一种去除畜禽废水中抗生素抗性基因的方法与流程

本发明属于抗生素抗性基因去除
技术领域：
，具体涉及一种去除畜禽废水中抗生素抗性基因的方法。
背景技术：
：近年来，由于抗生素的滥用诱导动物体内产生抗生素抗性基因(antibioticsresistancegenes，args)，从而加速了抗性基因在环境中细菌间的传播扩散，目前，抗生素抗性基因作为一类新型环境污染物，在不同环境介质中的传播、扩散可能比抗生素本身的环境危害更大。args去除技术研究尚处于起步阶段。目前所报道的args去除技术主要包括生物、自然、物理、化学等处理技术，且存在较大局限性。生物处理技术主要包括厌氧处理与好氧处理技术，研究表明，具有良好沉降性能和截留能力的生物处理工艺对args的消减效果较好，但目前的args去除只是args从废水向生物量(污泥、膜、沉淀等)的迁移，而不是根本上的消除。且args在生物量中可发生较高的横向转移，反而会加剧args的污染。自然处理技术中人工湿地因其投资少、运行成本低、操作简单等优势被广泛应用于废水处理中，人工湿地对args的去除，受水质、水流方向、植物种类、季节等因素影响，去除效果不稳定。物理化学技术相较于生物、自然处理技术，对args的去除具有效果更稳定、效率更高的优势。但这些方法普遍存在处理费用高、处理时间长、操作复杂、极易产生二次污染(如氯消毒)等缺点，在实际应用中受到限制。技术实现要素：针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种去除畜禽废水中抗生素抗性基因的方法，该方法可有效解决现有的方法存在的去除效率低、去除费用高、去除时间长、操作复杂和易产生二次污染的问题。为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供的一种去除畜禽废水中抗生素抗性基因的方法，包括以下步骤：(1)纳米铜簇颗粒的制备：向35-45℃的热水中加入五水硫酸铜，搅拌至五水硫酸铜溶解，然后向溶液中加入铁粉，继续搅拌至溶液变为红褐色，静置，倒出上清液，得纳米铜簇颗粒；(2)取畜禽废水，将其加热至23-27℃，保持4-10min，然后向其中加入步骤(1)中制得的纳米铜簇颗粒，搅拌20-50min，即可。进一步地，步骤(1)中每升热水中加入五水硫酸铜的质量为6-9g。进一步地，步骤(1)中每升热水中加入五水硫酸铜的质量为7.8g。进一步地，步骤(1)中每升热水中加入铁粉的质量为8-12g。进一步地，步骤(1)中每升热水中加入铁粉的质量为10g。进一步地，步骤(1)中铁粉的粒径为100-140μm。进一步地，步骤(1)中铁粉的粒径为120μm。进一步地，步骤(1)中热水的温度为38-42℃。进一步地，步骤(2)中每升畜禽废水中加入纳米铜簇颗粒的质量为8-12g。进一步地，步骤(2)中每升畜禽废水中加入纳米铜簇颗粒的质量为10g。本发明所产生的有益效果为：本发明中通过向五水硫酸铜溶液中加入过量的铁粉，置换出纳米级的铜粒子，置换出的铜粒子附着于铁颗粒的表面，形成纳米铜簇，纳米铜簇中的铜粒子起到催化活性中心的作用，能够激活水和空气中的氧，产生具有强氧化性能和细胞毒性的活性氧，一系列的活性氧会对细胞大分子造成损伤，进而导致酶抑制、脂质过氧化和蛋白质改变等，最终造成细胞内的dna或rna结构被破坏，丧失支配和传播args的能力，最终实现去除args的目的。该方法对args的去除率可达到99％以上，并且不会产生再生的问题，而且，该方法的原料廉价易得，去除方法简单易于操作，可即制即用，该纳米铜簇颗粒至少可重复使用3次。通过本方法制得的纳米铜簇中，微米级的铁可附着大量纳米铜微粒，这种附着可以减少重复使用时纳米铜微粒的流失；而且，纳米铜附着于微米级铁的表面，增加了颗粒整体的重量，便于废水处理过程结束后纳米铜的分离。附图说明图1为纳米铜簇比例尺为50μm条件下的电镜图；图2为纳米铜簇比例尺为2μm条件下的电镜图。具体实施方式实施例1一种去除畜禽废水中抗生素抗性基因的方法，包括以下步骤：(1)向35℃的热水中加入五水硫酸铜，搅拌至五水硫酸铜溶解，然后向溶液中加入粒径为100μm的铁粉，继续搅拌至溶液变为红褐色，静置，倒出上清液，用自来水对剩余的固体物质进行冲洗，得纳米铜簇颗粒；其中，每升热水中五水硫酸铜的加入量为6g，铁粉的加入量为8g；(2)取经过厌氧消化处理后的畜禽废水，将其加热至23℃，保持4min，然后向其中加入8g步骤(1)中制得的纳米铜簇颗粒，以250r/min的转速搅拌20min，即可。实施例2一种去除畜禽废水中抗生素抗性基因的方法，包括以下步骤：(1)向45℃的热水中加入五水硫酸铜，搅拌至五水硫酸铜溶解，然后向溶液中加入粒径为140μm的铁粉，继续搅拌至溶液变为红褐色，静置，倒出上清液，用自来水对剩余的固体物质进行冲洗，得纳米铜簇颗粒；其中，每升热水中五水硫酸铜的加入量为9g，铁粉的加入量为12g；(2)取经过厌氧消化处理后的畜禽废水，将其加热至27℃，保持10min，然后向其中加入12g步骤(1)中制得的纳米铜簇颗粒，以250r/min的转速搅拌50min，即可。实施例3一种去除畜禽废水中抗生素抗性基因的方法，包括以下步骤：(1)向40℃的热水中加入五水硫酸铜，搅拌至五水硫酸铜溶解，然后向溶液中加入粒径为120μm的铁粉，继续搅拌至溶液变为红褐色，静置，倒出上清液，用自来水对剩余的固体物质进行冲洗，得纳米铜簇颗粒；其中，每升热水中五水硫酸铜的加入量为7.8g，铁粉的加入量为10g；(2)取经过自养脱氮反应器处理后的畜禽废水，将其加热至27℃，保持7min，然后向其中加入10g步骤(1)中制得的纳米铜簇颗粒，以250r/min的转速搅拌30min，即可。试验例一、采用实时荧光定量聚合酶链式反应的方法分别对实施例1-3中处理前的畜禽废水进行检测，记录废水中args浓度，即丰度，然后分别按照实施例1-3中的方法对废水进行处理后，检测并记录废水中args浓度，具体结果见表1。表1：处理前后废水中args浓度表处理前废水中args浓度处理后废水中args浓度args去除率(％)实施例11.73×1071.64×10599.1实施例21.73×1071.35×10599.2实施例32.65×1071.75×10699.3通过上表得知，按照本发明实施例1-3中的方法去除畜禽废水中的args，其去除率均在99％以上，尤其是实施例3中的方法，其去除率高达99.3％。二、采用实施例3中的方法中对畜禽废水中的args进行处理后，过滤，得到纳米铜簇，继续使用该纳米铜簇对新的畜禽废水进行处理，重复上述操作，共使用4次，检测并计算每次去除后废水中args的浓度和去除率，具体结果见表2。表2：重复处理后废水中args浓度表处理前废水中args浓度废水中args浓度去除率(％)第一次2.65×1071.75×10599.3第二次2.65×1072.62×10596.7第三次2.65×1073.50×10686.8第四次2.65×1075.04×10673.4通过上表得知，按照本发明中的方法对畜禽废水处理后，过滤得到的纳米铜簇可重复使用，其使用三次后的去除率还可高达86.8％。当前第1页1 2 3