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處理量 | 3m3/h | 額定電壓 | 300v |
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水泵功率 | 3kw | 主體材質(zhì) | 不銹鋼 |
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濰坊中能美亞環(huán)保設(shè)備有限公司 |
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更新時(shí)間:2018-05-09 10:40:43瀏覽次數(shù):399
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禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理
基于抗性機(jī)制分類(lèi)畜禽養(yǎng)殖廢水中抗性基因賦存特征
針對(duì)抗性基因與基因轉(zhuǎn)移元件的相關(guān)性,sulI與intI1具有極顯著的相關(guān)性(p<0.001;r=0.803),這可能由于sulI經(jīng)常與一類(lèi)整合子結(jié)合在一起指出tetM可能由轉(zhuǎn)座子Tn916Tn1545和結(jié)合質(zhì)粒介導(dǎo).
3 畜禽養(yǎng)殖廢水中重金屬對(duì)抗生素抗性基因的影響
畜禽養(yǎng)殖過(guò)程在飼料中添加銅、鋅等重金屬引起豬糞水中抗銅、抗鋅細(xì)菌的增加,畜禽養(yǎng)殖廢水存在抗生素與重金屬?gòu)?fù)合污染特征.在重金屬的選擇壓力下,畜禽養(yǎng)殖糞水中重金屬抗性基因豐度較高.對(duì)豬飼料、腸道和糞便中抗銅細(xì)菌進(jìn)行了分析鑒定,發(fā)現(xiàn)豬糞中抗銅大腸桿菌與飼料中硫酸銅添加量正相關(guān),分離得到的239株抗銅細(xì)菌中攜帶抗銅基因pcoA、pcoC、pcoD,攜帶抗銅基因的細(xì)菌也同時(shí)攜帶鏈霉素和四環(huán)素的抗性基因(strA、strB、tetB).而研究了豬糞中抗鋅細(xì)菌的分布規(guī)律,結(jié)果表明豬糞中普遍存在抗鋅細(xì)菌,抗鋅大腸桿菌的檢出率與飼料中氧化鋅的添加成正相關(guān)關(guān)系;抗鋅菌株主要攜帶抗鋅基因zntA.
畜禽養(yǎng)殖環(huán)境重金屬的污染不僅引起重金屬耐受菌及抗銅、抗鋅基因豐度的提高,可能存在重金屬與抗生素的協(xié)同選擇作用(coselection),重金屬的選擇壓力可能使抗生素抗性基因豐度維持在較高水平.歐盟國(guó)家已禁止抗生素飼料添加劑的使用,但減少抗生素使用并不會(huì)阻止抗性基因的傳播,養(yǎng)殖場(chǎng)重金屬使用可能會(huì)通過(guò)協(xié)同選擇增加抗生素抗性基因的傳播.研究發(fā)現(xiàn)磺胺類(lèi)sulA與重金屬Hg、Cu、Zn具有顯著相關(guān)關(guān)系.研究發(fā)現(xiàn)豬場(chǎng)廢水中高濃度的Cu和Zn顯著提高了耐β內(nèi)酰胺大腸桿菌的豐度.
圖1 豬糞分離的具有重金屬與抗生素協(xié)同抗性的質(zhì)粒pMC2
指出重金屬和抗生素抗性的協(xié)同選擇機(jī)制主要是因?yàn)橹亟饘俸涂股氐目剐詸C(jī)制的耦合作用,包括叉抗性(crossresistance)和協(xié)同抗性(coresistance)叉抗性是某種抗性基因編碼的酶或蛋白具有提高細(xì)胞耐受多種抑菌物質(zhì)(如抗生素或重金屬)的能力,如多重藥劑外排泵(multi drug efflux pumps),其可以將毒性物質(zhì)迅速排出細(xì)胞外.而協(xié)同抗性指的是具有兩種或多種抗性功能的基因相互鄰近并在一個(gè)移動(dòng)基因元件上.如豬糞中分離的質(zhì)粒pMC2,攜帶大環(huán)內(nèi)脂、四環(huán)素等抗生素抗性基因和汞、鉻等重金屬抗性基因,具有很強(qiáng)的移動(dòng)和結(jié)合能力總結(jié)了畜禽糞便中重金屬引起抗生素協(xié)同抗性的zui小濃度(Minimum coselective concentration,MCC),Cu和Zn的MCC值分別為11.79和22.75 mg · kg-1 DM,但作者也指出非常缺乏畜禽養(yǎng)殖廢水重金屬對(duì)抗生素抗性基因協(xié)同選擇的數(shù)據(jù).另外,養(yǎng)殖廢水復(fù)合污染的特性也增加了抗性基因研究的難度.4 畜禽養(yǎng)殖廢水處理工藝對(duì)抗性基因的消減 (Removal of antibiotic resistance genes during process of animal wastewater treatment) 4.1 常規(guī)生物處理工藝
厭氧消化是畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)采用的廢水處理工藝.指出厭氧過(guò)程抑制細(xì)菌代謝,對(duì)抗性基因傳播具有抑制作用.指出ARGs去除與厭氧菌群結(jié)構(gòu)具有相關(guān)性,主要表現(xiàn)在抗性基因的宿主菌群在厭氧環(huán)境中的變化.
針對(duì)厭氧消化處理養(yǎng)殖廢水抗性基因的變化,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研較多,參數(shù)優(yōu)化的研究較少,針對(duì)豬場(chǎng)廢水的研究較多,其他種類(lèi)的養(yǎng)殖廢水研究較少,不同生物處理工藝抗性基因賦存特征詳見(jiàn)表 2.研究了不同規(guī)模豬場(chǎng)的廢水生物處理系統(tǒng)抗性基因去除效果,結(jié)果表明厭氧消化和好氧生物處理對(duì)tetA、tetW、sul1、sul2、blaTEM抗性基因平均去除率在33.3%~97.56%.考察了環(huán)境溫度下厭氧消化在不同季節(jié)的處理效果,夏季ermB、ermF、ermX的去除效果優(yōu)于冬季,夏季厭氧消化出水較豬場(chǎng)原廢水ermB、ermF、ermX和tetG平均降低1.2、0.8、0.7和1.1 log copies · mL-1,表明溫度是厭氧消化去除抗性基因的重要控制指標(biāo).針對(duì)溫度對(duì)厭氧消化抗性基因消減的影響,)指出高溫厭氧消化對(duì)四環(huán)素類(lèi)抗性基因tetA、tetO、tetW、tetX有顯著去除,它們的去除符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,而tetL只存在于革蘭氏陰性菌,厭氧處理對(duì)其去除效果不明顯,而在好氧高溫處理(55 ℃)過(guò)程中tetL豐度表現(xiàn)出線(xiàn)性降低趨勢(shì).比較了高溫和中溫厭氧消化對(duì)牛糞中耐藥菌的影響,結(jié)果表明高溫可全部消滅多重耐藥菌(抗頭孢唑啉、新霉素、萬(wàn)古霉素、土霉素、氨芐西林等),而中溫發(fā)酵只可以去除多重耐藥菌1~2 log cfu · mL-1.
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豬場(chǎng)廢水生物處理過(guò)程中抗性基因的賦存特性
除厭氧消化工藝以外,氧化塘、人工濕地也是畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廣泛使用的廢水處理工藝.Joy等.調(diào)查了氧化塘儲(chǔ)存豬場(chǎng)廢水40 d抗性基因的變化,ermB和ermF的豐度分別降低了50%~60%和80%~90%,而tetX和tetQ豐度的消減符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型.將氧化塘處理豬場(chǎng)廢水后抗性基因的去除趨勢(shì)歸為兩類(lèi),一類(lèi)是相對(duì)豐度大幅降低甚至低于檢測(cè)限,包括tetB、tetL;另一類(lèi)為經(jīng)處理后豐度不變甚至有所提高,包括tetG、tetM、tetO和tetX,可能因?yàn)檫@類(lèi)基因常位于轉(zhuǎn)移原件上,在廢水中發(fā)生了基因的水平轉(zhuǎn)移.鄭加玉等采用水平流人工濕地處理豬場(chǎng)廢水,結(jié)果表明tetW、tetM和tetO的濃度平均去除率分別為95.73%、92.21%和95.05%;可能由于土壤對(duì)抗性基因的吸附作用,濕地土壤中抗性基因的豐度有明顯升高現(xiàn)象.Liu等模擬垂直流人工濕地中添加沸石研究抗性基因的消減規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在HRT為30 h時(shí)豬場(chǎng)廢水抗性基因去除效果較好.
4.2 膜生物反應(yīng)器(Membrane bioreactor,MBR)工藝
膜分離技術(shù)近年已在畜禽養(yǎng)殖廢水處理領(lǐng)域得到了一定的研究與應(yīng)用,并日益得到重視.例如,Padmasiri等采用厭氧MBR處理豬場(chǎng)廢水,有機(jī)負(fù)荷為1.0 kg · m-3 · d-1高于其他厭氧消化工藝采用好氧MBR處理豬場(chǎng)厭氧消化液TN負(fù)荷0.11 kg · m-3 · d-1較高.然而針對(duì)MBR處理畜禽養(yǎng)殖廢水抗性基因去除規(guī)律的研究較少.Du等調(diào)研了污水處理廠采用A2OMBR工藝處理生活和工業(yè)混合廢水對(duì)四環(huán)素類(lèi)和磺胺類(lèi)抗性基因的去除效果,結(jié)果表明MBR工藝對(duì)tetG、tetW、tetX、sul1和intI1分別去除了2.20、2.90、1.71、2.15和2.07 log copies · mL-1,膜出水抗性基因豐度仍然較高(2.85~4.97 log copies · mL-1),然而作者并未給出膜孔徑等膜分離工藝參數(shù).
同常規(guī)生物處理工藝相比,MBR的生物量高,可能存在較大的抗性基因水平轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn).Yang等以RP4質(zhì)粒作為水平轉(zhuǎn)移研究對(duì)象,研究了MBR中抗性基因的水平轉(zhuǎn)移效率,結(jié)果表明RP4在MBR中維持較高豐度104 copies/mg · biosolid,具有較高的水平轉(zhuǎn)移效率(2.76×10-5/recipient),而RP4在常規(guī)活性污泥法的水平轉(zhuǎn)移效率約4×10-6 /recipient;盡管存在較高的水平轉(zhuǎn)移效率,但由于微濾膜(PVDF,0.22 μm)的截留作用,出水檢測(cè)不到攜帶抗性基因的RP4.由于膜的截留,一方面可消減膜出水的抗性基因濃度,另一方面導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高,可能使抗性基因在反應(yīng)器內(nèi)積累,提高了污泥中抗性基因的水平傳播.污泥是重要的抗性基因蓄積庫(kù),經(jīng)過(guò)堆肥或厭氧消化處理后作為肥料土地利用,污泥的土地利用存在抗性基因的污染隱患.
污水簡(jiǎn)介
養(yǎng)殖場(chǎng)污水主要包括尿、部分糞便和沖洗水,屬高濃度有機(jī)污水,而且懸浮物和氨氮含量大。這種未經(jīng)處理的污水進(jìn)入自然水體后,使水中固體懸浮物、有機(jī)物和微生物含量升高,改變水體的物理、化學(xué)和生物群落組成,使水質(zhì)變壞。污水中還含有大量的病原微生物將通過(guò)水體進(jìn)行擴(kuò)散傳播,危害人畜健康。為了做到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的三者有機(jī)結(jié)合,必須對(duì)其污水進(jìn)行有效的治理。
污水特點(diǎn)
養(yǎng)殖污水具有典型的“三高特征”即有機(jī)物濃度高COD高達(dá)3000-12000mg/l,氨氮高達(dá)800-2200mg/l,懸浮物多SS超標(biāo)數(shù)十倍,色度深,并含有大量的細(xì)菌,氨氮、有機(jī)磷含量高??缮院?,沖擊負(fù)荷大。
處理方法
養(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理方法可簡(jiǎn)單地歸納為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法,應(yīng)用廣泛的是生物處理法,即主要通過(guò)微生物的生命過(guò)程把污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為新的微生物以及簡(jiǎn)單形式的無(wú)機(jī)物,從而達(dá)到去除有機(jī)物的目的。廢水自流進(jìn)入格柵池,其作用是去除污中固體懸浮物,然后廢水流至調(diào)節(jié)池,在調(diào)節(jié)池內(nèi)有效地進(jìn)行水量和水質(zhì)調(diào)節(jié),經(jīng)提升泵送入缺氧池,在缺氧池,污水經(jīng)厭氧消化,去除部分污染物質(zhì),部分難降解的有機(jī)物質(zhì)在此轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)有利于好氧消化處理。流入好氧池后,填料上吸附的大量活性生物膜,在氧氣充足的條件下,生物膜內(nèi)的菌體大量吞食污水中的有機(jī)污染物,進(jìn)行新陳代謝,去除水中的有機(jī)污染物,水中的懸浮物沉淀到污泥斗中,污泥在斗中經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的濃縮后,定期回流到調(diào)節(jié)池,剩余污泥排入干化池進(jìn)行干化和回收處理,出水經(jīng)兼性塘進(jìn)行后續(xù)處理后達(dá)標(biāo)排放。
設(shè)備結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
一體化污水處理設(shè)備因?yàn)槁竦卦O(shè)置,維修與保養(yǎng)較為困難,因此在設(shè)計(jì)中該設(shè)備就考慮了它的免維護(hù)性,整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)合理可靠,同時(shí)也考慮到即使發(fā)生一些故障,也可通過(guò)設(shè)備的各檢查孔進(jìn)入設(shè)備內(nèi)。一體化污水處理設(shè)備所有設(shè)施均設(shè)置在若干個(gè)箱體內(nèi),主體設(shè)備材質(zhì)為碳鋼結(jié)構(gòu),均作深度防腐。內(nèi)外表面采用機(jī)械除銹處理后,采用環(huán)氧瀝青漆做多層防腐,使用壽命一般可達(dá)15年以上。
地埋式生活污水處理裝置的適用范圍
1、賓館、飯店、療養(yǎng)院、醫(yī)院;
2、住宅小區(qū)、村莊、集鎮(zhèn);
3、車(chē)站、飛機(jī)場(chǎng)、海港碼頭、船舶;
4、工廠、礦山、旅游點(diǎn)、風(fēng)景區(qū);
5、與生活污水類(lèi)似的各種工業(yè)有機(jī)廢水。
地埋式生活污水處理裝置的基礎(chǔ)安裝、使用、維護(hù)
1、基礎(chǔ):WSZ系列設(shè)備如放置在地坪以上,只需準(zhǔn)備一塊與設(shè)備外形相同的混凝土地坪作為基礎(chǔ)?;A(chǔ)承壓必須大于4T/m2,也同時(shí)要求水平、平整。
如設(shè)備埋于地坪以下,基礎(chǔ)標(biāo)高必須小于或等于設(shè)備標(biāo)高并保證下雨不積水,基礎(chǔ)一般是素混凝土(是否配筋視當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況而定)。
2、安裝:根據(jù)安裝圖就位,各箱體依次就位,箱體的位置、方向不能放錯(cuò),互相間距必須準(zhǔn)確,并連接好管道。
在設(shè)備內(nèi)注入清水,檢查各管道有無(wú)滲漏,若無(wú)則箱體四周覆土,直至設(shè)備檢查孔,并平整地面。把電控箱控制線(xiàn)與水泵接通,電控箱與電源接通,接線(xiàn)時(shí)注意風(fēng)機(jī)、電機(jī)的轉(zhuǎn)向,必須與風(fēng)機(jī)所指方向相同。
禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理
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