一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法

本发明属于污水净化处理，具体涉及一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法。

背景技术：

1、抗生素抗性基因(args)近年来被定义为一种新的环境污染物。由于抗生素在医药、畜牧和农业上的广泛应用，细菌对抗生素的耐药性已经成为日益严重的全球性健康挑战。一旦args被转移到人类病原体中，那些拥有args的人类病原体引起的疾病将变得更加难以治愈。病原菌的抗生素耐药性与高发病率和死亡率相关，被视为一个全球公共卫生问题，因此抗生素抗性基因的去除和消减刻不容缓。

2、由于污水处理厂进水中抗生素的高残留负荷和活性污泥中的高细菌密度，污水处理厂成为args产生和增殖的理想环境，被认为是args传播的热点。对某污水处理厂抗性基因的污染水平研究结果表明较高的arg水平(3.6×101到5.4×106拷贝数/ml)在污水处理厂流出物样品中发现(chem,2017,172:392-398)。而且进入环境中的args可进行水平和垂直转移，从而导致其在种内和种间的传播扩散，因此控制污水处理厂出水中args含量，对降低args的生态风险具有重要意义。

3、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、物理、化学等处理技术，且存在较大局限性。其中，args经生物处理后未被破坏，但仍大量存在于污泥中，造成潜在危害。传统消毒法(活性氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒)主要通过氧化作用破坏细胞结构而灭活病原微生物，随后氧化剂进一步渗入菌体内，实现胞内args的削减，然而涉及的高能量和试剂成本是其使用的重要限制因素。因此常规水处理工艺并不能保证抗生素耐药性方面的安全性，故寻求一个高效的方法，彻底控制污水处理厂出水中args的安全风险非常重要。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，包括如下步骤：在含有抗生素抗性基因的废水中投加高铁酸盐和亚硫酸钠，立即快速搅拌，然后再慢速搅拌，经静置沉降后分离出的上清液即为净化后的水体。

4、进一步的，上述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，所述高铁酸盐为高铁酸钾和高铁酸钠中的任意一种或两种的组合。

5、进一步的，上述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，所述高铁酸盐在废水中的投加量以fe计，亚硫酸钠在废水中的投加量以s计，fe和s的摩尔比为1:2～1:4。

6、进一步的，上述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，所述快速搅拌的速度为600-800rpm，快速搅拌的时间为1-2min。

7、进一步的，上述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，所述慢速搅拌的速度为50-100rpm，慢速搅拌的时间为15-30min。

8、进一步的，上述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，所述静置沉降的时间为30min。

9、进一步的，上述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，所述抗生素抗性基因包括环丙沙星类抗性基因以及整合子inti1。

10、本发明的有益效果为：

11、1、高铁酸盐与亚硫酸钠耦合体系中fe(vi)、so4·-和ho·可通过其高度氧化性破坏dna/rna，从而对细胞膜造成不可逆的氧化损伤，达到破坏args的目的，降低水环境中抗性基因的污染。

12、2、高铁酸盐原位产生的含铁氧化物、氢氧化物作为混凝剂，能进一步去除抗生素抗性基因以及整合子inti1。

13、3、本发明方法具有操作方便、简单易行、经济成本较低的优点，处理废水过程中不产生其他任何具有污染性的物质，更加健康环保无污染，是一种绿色环保的治理方法。

14、4、本发明提供的基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法对于抗性基因的去除率高达85.12％-95.04％。

技术特征：

1.一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，包括如下步骤：在含有抗生素抗性基因的废水中投加高铁酸盐和亚硫酸钠，立即快速搅拌，然后再慢速搅拌，经静置沉降后分离出的上清液即为净化后的水体。

2.根据权利要求1所述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述高铁酸盐为高铁酸钾和高铁酸钠中的任意一种或两种的组合。

3.根据权利要求1所述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述高铁酸盐在废水中的投加量以fe计，亚硫酸钠在废水中的投加量以s计，fe和s的摩尔比为1:2～1:4。

4.根据权利要求1所述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述快速搅拌的速度为600-800rpm，快速搅拌的时间为1-2min。

5.根据权利要求1所述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述慢速搅拌的速度为50-100rpm，慢速搅拌的时间为15-30min。

6.根据权利要求1所述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述静置沉降的时间为30min。

7.根据权利要求1所述的一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，其特征在于，所述抗生素抗性基因包括环丙沙星类抗性基因以及整合子inti1。

技术总结
本发明涉及一种基于高铁酸盐和亚硫酸钠耦合体系去除废水中抗生素抗性基因的方法，属于污水净化处理技术领域。本发明方法通过在含有抗生素抗性基因的废水中投加高铁酸盐和亚硫酸钠，立即快速搅拌，然后再慢速搅拌，经静置沉降后分离出净化后的水体。通过高铁酸钾与亚硫酸盐耦合体系中Fe(VI)、SO<subgt;4</subgt;<supgt;·‑</supgt;和HO<supgt;·</supgt;的氧化作用和高铁酸盐原位产生的含铁氧化物、氢氧化物的混凝作用联用，能有效去除污水中的抗生素抗性基因，去除率达到85.12％‑95.04％。该方法操作简单，所需试剂种类单一用量少，运行管理方便，可对废水中抗生素抗性基因进行有效的去除，为解决抗性基因的传播提供了一种新的可行的技术方法。

技术研发人员：王子超,王月月,牛昌威
受保护的技术使用者：辽宁大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11