一體化養(yǎng)殖廢水處理裝置

水的重要性：水是生命的源泉，是生命存在與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要條件，同樣是構(gòu)成人體組織的重要部分。水在人體內(nèi)的含量達(dá)70%，其余30%左右為固體營(yíng)養(yǎng)物（蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等）。

據(jù)環(huán)境部門監(jiān)測(cè)，全國(guó)城鎮(zhèn)每天至少有 1 億噸污水未經(jīng)處理直接排入水體。

許：

畜禽養(yǎng)殖廢水處理與利用過(guò)程抗性基因已開(kāi)展了一定的研究，但現(xiàn)有研究較多采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研方式，對(duì)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(guò)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(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水生物處理和農(nóng)田利用過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(guò)程對(duì)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(píng)價(jià).

畜禽養(yǎng)殖廢水中富含有機(jī)質(zhì)、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通常經(jīng)過(guò)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(guó)、美國(guó)、歐洲等國(guó)家都推行畜禽養(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(chǎng)向農(nóng)田土壤的傳播風(fēng)險(xiǎn).

　　土壤是重要的抗性基因儲(chǔ)存庫(kù)，其中主要的抗性基因來(lái)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(guò)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(lái)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.

水污染情況不斷加劇，使得污水處理和再生行業(yè)受到*的關(guān)注，近兩年各地區(qū)毛利率都保持在70%左右，甚至有的地區(qū)超過(guò)了*，行業(yè)發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆?/p>

水污染主要是由人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物造成，它包括工業(yè)污染源，農(nóng)業(yè)污染源和生活污染源三大部分。

厭氧消化工藝以外，氧化塘、人工濕地也是畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廣泛使用的廢水處理工藝.Joy等.調(diào)查了氧化塘儲(chǔ)存豬場(chǎng)廢水40 d抗性基因的變化，ermB和ermF的豐度分別降低了50%~60%和80%~90%，而tetX和tetQ豐度的消減符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型.將氧化塘處理豬場(chǎng)廢水后抗性基因的去除趨勢(shì)歸為兩類，一類是相對(duì)豐度大幅降低甚至低于檢測(cè)限，包括tetB、tetL;另一類為經(jīng)處理后豐度不變甚至有所提高，包括tetG、tetM、tetO和tetX，可能因?yàn)檫@類基因常位于轉(zhuǎn)移原件上，在廢水中發(fā)生了基因的水平轉(zhuǎn)移.鄭加玉等采用水平流人工濕地處理豬場(chǎng)廢水，結(jié)果表明tetW、tetM和tetO的濃度平均去除率分別為95.73%、92.21%和95.05%;可能由于土壤對(duì)抗性基因的吸附作用，濕地土壤中抗性基因的豐度有明顯升高現(xiàn)象.Liu等模擬垂直流人工濕地中添加沸石研究抗性基因的消減規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在HRT為30 h時(shí)豬場(chǎng)廢水抗性基因去除效果較好.

膜生物反應(yīng)器(Membrane bioreactor，MBR)工藝

　　膜分離技術(shù)近年已在畜禽養(yǎng)殖廢水處理領(lǐng)域得到了一定的研究與應(yīng)用，并日益得到重視.例如，Padmasiri等采用厭氧MBR處理豬場(chǎng)廢水，有機(jī)負(fù)荷為1.0 kg · m-3 · d-1高于其他厭氧消化工藝采用好氧MBR處理豬場(chǎng)厭氧消化液TN負(fù)荷0.11 kg · m-3 · d-1較高.然而針對(duì)MBR處理畜禽養(yǎng)殖廢水抗性基因去除規(guī)律的研究較少.Du等調(diào)研了污水處理廠采用A2OMBR工藝處理生活和工業(yè)混合廢水對(duì)四環(huán)素類和磺胺類抗性基因的去除效果，結(jié)果表明MBR工藝對(duì)tetG、tetW、tetX、sul1和intI1分別去除了2.20、2.90、1.71、2.15和2.07 log copies · mL-1，膜出水抗性基因豐度仍然較高(2.85~4.97 log copies · mL-1)，然而作者并未給出膜孔徑等膜分離工藝參數(shù).

　　同常規(guī)生物處理工藝相比，MBR的生物量高，可能存在較大的抗性基因水平轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn).Yang等以RP4質(zhì)粒作為水平轉(zhuǎn)移研究對(duì)象，研究了MBR中抗性基因的水平轉(zhuǎn)移效率，結(jié)果表明RP4在MBR中維持較高豐度104 copies/mg · biosolid，具有較高的水平轉(zhuǎn)移效率(2.76×10-5/recipient)，而RP4在常規(guī)活性污泥法的水平轉(zhuǎn)移效率約4×10-6 /recipient;盡管存在較高的水平轉(zhuǎn)移效率，但由于微濾膜(PVDF，0.22 μm)的截留作用，出水檢測(cè)不到攜帶抗性基因的RP4.由于膜的截留，一方面可消減膜出水的抗性基因濃度，另一方面導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，可能使抗性基因在反應(yīng)器內(nèi)積累，提高了污泥中抗性基因的水平傳播.污泥是重要的抗性基因蓄積庫(kù)，經(jīng)過(guò)堆肥或厭氧消化處理后作為肥料土地利用，污泥的土地利用存在抗性基因的污染隱患.

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地表水是指河流、湖或是淡水濕地。地表水由經(jīng)年累月自然的降水和下雪累積而成，并且自然地流失到海洋或者是經(jīng)由蒸發(fā)消逝，以及滲流至地下。

水污染是由有害化學(xué)物質(zhì)造成水的使用價(jià)值降低或喪失，污染環(huán)境的水。污水中的酸、堿、氧化劑，以及銅、鎘、汞、砷等化合物，苯、二氯乙烷、乙二醇等有機(jī)毒物，會(huì)毒死水生生物，影響飲用水源、風(fēng)景區(qū)景觀。