[发明专利]一种去除畜禽养殖废水中抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种去除畜禽养殖废水中抗生素的方法，该方法包括以下步骤：将脂肪酶固定在生物炭上，得到固定化脂肪酶；将固定化脂肪酶加入到pH为3‑11、温度为15℃‑45℃的畜禽养殖废水中，反应3‑480min。本发明利用固定化酶处理四环素类抗生素，提高抗生素的处理效果，降低畜禽养殖废水的处理成本。

技术领域

本发明涉及一种去除畜禽养殖废水中抗生素的方法，特别涉及生物炭固定化酶去除畜禽养殖废水中四环素类抗生素的方法，属于废水处理技术领域。

背景技术

近年来大量的抗生素作为兽药和饲料添加剂广泛应用于畜禽养殖业中，在动物疾病防治、提高饲料转化效率、促进动物生长发育方面发挥着重要作用。然而，这些抗生素并不能被畜禽全部吸收，而是通过粪便、尿液的形式排出体外，最终以废水形式进入养殖废水或周边的水体环境介质中，给生态健康带来不良影响，并通过食物链传递，对人体健康产生潜在危害。目前，畜禽养殖行业废水中抗生素的检测研究发现：畜禽养殖废水中普遍存在磺胺类、四环素类、大环内酯等三类抗生素。

残余的四环素类进入到环境中会发生降解反应，但很难得到完全降解，而是产生一系列代谢及降解中间产物，这些产物往往具有更大的毒性。同时，环境中的四环素类残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵抗性，造成抗药性菌群的富集及抗性基因的产生。

目前，采用生物法降解抗生素所需时间较长，化学方法容易产生大量高度化合物，吸附法操作简单，无二次污染，但目前尚未见将生物炭固定化酶处理抗生素相关报道。

中国发明专利文件CN105854810A(申请号：201610449058.3)公开了将玉米秸秆生物炭去除水中三氯生的方法和应用，其制备方法为：将玉米秸秆烘干粉粹，放入管式炉中无氧炭化，用盐酸浸泡过筛得生物炭，将生物炭用于水中去除三氯生，有一定的处理效果，但存在投加量大，吸附效果差等缺点。

发明内容

本发明解决的技术问题是，利用固定化酶处理四环素类抗生素，提高抗生素的处理效果，降低畜禽养殖废水的处理成本。

本发明的技术方案是，提供一种去除畜禽养殖废水中抗生素的方法，该方法包括以下步骤：将脂肪酶固定在生物炭上，得到固定化脂肪酶；将固定化脂肪酶加入到pH为3-11、温度为15℃-45℃的畜禽养殖废水中，反应3-480min，即实现畜禽养殖废水中抗生素的去除。

优选地，所述抗生素为四环素类抗生素。

优选地，按重量份，将1份脂肪酶固定在1-20份生物炭上。

优选地，固定化脂肪酶的加入量占畜禽养殖废水总质量的1-15％，更优选为2-10％，再优选为5-8％。

优选地，将固定化脂肪酶加入到pH为6-8、温度为32℃-38℃的畜禽养殖废水中。

优选地，反应时间为5-150min。

优选地，所述生物炭为玉米芯炭化后得到。生物炭制备的具体步骤为：将玉米芯干燥，切成等体积块，放入真空气氛管式电炉中无氧炭化，冷却室温；用乙醇、盐酸和氢氧化钠先后对炭灰进行活化处理，过筛得到生物炭。

优选地，上述的乙醇为体积分数95％的乙醇溶液，浸泡24h；HCl为质量分数5％的溶液，浸泡4h，NaOH为质量分数5％的溶液，浸泡4h。

本发明进一步提供固定化脂肪酶在去除废水中四环素类抗生素中的应用。

优选地，所述固定化脂肪酶是将脂肪酶固定在生物炭上得到。

固定的过程可以选用摇床进行物理混合，摇床转速为60-180rpm，时间为2-15h。

优选地，所述废水为畜禽养殖废水。