiotics during anaerobic treatment of swine wastewater", 《BIORESOURCE TECHNOLOGY》 *
甘硕儒: "含抗生素及重金属猪粪与秸秆厌氧共消化的效能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103740764B (zh) 一种沼气发酵用功能性生物催化剂及利用催化剂发酵的方法
Demirel et al. The roles of acetotrophic and hydrogenotrophic methanogens during anaerobic conversion of biomass to methane: a review
CN104529116B (zh) 一种利用纳米四氧化三铁提高厌氧消化产甲烷菌活性与产甲烷效率的方法
CN103937695B (zh) 一种处理畜禽养殖污水的复合生物菌剂及其制造方法
CN106148224B (zh) 一种秸秆降解酸化菌剂及其制造方法
CN106587559A (zh) 一种污泥厌氧消化的方法
KR20130000366A (ko) 복합미생물을 이용하여 하수슬러지를 지렁이 처리하여 제조하는 인공토양 제조 방법
CN101407761B (zh) 酵母融合菌、白地霉菌和根霉菌液体菌剂及其制备方法和应用
CN102206028B (zh) 一种全自动沼气生产净化装置及其应用
CN103011540B (zh) 一种减量处理生活污泥用复合生物酶制剂的生产方法
CN101864363A (zh) 一种复合菌剂及其应用
CN105969697B (zh) 一种用于秸秆堆肥的复配菌剂及其制备方法和应用
CN1896252A (zh) 利用有机物高效厌氧发酵生产沼气的方法
CN202017006U (zh) 一种用于沼气净化的微生态反应器
CN107337283B (zh) 一种用于生猪养殖污水活性污泥快速培养的方法
CN102061254A (zh) 一种利用复合材料促进固体有机废弃物产沼气的方法
CN103409469B (zh) 促进纤维素厌氧降解产甲烷的方法
CN106542652A (zh) 一种载体固定化微生物净水剂及其制备方法
CN112795597B (zh) 一种驯化稻田土壤促进秸秆快速水解的方法
CN106145382A (zh) 一种用于渔业养殖水体的微生物净水剂的制备方法
CN111675323A (zh) 一种促进养猪场废水中磺胺类抗生素降解的方法
CN102899361A (zh) 利用木质纤维原料产沼气的方法
CN103058478A (zh) 一种利用功能菌改善污泥厌氧消化性能并同步扩培的方法
CN110240284B (zh) 用于污水处理的微生物曲块、制备方法及其应用
CN106754543A (zh) 一种用于污泥厌氧发酵的微生物制剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200918