[发明专利]含抗生素养猪废水的两级微生物处理方法

说明书

本发明公开了一种含抗生素养猪废水的两级微生物处理方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：第一步：在厌氧发酵罐内填充厌氧污泥，将含抗生素养猪废水经沉降池沉降后通入在厌氧发酵罐；第二步：对厌氧发酵罐内的厌氧污泥进行驯化；第三步：驯化阶段完成后进入稳定厌氧发酵阶段，去除废水中的氮、磷、COD和抗生素污染物；厌氧发酵过程产生的沼气可进行燃烧供热或提纯并网；沼气提纯及燃烧获得的含CO₂气体可作为微藻生长碳源；第四步：稳定厌氧发酵完成后，将厌氧发酵罐内的发酵沼液排出至缓冲池，再通入微藻光生物反应器进行微藻培养处理；第五步：微藻培养处理完成后，收集微藻，将处理后的废水排出；本发明可广泛应用在养殖、环保等领域。

技术领域

本发明涉及养猪废水处理，尤其是涉及一种含抗生素养猪废水的两级微生物处理方法。

背景技术

作为最大的农业国之一，中国畜禽养殖规模不断提高，同时产生了大量畜禽粪污。根据《中国统计年鉴》，我国2011～2018年生猪养殖年产量达6～7亿头，尽管近几年我国生猪养殖规模略有下降，但养殖规模依旧庞大，据统计2019年我国生猪出栏量达5亿多头，同时粪污排放量约38亿吨，这些粪便如果不妥善处理、随意排放，将造成空气、水体和土壤的污染。

我国每年抗生素产量约为21万吨，其中9.7万吨被用于畜牧养殖业，其中约60～90％以其本身或初级代谢物形式排出，因此畜禽粪污中含有大量的抗生素。畜禽粪污未经有效处理，其中的抗生素将残留在土壤和水体中，并通过生物链进入人体免疫系统，进而威胁人类安全，因此有必要严格控制含抗生素废水的处理及排放。

兽用抗生素主要分为四环素类、大环内酯类、磺胺类、喹诺酮类和β-内酰胺类五大类抗生素。在猪粪中检测到的抗生素中四环素类抗生素含量达99％。四环素类抗生素中应用最多的是土霉素，其检出浓度高达1234.8mg/kg。因此有必要以土霉素为对象，提出一种高效去除抗生素的途径。

厌氧发酵是复合菌群在厌氧条件下通过新陈代谢将大分子有机物转化为小分子甲烷和二氧化碳。抗生素本身是复杂大分子有机物，因此厌氧发酵存在有效降解抗生素的潜力。目前我国的厌氧技术已经非常成熟，近几年各个地区大力发展沼气工程，成为目前处理畜禽废水的有效方法之一，应用较多的有升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、搅拌式厌氧反应器(CSTR)、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)等；根据反应温度可分为中温厌氧发酵和高温厌氧发酵；根据废弃物含固率可分为干式厌氧发酵和湿式厌氧发酵。

微藻是一类单细胞光合自养生物，其光合作用效率高、环境适应力强、生长速度快。畜禽粪污经厌氧发酵后的沼液富含大量的氮、磷等营养物质，可以作为微藻生长的营养物质，因此利用沼液作为营养源培养微藻，不仅去除废水中氮和磷污染物，而且可以获得微藻生物质副产品。目前很多研究实验均表明低浓度抗生素对微藻的光合作用和生长影响很弱，且微藻能够有效去除废水中抗生素污染物。微藻去除抗生素的主要机制有生物表面吸附、生物降解、生物积累和光降解。微藻可以作为去除抗生素的有效吸附剂，主要依靠微藻细胞表面的官能团和聚合物。生物积累是指抗生素可穿过微藻细胞膜，进而被微藻细胞吸收。生物降解描述了细胞内外的微藻降解抗生素过程，抗生素先被吸附到微藻细胞表面，再缓慢移动到细胞壁上，最后被酶降解。在无微藻条件和直接光照条件下，可以直接光降解去除某些抗生素，微藻可以通过间接光降解来增强抗生素的去除。

因此通过厌氧发酵技术和微藻净化技术相结合能够有效处理养猪废水中的抗生素，大幅降低废水中氮、磷、化学需氧量COD等污染物含量，并获得具利用价值的微藻生物质产品。

发明内容

本发明旨在提供一种含抗生素养猪废水的两级微生物处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含抗生素养猪废水的两级微生物处理方法，其特征在于:该方法包括如下步骤：

第一步：在厌氧发酵罐内填充厌氧污泥，将含抗生素养猪废水经沉降池沉降后通入在厌氧发酵罐；