[发明专利]一种医疗废水或医疗废水处理工艺产生的污泥中的抗生素抗性基因的处理方法

说明书

本发明公开了一种医疗废水或医疗废水处理工艺产生的污泥中的抗生素抗性基因的处理方法，属于污水处理领域。医疗废水中抗生素抗性基因的处理装置为生物电化学系统，具体为：以纳米CaO₂负载石墨毡电极作为阳极，碳纤维刷作为阴极，两极室之间由阳离子交换膜分隔，重铬酸钾溶液为阴极液，将医疗废水或医疗废水处理工艺产生的污泥作为阳极底物，阴、阳极通过导线连接构成完整的电路，所述生物电化学系统进行闭路运行。纳米CaO₂电极遇水反应生成羟基自由基，削减医疗废水处理工艺中产生污泥中的ARGs，尤其是对四环素类和磺胺类抗生素抗性基因的削减效果最佳。

技术领域

本发明涉及一种医疗废水或医疗废水处理工艺产生的污泥中的抗生素抗性基因的处理方法，属于污水处理领域。

背景技术

近年来，抗生素被广泛用于人类和兽类传染病的治疗上，而大部分抗生素并不能被人体和动物代谢吸收，导致大量抗生素进入污水中，其中医疗废水中含有的抗生素浓度极高，并产生了一定丰度的抗生素抗性基因(ARGs)，这些ARGs经水处理工艺后传递至末端产物污泥中。污水处理厂作为抗生素进入环境的最后一道屏障，其现有工艺不能有效去除污水中的抗生素，可能还会导致抗生素抗性基因的扩增和转移。

环境中的抗生素抗性基因的主要削减方法和途径主要有：

1.高/低温厌氧处理

高/低温厌氧处理是利用厌氧技术在高温或低温的环境中处理污泥的方法，温度会改变环境中菌群的DNA组成结构，有效去除抗生素抗性基因。但是厌氧生物启动与处理时间长，处理过程反应复杂、反应速度较慢，产能少；厌氧生物对温度、pH等环境因素更为敏感，低温下降解速率低。

2.光降解

光降解是指通过光化学反应灭活细胞的方法，该方法可以加速抗生素抗性基因的削减，由光合作用产生的生态压力控制着抗性基因在水中的归趋。但光照对四环素类抗性基因有一定的选择作用，所需紫外剂量较高，远超过实际应用的剂量。目前，该技术大多与其他物质或工艺组合使用。

发明内容

本发明提供了一种用于有效削减污泥中抗生素抗性基因的方法，尤其是针对医疗废水处理工艺产生的污泥的方法。

本发明提供了一种医疗废水或医疗废水处理工艺产生的污泥中的抗生素抗性基因的处理方法，所述处理方法中所使用的装置为生物电化学系统，具体为：以纳米CaO₂负载石墨毡电极作为阳极，碳纤维刷作为阴极，两极室之间由阳离子交换膜分隔，将铁氰化钾溶液和磷酸二氢钾溶液按比例混合作为阴极液，将医疗废水或医疗废水处理工艺产生的污泥作为阳极底物，阴、阳极通过导线连接构成完整的电路，所述生物电化学系统进行闭路运行。

进一步地，上述技术方案中，所述纳米CaO₂负载石墨毡电极的纳米CaO₂负载量为0.3g～0.7g。

进一步地，上述技术方案中，所述铁氰化钾溶液的浓度为0.1mol/L，磷酸二氢钾溶液的浓度为0.1mol/L，铁氰化钾溶液与磷酸二氢钾溶液的混合比例为按体积比1:1混合。

进一步地，上述技术方案中，生物电化学系统外接500Ω或1000Ω电阻。

进一步地，上述技术方案中，阳极底物为医疗废水处理工艺产生的污泥时，需利用超声细胞破碎仪在30％～60％功率下处理15～40分钟后使用。

进一步地，上述技术方案中，所述纳米CaO₂负载石墨毡电极的制备方法，包括如下步骤：

(1)合成纳米CaO₂；