環(huán)丙沙星廢水的膜生物反應(yīng)器處理特性及污泥中抗性基因的變化研究.pdf

1、環(huán)丙沙星(Ciprofloxacin，CIP)是一種廣譜抗生素，在全國的抗生素使用中占據(jù)很大的比重，在環(huán)境中檢出率高。CIP穩(wěn)定性好，難生物降解，且極其微量濃度下即可通過誘導(dǎo)抗性基因等對生態(tài)安全和人體健康產(chǎn)生危害。因此，控制CIP的環(huán)境排放至關(guān)重要。膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種高效的廢水生物處理裝置，在對抗生素的去除方面，表現(xiàn)出比傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)更高的處理效率。
　　環(huán)丙沙星生產(chǎn)廢水中含有高濃度的環(huán)丙沙星，濃度高達(dá)數(shù)mg·L-1

2、至數(shù)十mg·L-1。本研究采用MBR技術(shù)處理模擬的環(huán)丙沙星生產(chǎn)廢水，考察不同CIP濃度下(0 mg·L-1、5 mg·L-1、10 mg·L-1、15 mg·L-1) MBR中活性污泥濃度的變化以及氨氮(NH3-N)、化學(xué)需氧量(COD)、總有機(jī)碳(TOC)和CIP的去除特性;并基于物料衡算分析了CIP的去除途徑，研究了活性污泥中抗性基因與微生物群落的變化。結(jié)果表明:
　　(1)隨著進(jìn)水CIP濃度的增加，MBR中污泥濃度呈現(xiàn)先減少

3、再平衡后增加的趨勢，這與微生物逐漸適應(yīng)CIP沖擊和較長的污泥停留時間有關(guān)。
　　(2)隨著進(jìn)水CIP濃度的增加，氨氮去除率持續(xù)降低，表明硝化活性受到抑制;TOC去除效果略有下降，但整體較為穩(wěn)定;COD去除效果逐漸降低，由于CIP抑制了微生物活性或破壞了微生物細(xì)胞。
　　(3)物料衡算結(jié)果表明，MBR中的CIP主要通過微生物降解和污泥吸附去除。隨著進(jìn)水CIP濃度的增加，微生物降解對CIP的去除作用先減少后增加，而污泥比吸附速率

4、則先增加后減少。
　　(4)隨著馴化時間的延長，污泥中針對CIP的四種抗性基因gyrA、gyrB、parC和parE均有先降低后升高的變化趨勢，污泥中抗性基因gyrA和gyrB的變化波動較大。
　　(5)高通量測序結(jié)果顯示，進(jìn)水中CIP濃度的增加和脅迫時間的增長，不僅對微生物種群豐度產(chǎn)生了影響，也對微生物種群多樣性產(chǎn)生了影響;從門、綱、目、科、屬級別分別對污泥中微生物群落進(jìn)一步分析表明，微生物分類單位越小，CIP脅迫所引起的