專(zhuān)利名稱(chēng)：：利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于養(yǎng)殖場(chǎng)廢水的污染防治領(lǐng)域，更具體地說(shuō)是一種利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國(guó)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為農(nóng)民收入的主要來(lái)源，但由于規(guī)?；B(yǎng)殖程度較低，大多缺乏有效的廢物處理設(shè)施，因而畜禽生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染物往往直接排入天然水體，從而導(dǎo)致地表水甚至地下水的污染?；前奉?lèi)抗生素是20世紀(jì)30年代發(fā)展的一類(lèi)廣譜抗菌藥物，在畜禽養(yǎng)殖領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，近年來(lái)為促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育和防治病蟲(chóng)害而在畜禽飼料中添加獸用抗生素在許多國(guó)家已成為一種普遍現(xiàn)象。但是抗生素在動(dòng)物體內(nèi)吸收效率很低，大部分藥物未經(jīng)轉(zhuǎn)化以原形或代謝物的形式隨糞尿排泄物排出體外，進(jìn)入水環(huán)境也會(huì)引起潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并最終可能對(duì)人類(lèi)的健康造成不利的影響。已有研究表明抗生素抗藥性基因已在灌溉用水、養(yǎng)殖場(chǎng)附近的污水池和地下水等多種環(huán)境樣品中被檢出。養(yǎng)殖廢水的傳統(tǒng)處理工藝主要包括氧化塘、人工濕地、堆肥以及還田模式等。雖然這些方法投資省、耗能小、設(shè)備簡(jiǎn)單，但都有著占地面積大、氣候影響嚴(yán)重且容易造成地下水的二次污染等缺點(diǎn)。近年來(lái)利用水陸生植物構(gòu)建生物浮床因其不占用耕地，容易管理以及處理成本較低，作為一項(xiàng)水處理技術(shù)已經(jīng)在富營(yíng)養(yǎng)化水體及工農(nóng)業(yè)廢水等諸多領(lǐng)域的污染治理方面得到廣泛的應(yīng)用。意大利黑麥草(LoliummultifiorumLam.)，屬禾本科植物，又名多花黑麥草、一年生黑麥草。在春、秋季生長(zhǎng)繁茂，須根發(fā)達(dá)，在我國(guó)長(zhǎng)江流域以南地區(qū)廣泛分布。多花黑麥草分蘗多，再生能力強(qiáng)，是目前在生物修復(fù)中廣泛應(yīng)用的陸生植物。彭齊，郭沛涌等學(xué)者研究了利用黑麥草水培系統(tǒng)凈化畜禽養(yǎng)殖富營(yíng)養(yǎng)化水體中N、P，研究結(jié)果表明陸生植物黑麥草對(duì)N、P有著顯著的去除效果，對(duì)NH4-N和TP去除率分別可達(dá)96%、73%。研究表明，多花黑麥草可以促進(jìn)生活污水、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水、工業(yè)廢水等多種來(lái)源污水的凈化，以多花黑麥草為主構(gòu)建的生態(tài)凈化工程對(duì)污水的凈化具有較好的環(huán)境效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。然而，這些研究大多用來(lái)削減水體中氮磷和COD等常規(guī)污染因子，但TOC的處理率70%，正是由于這些特性，所以人們沒(méi)有注意到將將浮床植物技術(shù)應(yīng)用于去除養(yǎng)殖廢水中所含有抗生素的研究。如何治理含抗生素的養(yǎng)殖廢水，是人們迫切希望解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容1.本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法，可以使得成本低切處理效果好，操作簡(jiǎn)便且運(yùn)行穩(wěn)定。2.技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案是利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法，該方法采用如下步驟1)、植物預(yù)培養(yǎng)將多花黑麥草洗凈后，在實(shí)驗(yàn)室采用預(yù)先配置好的養(yǎng)殖污水馴化培養(yǎng)710天，使其適應(yīng)此污水；2)、污水治理將配制的含抗生素的養(yǎng)殖廢水加入長(zhǎng)方體容器槽中，然后將上述馴化培養(yǎng)后的多花黑麥草移栽到浮床載體上，再將浮床放置于養(yǎng)殖廢水表面，停留2035天。步驟1)中，試驗(yàn)選用浮床植物為3種多花黑麥草，品種名稱(chēng)分別為Dryan，TachimasarLWaseyutaka。黑麥草土培幼苗(苗高約IOcm)均購(gòu)買(mǎi)于江蘇省農(nóng)科院資源與環(huán)境研究所，帶回實(shí)驗(yàn)室后先用自來(lái)水清洗根系上附著的土壤，然后將其置于預(yù)先用自來(lái)水稀釋配置好的養(yǎng)殖污水中預(yù)培養(yǎng)一周至10天，待試驗(yàn)正式開(kāi)始后將馴化培養(yǎng)后的黑麥草移栽到浮床載體上。步驟2)中，本實(shí)驗(yàn)所用盛水容器是有機(jī)反應(yīng)槽，規(guī)格為50(長(zhǎng))X40(寬)X40(高)cm。采用厚度約1.5cm的聚乙烯塑料泡沫板為載體，其上每隔4X4cm鉆孔(孔徑約2cm)用于扦插植物構(gòu)成浮床。每種植物設(shè)置2個(gè)重復(fù)，每個(gè)水槽放置鮮重約為270g的所述多花黑麥草。同時(shí)設(shè)空白對(duì)照組，用于考察污水本身自?xún)糇饔脤?duì)實(shí)驗(yàn)的影響。定期測(cè)量反應(yīng)槽廢水中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶和磺胺甲惡唑的濃度。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始35天后，將黑麥草從水體中移出，測(cè)量實(shí)驗(yàn)前后黑麥草葉和根中3種磺胺類(lèi)抗生素的濃度。另外，在實(shí)驗(yàn)起始和結(jié)束時(shí)稱(chēng)量植物重量，用來(lái)分析植物對(duì)抗生素的凈吸收量和植物的增長(zhǎng)量。以此比較并篩選出凈化和生長(zhǎng)效果好的多花黑麥草。3.本發(fā)明的有益效果本發(fā)明利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法，利用黑麥草葉和發(fā)達(dá)根系吸收吸附水中的抗生素，抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)，凈化水質(zhì)。通過(guò)在浮床上種植陸生植物黑麥草再收獲植物的過(guò)程，可以有效地去除磺胺類(lèi)抗生素污染物。從對(duì)3種多花黑麥草除磺胺類(lèi)抗生素篩選的試驗(yàn)結(jié)果分析，當(dāng)抗生素初始濃度為100μg/L，磺胺類(lèi)抗生素污染物的去除率在89-99%之間。同時(shí)結(jié)果表明，對(duì)于磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑，多花黑麥草吸收的部位主要為根部，且Dryan對(duì)其的吸收能力最強(qiáng)。黑麥草浮床對(duì)磺胺甲惡唑的去除效果最好。該方法適用于受磺胺類(lèi)抗生素污染的養(yǎng)殖廢水的治理，不僅可以從養(yǎng)殖廢水中帶走大量的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽，抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)，提高水質(zhì)；同時(shí)可以去除養(yǎng)殖廢水中獸用抗生素，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢水直接排放或回用的目的。本發(fā)明中收獲后的黑麥草還可作為畜禽的飼料或集中資源化處理，回收植物體內(nèi)可利用的營(yíng)養(yǎng)元素。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，易于操作，而且成本低廉，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，有利于在畜禽廢水的工程治理中推廣應(yīng)用。具體實(shí)施例方式以下通過(guò)具體實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1養(yǎng)殖廢水配制方法養(yǎng)殖糞便取自南京市江寧區(qū)某大型養(yǎng)養(yǎng)殖，凍干后于_20°C保存，試驗(yàn)前將其用自來(lái)水稀釋后配成一定濃度大小的實(shí)驗(yàn)?zāi)M廢水(其中C0D&均低于400mg/L)，并配入磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑使其濃度分別達(dá)100μg/L、100μg/L、10yg/L，約60L。以聚乙烯塑料泡沫板為載體，在其上均勻鉆孔用于扦插植物構(gòu)成浮床。將鮮重約為270g的多花黑麥草Dryan移栽到浮床載體上。試驗(yàn)場(chǎng)所選在室外環(huán)境下進(jìn)行，僅在水槽上搭一簡(jiǎn)易的塑料棚以避雨。平均約7天取一次水樣，共取樣6次。取樣時(shí)間均在上午10時(shí)左右，取樣體積約為100-400mL，取樣同時(shí)記錄水溫，并定期補(bǔ)加因蒸騰作用而蒸發(fā)的水分。結(jié)果表明，對(duì)養(yǎng)殖廢水中磺胺類(lèi)抗生素的去除效果是非常明顯的。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行15天后，經(jīng)過(guò)種植黑麥草Dryan的水體中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑去除率分別達(dá)94.1%，97.6%，83.6%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑去除率分別達(dá)99.2%，99.5%，91.8%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，黑麥草品種Dryan的植物量鮮重為584g；其根部和葉部均能檢出磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑。具體數(shù)值見(jiàn)表1。表IDryan對(duì)養(yǎng)殖廢水中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑的去除效果濃度處理時(shí)間(天)(颶/L)οg15222935SD10225.56.060.270.350.81SMZ12125.72.90.160.460.56SMX13.89.62.261.831.631.12實(shí)施例2養(yǎng)殖廢水配制方法同上。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處將浮床植物換成品種名稱(chēng)為Waseyutaka的多花黑麥草，其它同實(shí)施例1。結(jié)果表明，對(duì)養(yǎng)殖廢水中磺胺類(lèi)抗生素的去除效果是非常明顯的。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行15天后，經(jīng)過(guò)種植黑麥草Waseyutaka的水體中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑去除率分別達(dá)96.6%，88.0%，97.3%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑去除率分別達(dá)98.7%，99.3%，88.8%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，黑麥草品種Waseyutaka的植物量鮮重為578g；其根部均能檢出磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑，而葉部?jī)H能檢出磺胺二甲嘧啶。具體數(shù)值見(jiàn)表2。表2WaSeyutaka對(duì)養(yǎng)殖廢水中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑的去除效果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例3養(yǎng)殖廢水配制方法同上。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處將浮床植物換成品種名稱(chēng)為T(mén)achimasari的多花黑麥草。其它同實(shí)施例1。結(jié)果表明，對(duì)養(yǎng)殖廢水中磺胺類(lèi)抗生素的去除效果是非常明顯的。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行15天后，經(jīng)過(guò)種植黑麥草Tachimasari的水體中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑去除率分別達(dá)95.7%，81.4%，96.5%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑去除率分別達(dá)99.0%，99.0%，89.4%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，黑麥草品種Tachimasari的植物量鮮重為569g；其根部均能檢出磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑，而葉部?jī)H能檢出磺胺二甲嘧啶。具體數(shù)值見(jiàn)表3。表3TaChimaSari對(duì)養(yǎng)殖廢水中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑的去除效果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例4養(yǎng)殖廢水配制方法同上。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在另一相同大小的水槽中注入等同體積的廢水作為空白對(duì)照(無(wú)植物)，設(shè)兩個(gè)重復(fù)處理。其它同實(shí)施例1。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行15天后，不種植黑麥草的水體中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑去除率分別達(dá)85.3%，87.6%，48.6%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑去除率分別達(dá)91.4%，73.1%,94.6%0具體數(shù)值見(jiàn)表4。表4養(yǎng)殖廢水對(duì)照組中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲惡唑的去除效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>最后，還需注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不局限于以上實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步應(yīng)用的限制。權(quán)利要求一種利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法，其步驟包括(1)植物預(yù)培養(yǎng)將多花黑麥草洗凈后，采用預(yù)先配置好的養(yǎng)殖污水馴化培養(yǎng)7～10天，使其適應(yīng)此污水；(2)污水治理將含抗生素的養(yǎng)殖廢水引入反應(yīng)器，然后將上述馴化培養(yǎng)后的多花黑麥草移栽到浮床載體上，再將浮床放置于養(yǎng)殖廢水表面，停留20～35天。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法，其特征在于步驟(1)中預(yù)先配置好的養(yǎng)殖污水的抗生素濃度與步驟(2)實(shí)際要處理的養(yǎng)殖廢水中的抗生素濃度相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法，其特征在于多花黑麥草的品種名稱(chēng)分別為DryaruTachimasari或Waseyutaka。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了利用利用植物浮床處理含抗生素養(yǎng)殖廢水的方法，屬于水污染治理領(lǐng)域。該方法采用如下步驟1)植物預(yù)培養(yǎng)將多花黑麥草洗凈后，在實(shí)驗(yàn)室采用預(yù)先配置好的養(yǎng)殖污水馴化培養(yǎng)7～10天，使其適應(yīng)此污水；2)污水治理將配制的含抗生素的養(yǎng)殖廢水加入長(zhǎng)方體容器槽中，然后將上述馴化培養(yǎng)后的多花黑麥草移栽到浮床載體上，再將浮床放置于養(yǎng)殖廢水表面，停留20～35天。本發(fā)明不僅可以從養(yǎng)殖廢水中帶走大量的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽，抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)，提高水質(zhì)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢水直接排放或回用的目的。收獲后的黑麥草還可作為畜禽的飼料或集中資源化處理，回收植物體內(nèi)可利用的營(yíng)養(yǎng)元素。文檔編號(hào)C02F3/32GK101811776SQ20101014588公開(kāi)日2010年8月25日申請(qǐng)日期2010年4月13日優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日發(fā)明者常志洲,戶(hù)利霞,班瑩,鮮啟鳴申請(qǐng)人:南京大學(xué);江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院