【摘要】：近年來,隨著抗生素在畜禽養(yǎng)殖過程中的大量使用,養(yǎng)殖廢水中殘留抗生素及其抗性基因(ARGs)已經(jīng)成為環(huán)境中抗生素和抗性基因污染的重要來源。傳統(tǒng)的豬場養(yǎng)殖廢水處理工藝雖然對COD、NH4+-N、TN和TP等常規(guī)污染物有一定的去除效果,但是并不能有效去除豬場養(yǎng)殖廢水中的抗生素,甚至會加速ARGs的產(chǎn)生和擴散。A04微氧曝氣系統(tǒng)能有效去除養(yǎng)殖廢水中常規(guī)污染物,但是其對抗生素及其ARGs是否具有顯著的削減效果目前尚不清楚。本文通過運行豬場養(yǎng)殖廢水A04微氧曝氣系統(tǒng)中試裝置,采用超高液相色譜連用質(zhì)譜(LC-MS/MS)和實時熒光定量PCR技術定量分析廢水處理過程中抗生素濃度及其抗性基因的豐度變化規(guī)律,闡明了該系統(tǒng)對豬場養(yǎng)殖廢水中抗生素及其抗性基因的削減效果,初步揭示了相關的削減機理。主要研究結(jié)果如下:(1)AO4微氧曝氣系統(tǒng)可有效去除豬場養(yǎng)殖廢水中COD、NH4+-N、TN和TP等常規(guī)污染物。在200天穩(wěn)定運行期間,AO4微氧曝氣系統(tǒng)對養(yǎng)殖廢水COD、NH4+-N、TN、TP的去除率分別達到95%、95%、90%和95%以上,出水水質(zhì)明顯優(yōu)于《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(二次征求意見稿)的排放要求。(2)AO4微氧曝氣系統(tǒng)能有效削減豬場養(yǎng)殖廢水中的殘留抗生素濃度。AO4微氧曝氣系統(tǒng)維持相對較高的污泥濃度,能促進活性污泥對抗生素的吸附和降解,去除效果優(yōu)于傳統(tǒng)的豬場養(yǎng)殖廢水處理工藝。根據(jù)廢水中12種殘留抗生素的定量分析,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)對四環(huán)素類、磺胺類和喹諾酮類抗生素的去除率分別為99.34%,98.71%和88.52%。進一步分析表明,四環(huán)素類和喹諾酮類抗生素的削減機制主要為活性污泥吸附,而磺胺類抗生素的削減機制則主要為微生物降解或轉(zhuǎn)化。(3)AO4微氧曝氣系統(tǒng)可顯著降低豬場養(yǎng)殖廢水中ARGs絕對豐度,低DO濃度對削減ARGs相對豐度至關重要。系統(tǒng)對豬場養(yǎng)殖廢水中檢測到的6種ARGs絕對豐度的削減級數(shù)為104～106。A04微氧曝氣系統(tǒng)運行過程中,低溶氧濃度運行條件有利于提升廢水處理系統(tǒng)總細菌含量,增加質(zhì)粒等可移動遺傳元件復制的代謝負荷,抑制ARGs產(chǎn)生和擴散,從而降低處理過程廢水中ARGs的相對豐度。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X713
【圖文】：

２．１邋ＡＯ４微氧曝氣系統(tǒng)啟動和運行逡逑在杭州市余杭區(qū)某規(guī)模化養(yǎng)豬場內(nèi)搭建中試規(guī)模的ＡＯ４微氧曝氣處理系統(tǒng)，逡逑具體流程如圖２－１所示。該系統(tǒng)由前置缺氧池、四級微氧曝氣池、沉淀池和混凝逡逑沉淀池組成。其中前置缺氧池（Ａ池）作為反硝化池，充分利用廢水中碳源實現(xiàn)逡逑反硝化脫氮。后接四級微氧曝氣池（０１－０４），通過在線溶氧儀將微氧曝氣池中逡逑溶解氧濃度（Ｄ０）控制在０．５邋ｍｇ／Ｌ以下，從而實現(xiàn)同步硝化反硝化。在沉淀池逡逑進行泥水分離，生化尾水進入混凝沉淀池，經(jīng)過混凝沉淀后達標排放。逡逑（１）逡逑Ｉｎｆｌｕｅｎｔ邐邐，邋；邐邐邐ｊ邐＾逡逑Ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃ邋（Ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃ邋（）逡逑ｐｕｍｐ邋Ｓｉ邐Ｊ邐ｐｕｍｐ邋邐ｒ逡逑ｔｇ－邋（３）邋１＂邋（４）￣１（５）邐Ｔ（６）邋］逡逑ｗ邋？ａ0）Ａ＝逡逑Ｔ邐如邋Ｉ邋？邋Ｉ邋Ｔ邋Ｅｘｃｅｓｓ邋ｓｌｕｄｇｅ邋＾逡逑Ｓ＇ＵｄｇｅｒｅＣ－ＶＣｌｅＳ￣＾——ｔｅ邋Ｐｕｍｐ（８）逡逑圖２－１邋ＡＯ４微氧曝氣處理系統(tǒng)工藝流程及取樣點示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓａｍｐｌｉｎｇ邋ｓｉｔｅｓ邋ａｎｄ邋ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ邋ｏｆ邋ＡＯ４邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑（１）進水，（２）邋Ａ池泥水混合物，（３）邋Ｏｌ池泥水混合物，（４）邋０２池泥水混合物，（５）邋０３逡逑池泥水混合物，（６）邋０４泥水混合物，（７）沉淀池回流污泥，（８）混凝沉淀池污泥，（９）沉逡逑淀池上清液

３．１邋ＡＯ４徽氧曝氣系統(tǒng)對養(yǎng)殖廢水中傳統(tǒng)污染物的去除效果逡逑Ａ０４微氧曝氣系統(tǒng)對豬場養(yǎng)殖廢水中傳統(tǒng)污染物的削減具有良好的效果、逡逑穩(wěn)定性和抗沖擊能力。如圖３－１所示，進水ＣＯＤ波動范圍為３４００－７０００邋ｍｇ／Ｌ。逡逑豬場養(yǎng)殖廢水水質(zhì)一定程度上受天氣情況影響，在降雨較多的天氣豬場養(yǎng)殖廢水逡逑中ＣＯＤ濃度相對較低，而溫度較高的天氣厭氧發(fā)酵反應效果較好，導致厭氧沼逡逑液中ＣＯＤ濃度相對較低，而系統(tǒng)進水由豬場原水和厭氧沼液配比而成，因此厭逡逑氧沼液中ＣＯＤ濃度降低會導致系統(tǒng)進水水質(zhì)會出現(xiàn)波動。但是經(jīng)過Ａ０４微氧曝逡逑氣處理系統(tǒng)處理后出水水質(zhì)相對穩(wěn)定，除１００－１２０邋ｄ因氣溫突然降低導致出水逡逑ＣＯＤ略微上升以外，其他時段出水水質(zhì)基本維持在１５０ｍｇ／Ｌ以下，優(yōu)于《畜禽逡逑養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）的排放標準。ＣＯＤ的去除率保持在逡逑９５％以上

３．１邋ＡＯ４徽氧曝氣系統(tǒng)對養(yǎng)殖廢水中傳統(tǒng)污染物的去除效果逡逑Ａ０４微氧曝氣系統(tǒng)對豬場養(yǎng)殖廢水中傳統(tǒng)污染物的削減具有良好的效果、逡逑穩(wěn)定性和抗沖擊能力。如圖３－１所示，進水ＣＯＤ波動范圍為３４００－７０００邋ｍｇ／Ｌ。逡逑豬場養(yǎng)殖廢水水質(zhì)一定程度上受天氣情況影響，在降雨較多的天氣豬場養(yǎng)殖廢水逡逑中ＣＯＤ濃度相對較低，而溫度較高的天氣厭氧發(fā)酵反應效果較好，導致厭氧沼逡逑液中ＣＯＤ濃度相對較低，而系統(tǒng)進水由豬場原水和厭氧沼液配比而成，因此厭逡逑氧沼液中ＣＯＤ濃度降低會導致系統(tǒng)進水水質(zhì)會出現(xiàn)波動。但是經(jīng)過Ａ０４微氧曝逡逑氣處理系統(tǒng)處理后出水水質(zhì)相對穩(wěn)定，除１００－１２０邋ｄ因氣溫突然降低導致出水逡逑ＣＯＤ略微上升以外，其他時段出水水質(zhì)基本維持在１５０ｍｇ／Ｌ以下，優(yōu)于《畜禽逡逑養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）的排放標準。ＣＯＤ的去除率保持在逡逑９５％以上

【參考文獻】

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1 莊榆佳;趙憶;蘇建強;耿春女;;抗生素抗性基因在養(yǎng)殖廢水中的分布與去除[J];環(huán)境化學;2017年11期

2 劉銳;;規(guī)�；i場廢水典型抗生素抗性基因的調(diào)查研究[J];家畜生態(tài)學報;2017年11期

3 趙晶;畢春娟;陳振樓;施慶;李林茹;姚春霞;;上海市崇明島養(yǎng)殖場周邊環(huán)境中氟喹諾酮類抗生素的含量特征[J];生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報;2017年02期

4 莊榆佳;高陽俊;鄧玉君;張嫻;耿春女;;微生物固化曝氣技術對養(yǎng)殖廢水的深度處理[J];環(huán)境化學;2015年07期

5 隋倩雯;張俊亞;魏源送;陳梅雪;董紅敏;;畜禽養(yǎng)殖廢水生物處理與農(nóng)田利用過程抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)歸特征研究進展[J];環(huán)境科學學報;2016年01期

6 衛(wèi)丹;萬梅;劉銳;王根榮;張汛達;文曉剛;趙遠;陳呂軍;;嘉興市規(guī)�；B(yǎng)豬場沼液水質(zhì)調(diào)查研究[J];環(huán)境科學;2014年07期

7 李文哲;徐名漢;李晶宇;;畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用技術發(fā)展分析[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2013年05期

8 萬明春;;江西生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及建議[J];江西畜牧獸醫(yī)雜志;2012年04期

9 陳列君;;抗生素使用現(xiàn)狀及相關問題探討[J];咸寧學院學報(醫(yī)學版);2012年02期

10 董洪梅;萬大娟;;畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術研究進展[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2011年13期

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1 應光國;;中國抗生素使用與流域污染[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第二十六分會：環(huán)境化學[C];2016年

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1 何洋洋;以AO~4微氧曝氣工藝為核心的垃圾滲濾液處理技術研究[D];浙江大學;2016年

2 閭幸;生豬養(yǎng)殖廢水及地表水中獸用抗生素污染現(xiàn)狀與處理技術研究[D];上海師范大學;2013年

3 閆書海;畜禽養(yǎng)殖廢水/糞便中典型抗藥基因的調(diào)查研究[D];浙江大學;2013年

本文編號：2749835