養(yǎng)雞場專業(yè)廢水處理方案

污水簡介

養(yǎng)殖場污水主要包括尿、部分糞便和沖洗水，屬高濃度有機(jī)污水，而且懸浮物和氨氮含量大。這種未經(jīng)處理的污水進(jìn)入自然水體后，使水中固體懸浮物、有機(jī)物和微生物含量升高，改變水體的物理、化學(xué)和生物群落組成，使水質(zhì)變壞。污水中還含有大量的病原微生物將通過水體進(jìn)行擴(kuò)散傳播，危害人畜健康。為了做到經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的三者有機(jī)結(jié)合，必須對其污水進(jìn)行有效的治理。

污水特點(diǎn)

養(yǎng)殖污水具有典型的“三高特征”即有機(jī)物濃度高COD高達(dá)3000-12000mg/l，氨氮高達(dá)800-2200mg/l，懸浮物多SS超標(biāo)數(shù)十倍，色度深，并含有大量的細(xì)菌，氨氮、有機(jī)磷含量高。可生化性好，沖擊負(fù)荷大。

處理方法

養(yǎng)殖場廢水處理方法可簡單地歸納為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法，應(yīng)用廣泛的是生物處理法，即主要通過微生物的生命過程把污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為新的微生物以及簡單形式的無機(jī)物，從而達(dá)到去除有機(jī)物的目的。廢水自流進(jìn)入格柵池，其作用是去除污中固體懸浮物，然后廢水流至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)有效地進(jìn)行水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)，經(jīng)提升泵送入缺氧池，在缺氧池，污水經(jīng)厭氧消化，去除部分污染物質(zhì)，部分難降解的有機(jī)物質(zhì)在此轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)有利于好氧消化處理。流入好氧池后，填料上吸附的大量活性生物膜，在氧氣充足的條件下，生物膜內(nèi)的菌體大量吞食污水中的有機(jī)污染物，進(jìn)行新陳代謝，去除水中的有機(jī)污染物，水中的懸浮物沉淀到污泥斗中，污泥在斗中經(jīng)過一段時(shí)間的濃縮后，定期回流到調(diào)節(jié)池，剩余污泥排入干化池進(jìn)行干化和回收處理，出水經(jīng)兼性塘進(jìn)行后續(xù)處理后達(dá)標(biāo)排放。

設(shè)備結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

一體化污水處理設(shè)備因?yàn)槁竦卦O(shè)置，維修與保養(yǎng)較為困難，因此在設(shè)計(jì)中該設(shè)備就考慮了它的免維護(hù)性，整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)合理可靠，同時(shí)也考慮到即使發(fā)生一些故障，也可通過設(shè)備的各檢查孔進(jìn)入設(shè)備內(nèi)。一體化污水處理設(shè)備所有設(shè)施均設(shè)置在若干個(gè)箱體內(nèi)，主體設(shè)備材質(zhì)為碳鋼結(jié)構(gòu)，均作深度防腐。內(nèi)外表面采用機(jī)械除銹處理后，采用環(huán)氧瀝青漆做多層防腐，使用壽命一般可達(dá)15年以上。

畜禽養(yǎng)殖廢水農(nóng)田利用對土壤和植物中抗性基因的影響

　　由于畜禽養(yǎng)殖廢水中富含有機(jī)質(zhì)、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，通常經(jīng)過厭氧發(fā)酵、氧化塘等工藝處理后，作為肥水還田利用，這既節(jié)約了處理成本，也促進(jìn)了養(yǎng)分循環(huán)利用，目前我國、美國、歐洲等都推行畜禽養(yǎng)殖廢水的農(nóng)田利用.然而，畜禽養(yǎng)殖廢水農(nóng)田利用可能產(chǎn)生抗性基因從養(yǎng)殖場向農(nóng)田土壤的傳播風(fēng)險(xiǎn).

　　土壤是重要的抗性基因儲存庫，其中主要的抗性基因來源包括土壤中固有的抗性微生物所攜帶的抗性基因，以及外源進(jìn)入土壤中抗性微生物所攜帶的抗性基因，但有關(guān)土壤中抗性基因的研究較為缺乏.)指出豬糞施用于農(nóng)田存在抗性基因的水平轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)，由于糞源微生物與土壤微生物不同，糞源微生物進(jìn)入土壤后在幾個(gè)月中大量消失，但抗性基因可通過水平轉(zhuǎn)移進(jìn)入土壤本土微生物中，進(jìn)而引起土壤微生物抗性基因豐度的增加.而研究發(fā)現(xiàn)牛糞農(nóng)田利用引起土壤中抗性基因blaCEP豐度的提高是由于攜帶抗性基因的假單胞菌(Pseudomonas sp.)和紫色桿菌(Janthinobacterium sp.)的增殖，而這兩種細(xì)菌來自于土壤，而非糞便引入.糞便農(nóng)田利用可引起抗性基因豐度提高，但其微生物學(xué)機(jī)制仍不明確.

　　畜禽養(yǎng)殖廢水還田利用一定時(shí)間內(nèi)會顯著提高土壤中抗性基因豐度.對北京某豬場周邊土壤四環(huán)素抗性基因進(jìn)行了定量檢測，發(fā)現(xiàn)豐度較高的四環(huán)素類抗性基因?yàn)閠etB/P、tetT、tetM、tetO和tetW，其基因拷貝數(shù)范圍在106~108 copies · g-1 DM，并認(rèn)為tet抗性基因存在由畜禽養(yǎng)殖向土壤的轉(zhuǎn)移.的研究發(fā)現(xiàn)，豬場廢水農(nóng)田利用后土壤中抗性基因tetQ、tetZ和整合子intI1、intI2分別提高了500、9和6、123倍.的研究發(fā)現(xiàn)，施用豬場厭氧消化液的土壤中四環(huán)素類抗性基因豐度為105～108 copies · g-1，顯著高于未施用豬場廢水的土壤，而作物類型對抗性基因的豐度影響較小.)研究了抗性基因沿土壤深度的變化，結(jié)果表明tetO、tetW、tetM、tetA豐度沿土壤深度在0~80 cm逐漸降低.)發(fā)現(xiàn)，飼料中添加*顯著影響豬糞還田后土壤中sul抗性基因的變化，添加磺胺處理組在第60 dsul1抗性基因豐度降低至10-3 copies/16S rRNA、而sul2升高至10-1 copies/16S rRNA，飼料未添加*處理組sul1和sul2均呈現(xiàn)降低趨勢，豐度分別為10-6和10-5 copies/16S rRNA研究了施用豬糞的玉米根際土壤與非根際土壤微生物群落變化，結(jié)果表明根際土壤sul1和sul2抗性基因略低于非根際土壤，可能與根際環(huán)境*降解速度快有關(guān)，而sul基因常與質(zhì)粒結(jié)合，根際土壤是質(zhì)粒發(fā)生結(jié)合轉(zhuǎn)移的熱點(diǎn)區(qū)域.考察了土壤類型對抗性基因的影響，發(fā)現(xiàn)壤土中sul2基因豐度高于砂土.)采用宏基因組文庫研究了土壤中不可培養(yǎng)細(xì)菌攜帶的抗性基因，結(jié)果表明豬糞還田的土壤攜帶四環(huán)素類、*、氨基糖胺類、*類抗性基因.同未施用畜禽糞便的土壤相比，發(fā)現(xiàn)施用豬糞的土壤中大環(huán)內(nèi)脂類抗性基因(ermA、ermB、ermF等)和質(zhì)粒(IncQ、IncW)豐度有提高.發(fā)現(xiàn)攜帶多重抗性的質(zhì)粒IncP-1ε在糞便施用后的土壤中擴(kuò)散.

　　在畜禽養(yǎng)殖糞污還田利用時(shí)，不同種類抗性基因隨時(shí)間的消減規(guī)律各不相同.指出施用豬糞后，土壤中抗性基因表現(xiàn)出先增加后降低趨勢，但抗性基因相對豐度在1年的施肥間隔后無法回到本底值，尤其是sul1、ermB、strB、intI1、IncW repA在土壤中豐度較高.的研究發(fā)現(xiàn)，豬糞還田后sul1、sul2、ermF快速升高，隨后ermF消減速度zui快，在施肥43~55 d后降至本底水平，而tetG、tetO、tetW在施肥土壤和控制土壤中無差異;并且作者指出糞便還田后1~2個(gè)月內(nèi)土壤抗性基因豐度較高，應(yīng)采取措施防止抗性基因進(jìn)入水體或鄰近土壤中.不同類型抗生素的抗性基因在土壤中恢復(fù)本底值的時(shí)間不同，例如，MLS抗性基因恢復(fù)到土壤本底值需要20 d，sul1需要2個(gè)月，而四環(huán)素類抗性菌株需要6個(gè)月.關(guān)于畜禽養(yǎng)殖廢水對養(yǎng)殖場受納水體的影響，發(fā)現(xiàn)豬場氧化塘下游河流中250 m仍可得四環(huán)素抗性基因tetM.研究了福建閩江流域E. coli的耐藥性，畜禽養(yǎng)殖廢水可能是該流域抗生素耐藥率高的重要因素，河水分離的E. coli中41%攜帶一類整合子，整合子介導(dǎo)的抗性基因包括aadA1、drfA1、drfA27、arr3等.

　　有關(guān)土壤環(huán)境中重金屬與抗生素抗性基因的研究較少.指出土壤中Cu含量(0~140 mg · kg-1DM)與tetM、tetW、ermB、ermF具有相關(guān)性，且blaOXA與Cu具有極顯著相關(guān)性;Zn含量(0~38 mg · kg-1DM)與所測抗性基因的相關(guān)性不顯著;因此畜禽養(yǎng)殖糞污在土壤環(huán)境中可能存在重金屬與抗生素抗性基因的協(xié)同選擇問題，需要進(jìn)一步開展研究.

　　畜禽養(yǎng)殖廢水澆灌蔬菜引起蔬菜攜帶抗性基因和耐藥菌的研究非常少，然而該途徑可能是畜禽養(yǎng)殖源抗性基因進(jìn)入食物鏈的途徑之一.對施用雞糞種植的蔬菜內(nèi)生菌進(jìn)行了耐藥性測試，發(fā)現(xiàn)芹菜、小白菜、黃瓜中*耐藥菌的比例分別為16.9%~86.33%、21.76%~91.31%和0.21%~0.44%，蔬菜內(nèi)生菌具有抗生素抗性的原因可能是耐藥菌通過土壤進(jìn)入植物，或者由于土壤中抗性基因被植物吸收，這需要進(jìn)一步深入研究.的研究發(fā)現(xiàn)，施用豬糞的蔬菜表皮抗性基因的檢出率較高，包括IncP oriV、sul2、tet(BT)、ermAF、qnrB、blaPSE和blaOXA20等抗性基因，并指出人類直接食用蔬菜是一種接觸土壤耐藥菌和抗性基因的途徑.具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater。。ｃｏｍ更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　6 結(jié)語與展望

　　盡管近年來畜禽養(yǎng)殖廢水處理與利用過程抗性基因已開展了一定的研究，但現(xiàn)有研究較多采用現(xiàn)場調(diào)研方式，對抗性基因的轉(zhuǎn)歸機(jī)制和去除研究不足，缺乏畜禽養(yǎng)殖廢水生物處理與農(nóng)田利用全過程中抗性基因的系統(tǒng)性研究，難以提出抗性基因減控的有效策略.因此，本文提出如下研究展望：

　　1)已有研究大多針對畜禽養(yǎng)殖廢水生物處理和農(nóng)田利用過程中四環(huán)素類與磺胺類抗性基因的分布規(guī)律，但有關(guān)β內(nèi)酰胺類、喹諾酮類抗性基因及其耐藥菌的研究較為缺乏，而后者抗生素多用于人類疾病治療，建議今后加強(qiáng)這方面的研究.

　　2)畜禽養(yǎng)殖廢水抗性基因的消減機(jī)制尚不明確.現(xiàn)有畜禽養(yǎng)殖廢水中抗性基因消減規(guī)律的研究不多，對抗性基因消減規(guī)律的解析不足.已有研究主要考察生物處理對抗性基因豐度消減的影響，較少關(guān)注功能菌群、工藝操作參數(shù)、環(huán)境參數(shù)與耐藥菌群結(jié)構(gòu)(抗性基因宿主細(xì)菌)的相互關(guān)系.

3)不同畜禽養(yǎng)殖廢水和土壤類型、抗性基因類型對養(yǎng)殖廢水農(nóng)田利用抗性基因的傳播規(guī)律不可一概而論，缺乏系統(tǒng)性的機(jī)制研究.需要從畜禽養(yǎng)殖廢水生物處理和農(nóng)田利用全過程對耐藥菌、抗性基因轉(zhuǎn)歸和控制措施進(jìn)行系統(tǒng)研究和綜合評價(jià).

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