规模化猪场废水处理过程中四环素类和磺胺类抗生素的降解特征

生态与农村环境学报２０１６，３２（６）：９７８－９８５ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＲｕｒａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ收稿日期：２０１６－０７－１３基金项目：江苏省农业科技自主创新资金〔ＣＸ（１６）１００３－１〕；国家科技支撑计划（２０１５ＢＡＬ０４Ｂ０５）；江苏省太湖水环境综合治理科研课题（ＴＨ２０１４２０９）①通信作者Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｈｍｊｉｎ＠ｊａａｓ．ａｃ．ｃｎ规模化猪场废水处理过程中四环素类和磺胺类抗生素的降解特征靳红梅１，２，３①，黄红英１，２，管永祥４，许彩云５，常志州１，２，钱玉婷１，２（１第６期靳红梅等：规模化猪场废水处理过程中四环素类和磺胺类抗生素的降解特征·９７９·ｒｅｍｏｖｅ１２·９８０·生态与农村环境学报第３２卷规范，有详细生产记录，配备较完善的固体粪便收集、贮存或处理设施，以及污水收集、贮存和处理设施，废弃物收集量和处理量可计量、可监测。内部水系基本独立，遇到梅雨或大暴雨时往外河排水可计量，在江苏省养殖场极具代表性。猪场养殖区分为繁育区、保育区和育肥区，建立了雨污分流系统，雨水和污水分开排放。粪便采取干清粪方式，清理出的粪便一部分转移至养殖场粪便堆积大棚，临时储存后出售给有机肥厂做堆肥原料，一部分送至收集池作为发酵原料；尿液及冲圈水（含少量粪便）经污水管道进入收集池，与粪便搅拌固液分离后进入厌氧发酵罐。目前，养殖场建有大型沼气池２座，发酵罐容积分别为１５００（１＃）和１２００ｍ３（２＃），原料〔即全部污水和部分粪便，总固体含量ｗ（ＴＳ）为８％左右〕首先进入１＃沼气罐发酵，排出的发酵液（含少量粪便）再进入２＃沼气罐二次发酵，最终排出的沼液进入储存罐。猪场夏季和冬季的污水总产生量约为１３５５６和８１１６ｍ３，沼气工程的水力停留时间（ＨＲＴ）约为９～１２和１５～１８ｄ；储存罐中的沼液一部分直接灌溉苗木（２０ｈｍ２）和少量菜地（２ｈｍ２），另一部分则通过管道依次进入一级（１５０００ｍ３）、二级（１００００ｍ３）和三级沉淀池（５０００ｍ３），经处理后的污水进入水生植物塘〔面积约为６００ｍ２，水生植物为凤眼莲（Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａｃｒａｓ⁃ｓｉｐｅｓ）和空心莲子草（Ａｌｔｅｒｎａｎｔｈｅｒａｐｈｉｌｏｘｅｒｏｉｄｅｓ）〕深度净化后，最终出水用于猪舍冲洗和周边苗木基地灌溉。猪场废水处理过程示意详见图１。１—发酵原料；２—一级发酵出料沼液；３—二级发酵出料沼液；４—沼液储存池；５—一级沉淀池出水；６—二级沉淀池出水；７—三级沉淀池出水；８—水生植物塘出水。图１猪场废水处理过程及各处理单元取样点示意Ｆｉｇ第６期靳红梅等：规模化猪场废水处理过程中四环素类和磺胺类抗生素的降解特征·９８１·下。用甲酸调节提取液ｐＨ值至２·９８２·生态与农村环境学报第３２卷经一级发酵罐消化后，夏季沼液中ρ（ＯＴＣ）、ρ（ＣＴＣ）和ρ（ＤＯＸ）平均值分别为０第６期靳红梅等：规模化猪场废水处理过程中四环素类和磺胺类抗生素的降解特征·９８３·的“浓缩”。夏季沼液经过三级沉淀池处理后，ＳＤ、ＳＭ和ＳＣＰ均可检出，ρ平均值分别为０·９８４·生态与农村环境学报第３２卷表１各处理单元对粪便中抗生素的去除率Ｔａｂｌｅ１Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆｅａｃｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｕｎｉｔ％抗生素类型取样时间发酵罐Ⅰ发酵罐Ⅱ储存池一级沉淀池二级沉淀池三级沉淀池水生植物塘ＯＴＣ夏季７５