专利名称：：利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法
技术领域：
：本发明属于养殖场废水的污染防治领域，更具体地说是一种利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法。
背景技术：
：随着我国农村地区经济的快速发展，畜禽养殖业已成为农民收入的主要来源，但由于规模化养殖程度较低，大多缺乏有效的废物处理设施，因而畜禽生产所产生的污染物往往直接排入天然水体，从而导致地表水甚至地下水的污染。磺胺类抗生素是20世纪30年代发展的一类广谱抗菌药物，在畜禽养殖领域有着广泛应用，近年来为促进动物生长发育和防治病虫害而在畜禽饲料中添加兽用抗生素在许多国家已成为一种普遍现象。但是抗生素在动物体内吸收效率很低，大部分药物未经转化以原形或代谢物的形式随粪尿排泄物排出体外，进入水环境也会引起潜在的环境风险，并最终可能对人类的健康造成不利的影响。已有研究表明抗生素抗药性基因已在灌溉用水、养殖场附近的污水池和地下水等多种环境样品中被检出。养殖废水的传统处理工艺主要包括氧化塘、人工湿地、堆肥以及还田模式等。虽然这些方法投资省、耗能小、设备简单，但都有着占地面积大、气候影响严重且容易造成地下水的二次污染等缺点。近年来利用水陆生植物构建生物浮床因其不占用耕地，容易管理以及处理成本较低，作为一项水处理技术已经在富营养化水体及工农业废水等诸多领域的污染治理方面得到广泛的应用。意大利黑麦草(LoliummultifiorumLam.)，属禾本科植物，又名多花黑麦草、一年生黑麦草。在春、秋季生长繁茂，须根发达，在我国长江流域以南地区广泛分布。多花黑麦草分蘖多，再生能力强，是目前在生物修复中广泛应用的陆生植物。彭齐，郭沛涌等学者研究了利用黑麦草水培系统净化畜禽养殖富营养化水体中N、P，研究结果表明陆生植物黑麦草对N、P有着显著的去除效果，对NH4-N和TP去除率分别可达96%、73%。研究表明，多花黑麦草可以促进生活污水、水产养殖废水、工业废水等多种来源污水的净化，以多花黑麦草为主构建的生态净化工程对污水的净化具有较好的环境效应、生态效应和经济效益。然而，这些研究大多用来削减水体中氮磷和COD等常规污染因子，但TOC的处理率70%，正是由于这些特性，所以人们没有注意到将将浮床植物技术应用于去除养殖废水中所含有抗生素的研究。如何治理含抗生素的养殖废水，是人们迫切希望解决的问题。
发明内容1.本发明要解决的技术问题本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供一种利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法，可以使得成本低切处理效果好，操作简便且运行稳定。2.技术方案本发明的技术方案是利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法，该方法采用如下步骤1)、植物预培养将多花黑麦草洗净后，在实验室采用预先配置好的养殖污水驯化培养710天，使其适应此污水；2)、污水治理将配制的含抗生素的养殖废水加入长方体容器槽中，然后将上述驯化培养后的多花黑麦草移栽到浮床载体上，再将浮床放置于养殖废水表面，停留2035天。步骤1)中，试验选用浮床植物为3种多花黑麦草，品种名称分别为Dryan，TachimasarLWaseyutaka。黑麦草土培幼苗(苗高约IOcm)均购买于江苏省农科院资源与环境研究所，带回实验室后先用自来水清洗根系上附着的土壤，然后将其置于预先用自来水稀释配置好的养殖污水中预培养一周至10天，待试验正式开始后将驯化培养后的黑麦草移栽到浮床载体上。步骤2)中，本实验所用盛水容器是有机反应槽，规格为50(长)X40(宽)X40(高)cm。采用厚度约1.5cm的聚乙烯塑料泡沫板为载体，其上每隔4X4cm钻孔(孔径约2cm)用于扦插植物构成浮床。每种植物设置2个重复，每个水槽放置鲜重约为270g的所述多花黑麦草。同时设空白对照组，用于考察污水本身自净作用对实验的影响。定期测量反应槽废水中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶和磺胺甲恶唑的浓度。实验开始35天后，将黑麦草从水体中移出，测量实验前后黑麦草叶和根中3种磺胺类抗生素的浓度。另外，在实验起始和结束时称量植物重量，用来分析植物对抗生素的净吸收量和植物的增长量。以此比较并筛选出净化和生长效果好的多花黑麦草。3.本发明的有益效果本发明利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法，利用黑麦草叶和发达根系吸收吸附水中的抗生素，抑制藻类生长，净化水质。通过在浮床上种植陆生植物黑麦草再收获植物的过程，可以有效地去除磺胺类抗生素污染物。从对3种多花黑麦草除磺胺类抗生素筛选的试验结果分析，当抗生素初始浓度为100μg/L，磺胺类抗生素污染物的去除率在89-99%之间。同时结果表明，对于磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑，多花黑麦草吸收的部位主要为根部，且Dryan对其的吸收能力最强。黑麦草浮床对磺胺甲恶唑的去除效果最好。该方法适用于受磺胺类抗生素污染的养殖废水的治理，不仅可以从养殖废水中带走大量的氮磷营养盐，抑制藻类生长，提高水质；同时可以去除养殖废水中兽用抗生素，实现养殖废水直接排放或回用的目的。本发明中收获后的黑麦草还可作为畜禽的饲料或集中资源化处理，回收植物体内可利用的营养元素。本发明工艺简单，易于操作，而且成本低廉，不会产生二次污染，有利于在畜禽废水的工程治理中推广应用。具体实施例方式以下通过具体实例进一步说明本发明。实施例1养殖废水配制方法养殖粪便取自南京市江宁区某大型养养殖，冻干后于_20°C保存，试验前将其用自来水稀释后配成一定浓度大小的实验模拟废水(其中C0D&均低于400mg/L)，并配入磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑使其浓度分别达100μg/L、100μg/L、10yg/L，约60L。以聚乙烯塑料泡沫板为载体，在其上均勻钻孔用于扦插植物构成浮床。将鲜重约为270g的多花黑麦草Dryan移栽到浮床载体上。试验场所选在室外环境下进行，仅在水槽上搭一简易的塑料棚以避雨。平均约7天取一次水样，共取样6次。取样时间均在上午10时左右，取样体积约为100-400mL，取样同时记录水温，并定期补加因蒸腾作用而蒸发的水分。结果表明，对养殖废水中磺胺类抗生素的去除效果是非常明显的。实验进行15天后，经过种植黑麦草Dryan的水体中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑去除率分别达94.1%，97.6%，83.6%。实验结束时，磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑去除率分别达99.2%，99.5%，91.8%。实验结束后，黑麦草品种Dryan的植物量鲜重为584g；其根部和叶部均能检出磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑。具体数值见表1。表IDryan对养殖废水中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑的去除效果浓度处理时间(天)(飓/L)οg15222935SD10225.56.060.270.350.81SMZ12125.72.90.160.460.56SMX13.89.62.261.831.631.12实施例2养殖废水配制方法同上。本实施例与实施例1的不同之处将浮床植物换成品种名称为Waseyutaka的多花黑麦草，其它同实施例1。结果表明，对养殖废水中磺胺类抗生素的去除效果是非常明显的。实验进行15天后，经过种植黑麦草Waseyutaka的水体中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑去除率分别达96.6%，88.0%，97.3%。实验结束时，磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑去除率分别达98.7%，99.3%，88.8%。实验结束后，黑麦草品种Waseyutaka的植物量鲜重为578g；其根部均能检出磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑，而叶部仅能检出磺胺二甲嘧啶。具体数值见表2。表2WaSeyutaka对养殖废水中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑的去除效果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例3养殖废水配制方法同上。本实施例与实施例1的不同之处将浮床植物换成品种名称为Tachimasari的多花黑麦草。其它同实施例1。结果表明，对养殖废水中磺胺类抗生素的去除效果是非常明显的。实验进行15天后，经过种植黑麦草Tachimasari的水体中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑去除率分别达95.7%，81.4%，96.5%。实验结束时，磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑去除率分别达99.0%，99.0%，89.4%。实验结束后，黑麦草品种Tachimasari的植物量鲜重为569g；其根部均能检出磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑，而叶部仅能检出磺胺二甲嘧啶。具体数值见表3。表3TaChimaSari对养殖废水中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑的去除效果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例4养殖废水配制方法同上。本实施例与实施例1的不同之处在另一相同大小的水槽中注入等同体积的废水作为空白对照(无植物)，设两个重复处理。其它同实施例1。实验进行15天后，不种植黑麦草的水体中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑去除率分别达85.3%，87.6%，48.6%。实验结束时，磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑去除率分别达91.4%，73.1%,94.6%0具体数值见表4。表4养殖废水对照组中磺胺嘧啶，磺胺二甲嘧啶，磺胺甲恶唑的去除效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>最后，还需注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不局限于以上实施例，本发明的实施例不构成对本发明进一步应用的限制。权利要求一种利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法，其步骤包括(1)植物预培养将多花黑麦草洗净后，采用预先配置好的养殖污水驯化培养7～10天，使其适应此污水；(2)污水治理将含抗生素的养殖废水引入反应器，然后将上述驯化培养后的多花黑麦草移栽到浮床载体上，再将浮床放置于养殖废水表面，停留20～35天。2.根据权利要求1所述的利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法，其特征在于步骤(1)中预先配置好的养殖污水的抗生素浓度与步骤(2)实际要处理的养殖废水中的抗生素浓度相同。3.根据权利要求1所述的利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法，其特征在于多花黑麦草的品种名称分别为DryaruTachimasari或Waseyutaka。全文摘要本发明公开了利用利用植物浮床处理含抗生素养殖废水的方法，属于水污染治理领域。该方法采用如下步骤1)植物预培养将多花黑麦草洗净后，在实验室采用预先配置好的养殖污水驯化培养7～10天，使其适应此污水；2)污水治理将配制的含抗生素的养殖废水加入长方体容器槽中，然后将上述驯化培养后的多花黑麦草移栽到浮床载体上，再将浮床放置于养殖废水表面，停留20～35天。本发明不仅可以从养殖废水中带走大量的氮磷营养盐，抑制藻类生长，提高水质；同时实现养殖废水直接排放或回用的目的。收获后的黑麦草还可作为畜禽的饲料或集中资源化处理，回收植物体内可利用的营养元素。文档编号C02F3/32GK101811776SQ20101014588公开日2010年8月25日申请日期2010年4月13日优先权日2010年4月13日发明者常志洲,户利霞,班莹,鲜啟鸣申请人:南京大学;江苏省农业科学院