申请日20200622
公开(公告)日20200918
IPC分类号C02F3/28; C02F101/38; C02F101/30; C02F103/20
摘要
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。
权利要求书
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℃。
说明书
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。（发明人李江;杨钊;袁华宇;吴天宇;李彦澄;吴永贵;张钰萍）
