大型养鹅场污水处理工艺 返回列表页

大型养鹅场污水处理工艺 

畜禽养殖废水中抗生素抗性基因分布

　　抗性基因根据其抗性机制不同分为3类，分别为降低细胞内抗生素浓度(包括降低细胞通透性或外排)、靶向改变(包括靶向保护或靶向突变)以及抗生素失活.畜禽养殖业抗生素的大量使用引起养殖环境抗性基因丰度的提高，抗性基因与抗生素之间存在相关关系.检测了我国3个省36份猪场环境样品(包括粪便、堆肥、土壤)中的149种抗性基因，结果表明检出的抗性基因对应的抗生素分别为大环内脂林可霉素链阳杀菌素B(macrolidelincosamidestreptogramin B，MLSB)、β内酰胺类、四环素类、喹诺酮氯霉素胺酰醇类、万古霉素等，按抗性机制分类抗生素失活检出率高，其后依次为外排和细胞保护机制;而抗性基因丰度与转座酶基因丰度、铜、土霉素含量具有正相关关系.较高的抗性基因丰度可能由于在抗生素的选择压力下抗性基因宿主细菌的增殖，以及某些抗性基因通过移动基因元件( genetic elements)发生基因水平转移(Horizontal gene transfer).

　　在畜禽养殖废水方面，四环素类、磺胺类、大环内脂类抗生素的抗性基因研究较多，按抗性机制分类，畜禽养殖废水中抗性基因分布特征详见表 1.)测试了猪场废水中不同机制的四环素抗性基因，发现核糖体保护(靶向保护)抗性基因(tetQ、tetM、tetW、tetO)比外排泵机制抗性基因(tetA、tetB、tetC、tetL)、酶修饰(抗生素失活机制)抗性基因(tetX)丰度高，其在猪场废水中丰度分别为9.25×10-2、5.53×10-2、1.69×10-2和1.32×10-2 copies/16S rRNA.而和)研究也表明tetQ、tetM、tetW、tetO在猪场废水中具有较高的丰度.)研究了猪粪水厌氧发酵土壤生态系统中3种核糖体保护机制的四环素类抗性基因丰度tetQ>tetO>tetW，其中tetQ平均丰度高1.84×10-1 copies/16S rRNA.)调查了上海地区猪场和牛场废水中磺胺类和四环素类抗性基因，含量高的分别为sulA(108~1010 copies · mL-1)和tetW(106~107 copies · mL-1)，而sulIII含量与磺胺类抗生素浓度的相关性较好，这可能与磺胺类抗生素易生物降解性有关;tetM含量与四环素类抗生素浓度相关性较弱.)也指出TC与tet无显著相关性.除四环素类与磺胺类抗生素之外，泰乐菌素是应用广泛的兽用抗生素之一，可能引起大环内脂类抗性基因以及MLSB的多重抗性基因丰度的提高.)对3家猪场大环内脂抗性基因erm进行了定量检测，废水中ermB、ermF含量较高(在108~1010 copies · mL-1之间)，而ermX在104~106 copies · mL-1范围.通过寡聚糖杂交探针测试方法，发现猪粪水和氧化塘废水中50%的rRNA携带MLSB多重抗性基因.

 基于抗性机制分类畜禽养殖废水中抗性基因赋存特征

　　针对抗性基因与基因转移元件的相关性，sulI与intI1具有极显著的相关性(p<0.001;r=0.803)，这可能由于sulI经常与一类整合子结合在一起指出tetM可能由转座子Tn916Tn1545和结合质粒介导.

　　3 畜禽养殖废水中重金属对抗生素抗性基因的影响 

　　畜禽养殖过程在饲料中添加铜、锌等重金属引起猪粪水中抗铜、抗锌细菌的增加，畜禽养殖废水存在抗生素与重金属复合污染特征.在重金属的选择压力下，畜禽养殖粪水中重金属抗性基因丰度较高.对猪饲料、肠道和粪便中抗铜细菌进行了分析鉴定，发现猪粪中抗铜大肠杆菌与饲料中硫酸铜添加量正相关，分离得到的239株抗铜细菌中携带抗铜基因pcoA、pcoC、pcoD，携带抗铜基因的细菌也同时携带链霉素和四环素的抗性基因(strA、strB、tetB).而研究了猪粪中抗锌细菌的分布规律，结果表明猪粪中普遍存在抗锌细菌，抗锌大肠杆菌的检出率与饲料中氧化锌的添加成正相关关系;抗锌菌株主要携带抗锌基因zntA.

　　畜禽养殖环境重金属的污染不仅引起重金属耐受菌及抗铜、抗锌基因丰度的提高，可能存在重金属与抗生素的协同选择作用(coselection)，重金属的选择压力可能使抗生素抗性基因丰度维持在较高水平.欧盟国家已禁止抗生素饲料添加剂的使用，但减少抗生素使用并不会阻止抗性基因的传播，养殖场重金属使用可能会通过协同选择增加抗生素抗性基因的传播.研究发现磺胺类sulA与重金属Hg、Cu、Zn具有显著相关关系.研究发现猪场废水中高浓度的Cu和Zn显著提高了耐β内酰胺大肠杆菌的丰度.

消毒工艺

　　已有研究考察了消毒工艺(包括紫外、臭氧、加氯)处理畜禽养殖废水时对耐药菌的杀灭效果.研究发现，加氯量和臭氧用量分别为30 mg · L-1和100 mg · L-1时，猪场氧化塘废水中细菌总数分别去除了2.2~3.4 log cfu · mL-1和3.3~3.9 log cfu · mL-1，然而林可酰胺、金霉素、磺胺甲恶唑耐药菌对加氯消毒不敏感，而四环素耐药菌对加氯消毒敏感，臭氧对耐药菌的影响并未给出相应结果.加氯对抗万古霉素肠球菌具有较好的灭杀作用.而GomezAlvarez等研究加氯消毒对饮用水中抗性基因的影响，宏基因组数据表明加氯消毒后饮用水中仍含有编码β内酰胺酶(bla)、外排泵等抗生素抗性基因，表明耐受氧化性的细菌同时携带抗生素抗性基因.关于紫外和臭氧对畜禽养殖废水抗性基因的去除研究较为缺乏,研究了紫外灭菌对市政排水抗性基因消减的影响，结果表明紫外强度为249.5 mJ · cm-2时对抗性基因消减效果chericia coli， E. coli)的去除，结果表明臭氧剂量为3 mg · L-1时耐药性E. coli去除了1 log.

　　4.4 组合工艺

　　畜禽养殖废水通常采用厌氧好氧组合工艺进行处理.Chen等在监测某猪场夏季废水处理工艺对抗性基因去除效果时，发现经过厌氧消化好氧滤池处理，ermB丰度分别降低了1.2 log、0.9 log copies · mL-1，而ermB在出水储存池中已低于检测限;tetG在厌氧、好氧过程分别降低了1.1 log、3.4 log copies · mL-1.对我国东部某猪场废水采用厌氧消化与氧化塘组合工艺去除抗性基因的效果进行了调查，发现tetO、tetQ、tetW有明显去除，丰度从10-1降至10-3 copies/16S rRNA，这可能由于tetQ和tetW宿主细菌多为厌氧菌，而tetO多为好氧菌携带，这些抗性基因无法在厌氧好氧交替环境中维持.而关于生物处理与消毒组合工艺对畜禽废水中抗性基因的去除作用，研究结果非常缺乏.

　　5 畜禽养殖废水农田利用对土壤和植物中抗性基因的影响

　　由于畜禽养殖废水中富含有机质、氮、磷等营养物质，通常经过厌氧发酵、氧化塘等工艺处理后，作为肥水还田利用，这既节约了处理成本，也促进了养分循环利用，目前我国、美国、欧洲等国家都推行畜禽养殖废水的农田利用.然而，畜禽养殖废水农田利用可能产生抗性基因从养殖场向农田土壤的传播风险.

　　土壤是重要的抗性基因储存库，其中主要的抗性基因来源包括土壤中固有的抗性微生物所携带的抗性基因，以及外源进入土壤中抗性微生物所携带的抗性基因，但有关土壤中抗性基因的研究较为缺乏.)指出猪粪施用于农田存在抗性基因的水平转移风险，由于粪源微生物与土壤微生物不同，粪源微生物进入土壤后在几个月中大量消失，但抗性基因可通过水平转移进入土壤本土微生物中，进而引起土壤微生物抗性基因丰度的增加.而研究发现牛粪农田利用引起土壤中抗性基因blaCEP丰度的提高是由于携带抗性基因的假单胞菌(Pseudomonas sp.)和紫色杆菌(Janthinobacterium sp.)的增殖，而这两种细菌来自于土壤，而非粪便引入.粪便农田利用可引起抗性基因丰度提高，但其微生物学机制仍不明确.

养殖污水概况

　　随着我国畜禽业的迅猛发展，养殖污水污染将不断加剧，其污染防治迫在眉睫。养殖污水具有典型的“三高”特征，CODCR高达3000~12000MG/L，氨氮高达800~2200MG/L，SS超标数十倍。限于养殖业是薄利行业，目前的处理工艺仅能针对CODCR的大幅削减，而对氨氮达标排放尚存在很大的技术经济难度。规模化畜禽养殖污水处理目前已引起养殖场业主及有关部门的高度重视，采取一系列防治措施及选用经济、高效的处理技术已刻不容缓。随着国家污水排放标准日益更新，高浓度养殖污水达标排放问题更加突出。

养殖污水处理设备适用范围

　　适用于各种养殖场（养鸡场、养猪场、养牛场等）产生的污水。

地埋式污水处理设备的优点

1、本公司研发生产的一体化养猪场污水处理设备经碳钢防腐处理或采用不锈钢构件，现场拼接组合而成，重量轻巧，易于运输，方便安装；

2、养猪场污水处理采用玻璃钢、碳钢、不锈钢防腐结构，具有耐腐蚀、抗老化等优良特性，使用寿命长达30 年以上；

3、放置于地表以上或者以下，节省用地，不需要建房及采暖、保温。大限度的实现了设备的集成，减少占地面积；

4、无污染，无异味，减少二次污染；

5、不受污水量的限制，机动灵活，可单个使用，也可多个联合使用。

6、整个设备处理设备配有自动电气控制设备和设备故障报警设备，运行安全可靠，平时一般不需要专人管理，只需适时地对设备进行维护和保养，管理费用小。

地埋式污水处理装置：

设备主体结构采用钢制结构一体化组合形式，布置方式为全地埋式，设备的运行方式为全自动运行、免维护操作管理。

1. 采用成熟的A/O生化处理工艺，具有良好的去除污水中的有机物和较好的脱氮功能，以满足排放标准的要求；

2. 具有较好的耐冲击负荷能力，以适应水质、水量变化的特点；

3. 工艺采用前置反硝化，由于脱氮过程中以污水中有机物为碳源进行反应，大大降低有机物，减少后生化处理有机物浓度；

4. 采用新型填料，挂膜快，寿命长，处理见效快；

5.充分考虑二次污染产生的可能性，将其影响降低至低程度；

6. 采用集中控制、自动化运行，易于管理维修，提高系统可靠性、稳定性。

7. 系统处理设施全部设置在地表以下，不占地表面积，可作绿化，又利于防冻。

大型养鹅场污水处理工艺

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