一种消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染装置，包括曝气生物滤池、设于曝气生物滤池内的穿孔支撑板、卵石承托层、斜发沸石层、盘式微孔曝气器、数控超声波换能器、与曝气生物滤池连通的过硫酸盐加料器以及与盘式微孔曝气器连接的微纳米曝气装置；所述过硫酸盐加料器用于向曝气生物滤池添加过硫酸盐，所述盘式微孔曝气器的曝气探头置于斜发沸石层中。本实用新型专利技术利用曝气生物滤池整合微纳米曝气技术、超声波细胞粉碎以及超声波活化过硫酸盐体系对水体抗生素与ARGs进行降解和消除，能有效控制农村饮用水中抗生素及ARGs污染所带来的一系列水生态环境问题，达到净化水质，治理水环境的目的。治理水环境的目的。治理水环境的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染装置


[0001]本技术涉及水处理
，具体是一种消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染装置。

技术介绍

[0002]近年来抗生素作为一类新兴污染物在国内天然水体中广泛检出。抗生素的化学稳定性和生物积累性对水生生物甚至整个水生态系统带来潜在风险，促进环境中耐药菌和抗性基因的形成。我国是生产和消费抗生素的大国，年抗生素产量约21万吨。大多数抗生素被人类和动物吸收代谢的水平较低，大部分以母体化合物和代谢物通过尿液和粪便直接排出，通过雨水冲刷、污水处理厂排放等途径进入水环境，而目前的污水处理工艺不能对抗生素进行有效去除。
[0003]抗生素抗性基因(ARGs)是一类能够致使微生物产生抗生素抗性的编码基因，主要由环境中残留的抗生素给予的选择压诱导产生，目前同样成为了较为关注的新兴污染物，通过生物间垂直进化和水平转移在环境中扩散和传播，从而使抗生素失去原有的生物毒性。人类可以通过多种不同的暴露途径接触并在体内蓄积环境中存在的ARGs，给流行性传染病的控制带来困难，ARGs也因此越来越多地被认可为全球公共卫生问题，对现代卫生保健系统构成威胁。
[0004]饮用水体中抗生素残留去除技术应用很多，总结起来一般有物理、化学、生物等方法，如物理吸附、光/电化学催化、臭氧氧化、芬顿氧化、活化过硫酸盐、好氧生物与厌氧生物处理等，而受微生物细胞壁的保护所限，ARGs的消除技术则不多，且各技术应用的效果也往往不佳。考虑到饮用水体中的抗生素与ARGs污染往往同时存在，因此特别需要在现有的抗生素降解技术的基础上，研发整合应用效果上佳的ARGs消除技术，进而搭建两种污染同步消除的配套平台以达到全面有效治理饮用水中抗生素与ARGs污染问题，减少其对人类健康构成的危害。
[0005]在技术名称为“一种去除污水中抗生素抗性基因的混凝方法”的中国专利(专利号：104671618B)中，公布了一种通过向格栅出水和二级出水中投加聚合氯化铝(PACl)和聚合硫酸铁(PFS)两种混凝剂对污水中的ARGs进行去除的方法。该方法主要以混凝、膜分离等技术作为ARGs去除的手段，并未真正意义上破坏ARGs，后续水体分离到的废弃物还需要进一步处理，此外该方法对技术的要求与使用成本均较高，不适应在农村饮用水处理中推广。
[0006]在技术名称为“一种利用纳米生物炭消除水体中抗生素抗性基因的方法”的中国专利(专利公开号：111661893A)中，公布了一种利用纳米生物炭吸附常见ARGs，破坏其DNA结构，阻断其再次传播可能性的方法。该方法操作简便，易于推广应用，但对水体中ARGs的去除率只有66％，且这种ARGs去除本质上只是污染物的吸附，而非彻底降解ARGs，在应用过程中也存在纳米生物炭的制造成本高、使用量大等问题。
[0007]在技术名称为“一种用于水体中抗性基因处理的一体光催化装置及方法”的
中国专利(专利公开号：111661897A)中，公布了一种经过紫外灯和光催化剂双重作用消除水体中抗生素与ARGs的方法，具有成本低，可反复使用等特点，但方法本质上是光催化氧化，产生的自由基寿命短，不利于长距离传输，对细胞的破坏作用赶不上超声波的空化作用。另外受光照条件的严格要求，本方法的使用处理范围也十分有限。
[0008]在技术名称为“一种催化过硫酸盐降解废水中有机污染物的方法“的中国专利(专利号：107298477B)中，公布了一种可见光协同g
‑
C3N4‑
Cu2O催化活化过硫酸盐产生硫酸根自由基以降解废水中有机污染物的方法，该方法虽也能稳定、高效降解水体中抗生素，但产生的自由基难以进入耐药菌细胞体内直接作用于ARGs。
[0009]在技术名称为“一种超声光催化联合污水处理装置及其处理工艺“的中国专利(专利号：106186269B)中，公布了一种联合光催化与超声活化过硫酸盐降解处理污水的装置和工艺，该装置和工艺对降解污水中有毒有害污染物效果良好，但未关注污水中微生物尤其是抗性基因污染，使得装置在应用过程中的针对性与灵活性不够。考虑到该工艺制造的复杂性与成本问题，也很难在广大农村地区推广和应用。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本技术的技术目的在于提供一种可以同时降解消除农村饮用水中抗生素和ARGs的装置，设计一种使用成本低、技术难度小、便于广大农村地区推广应用的生物滤池为水环境治理平台，以超声活化过硫酸盐体系为核心，并辅以超声波细胞破碎技术，具有生态风险小，简单、高效、持续等优点。
[0011]一种消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染装置，包括曝气生物滤池、设于曝气生物滤池内的穿孔支撑板、卵石承托层、斜发沸石层、盘式微孔曝气器、数控超声波换能器、与曝气生物滤池连通的过硫酸盐加料器以及与盘式微孔曝气器连接的微纳米曝气装置；所述过硫酸盐加料器用于向曝气生物滤池添加过硫酸盐，所述穿孔支撑板、卵石承托层、斜发沸石层由下至上依次设于曝气生物滤池，所述盘式微孔曝气器的曝气探头置于斜发沸石层中。
[0012]进一步的，所述曝气生物滤池的顶部设有入水口，用于注入含有抗生素及其抗性基因污染水体，所述曝气生物滤池的底部设有出水口。
[0013]进一步的，所述数控超声波换能器的超声功率为100W，超声频率为40KHz。
[0014]进一步的，所述过硫酸盐加料器安装在曝气生物滤池的一侧，位于数控超声波换能器的下方。
[0015]进一步的，所述过硫酸盐加料器安装在曝气生物滤池的一侧，位于数控超声波换能器的下方。
[0016]本技术利用曝气生物滤池这一广泛应用的水污染处理平台，整合微纳米曝气技术、超声波细胞粉碎以及超声波活化过硫酸盐体系对水体抗生素与ARGs进行降解和消除，能有效控制农村饮用水中抗生素及ARGs污染所带来的一系列水生态环境问题，达到净化水质，治理水环境的目的。
附图说明
[0017]图1是本技术一种消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染的装置其中一
个实施例的结构示意图。
[0018]图中：1—穿孔支撑板，2—卵石承托层，3—斜发沸石层，4—盘式微孔曝气器，5—入水口，6—数控超声波换能器，7—过硫酸盐加料器，8—微纳米曝气装置，9—出水口，10—曝气生物滤池。
具体实施方式
[0019]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]请参阅图1，本技术消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染装置其中一个实施例，包括曝气生物滤池10、设于曝气生物滤池10内的穿孔支撑板1、卵石承托层2、斜发沸石层3、盘式微孔曝气器4、数控超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染装置，其特征在于：包括曝气生物滤池(10)、设于曝气生物滤池(10)内的穿孔支撑板(1)、卵石承托层(2)、斜发沸石层(3)、盘式微孔曝气器(4)、数控超声波换能器(6)、与曝气生物滤池(10)连通的过硫酸盐加料器(7)以及与盘式微孔曝气器(4)连接的微纳米曝气装置(8)；所述过硫酸盐加料器(7)用于向曝气生物滤池(10)添加过硫酸盐，所述穿孔支撑板(1)、卵石承托层(2)、斜发沸石层(3)由下至上依次设于曝气生物滤池(10)，所述盘式微孔曝气器(4)的曝气探头置于斜发沸石层(3)中。2.如权利要求1所述的消除农村饮用水中抗生素及其抗性基因污染装置，其特征在于：所述曝气生物滤池...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘雄，林莉，杨玉义，董磊，张为，李晓萌，张玉鹏，尹鹏笼，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：新型
国别省市：