本發(fā)明涉及畜禽糞便無害化處理，具體涉及一種利用混合型磁性樹脂強(qiáng)化削減質(zhì)粒介導(dǎo)抗性基因的方法。

背景技術(shù)：

1、環(huán)境意識(shí)不足、處理成本高昂及缺乏大型處理設(shè)施等問題，導(dǎo)致大量未經(jīng)無害化處理的糞便被隨意排放，對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。畜禽糞便的復(fù)雜成分若未經(jīng)妥善處理直接排放，將嚴(yán)重污染自然環(huán)境。其高淋溶性廢水易滲透土壤及地下水，氮磷含量過高則易引發(fā)水體富營養(yǎng)化，破壞水生態(tài)平衡。此外，糞便隨意堆放釋放的有害氣體不僅污染空氣，危害人體健康，還加劇溫室效應(yīng)。

2、厭氧消化是指在無氧或低氧環(huán)境下，通過厭氧及兼性厭氧微生物的作用，有效將碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等生物可降解有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為ch4、co2、nh3、h2s等氣體及有機(jī)酸等還原性副產(chǎn)物的技術(shù)。鑒于畜禽糞便富含有機(jī)成分，具備轉(zhuǎn)化為更多能量的潛力，厭氧消化已成為處理這類糞便的主流方式之一。此技術(shù)不僅高效地將糞便中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為清潔能源，其消化后的產(chǎn)物——消化液，還能作為高品質(zhì)的有機(jī)肥料回歸農(nóng)田，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。

3、現(xiàn)階段，抗生素普遍應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖中，在防治動(dòng)物疾病及促進(jìn)生長的同時(shí)，抗生素也催生了耐藥性問題，促使畜禽體內(nèi)產(chǎn)生抗性菌株，并形成抗生素抗性基因，成為新型污染物?？剐曰蚰茉趧?dòng)物與人體間轉(zhuǎn)移并演化，對(duì)公共衛(wèi)生構(gòu)成重大威脅。研究發(fā)現(xiàn)，畜禽糞便是抗性基因的主要儲(chǔ)存與傳播源，厭氧消化方法雖然能夠通過產(chǎn)生的高溫使抗性菌株和抗性質(zhì)粒的豐度下降，但并不能完全去除所有的抗性基因。因此，畜禽糞便中的抗性基因污染問題亟待解決?。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)厭氧消化方法對(duì)畜禽糞便中抗性基因的去除效果有限的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種利用混合型磁性樹脂強(qiáng)化削減質(zhì)粒介導(dǎo)抗性基因的方法，在畜禽糞便厭氧消化過程中利用混合型磁性樹脂強(qiáng)化對(duì)質(zhì)粒介導(dǎo)的抗性基因的削減，降低抗性基因在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和富集危害。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下：

3、一種利用混合型磁性樹脂強(qiáng)化削減質(zhì)粒介導(dǎo)抗性基因的方法，將畜禽糞便與混合型磁性樹脂加入到發(fā)酵罐中，控制發(fā)酵罐內(nèi)體系ph值為7-8，控制反應(yīng)罐的溫度在37±1℃進(jìn)行厭氧消化；

4、其中，混合型磁性樹脂的加入量為0.1-0.5?g/kg總懸浮固體，混合型磁性樹脂為質(zhì)量比2:3-3:2的磁性陽離子交換樹脂和磁性陰離子交換樹脂的混合物，磁性陽離子交換樹脂是指嵌有磁性顆粒的陽離子交換樹脂，磁性陰離子交換樹脂是指嵌有磁性顆粒的陰離子交換樹脂。

5、進(jìn)一步的，畜禽糞便包括豬糞、牛糞、羊糞、雞糞、鴨糞中的至少一種。

6、進(jìn)一步的，加入混合型磁性樹脂前，先向發(fā)酵罐中加入畜禽糞便，并接種厭氧消化污泥，厭氧消化污泥與畜禽糞便的質(zhì)量比為1:3-2:5，使用消化液調(diào)節(jié)體系的含固率，使得體系最終含固率為2%-8%。接種厭氧消化污泥和消化液均取自穩(wěn)定運(yùn)行的污泥厭氧消化罐中。

7、進(jìn)一步的，厭氧消化時(shí)間為30-70天。

8、進(jìn)一步的，對(duì)厭氧消化過程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集。產(chǎn)生的氣體中含有甲烷，收集后可以再利用。

9、進(jìn)一步的，對(duì)厭氧消化產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，固液分離方法可采用離心、過濾等手段，所得液體（即沼液）用于農(nóng)田回用，如用于灌溉等，所得固體通過磁選分離混合型磁性樹脂后（即沼渣）用于農(nóng)作物施肥。

10、進(jìn)一步的，磁選分離的混合型磁性樹脂經(jīng)過自來水清洗后，首先使用飽和nacl溶液浸泡清洗實(shí)現(xiàn)磁性陽離子交換樹脂的再生，然后使用飽和naoh溶液浸泡清洗實(shí)現(xiàn)磁性陰離子交換樹脂的再生。

11、本發(fā)明的有益效果在于：

12、本發(fā)明方法通過精確配比磁性陽離子交換樹脂與磁性陰離子交換樹脂制得混合型磁性樹脂，集成了陰、陽離子樹脂的特點(diǎn)，能夠通過鈍化重金屬、抑制可移動(dòng)遺傳元件活性、改變微生物群落結(jié)構(gòu)等多種機(jī)制，有效降低抗性基因和質(zhì)粒介導(dǎo)的抗性基因水平轉(zhuǎn)移，從而抑制細(xì)菌耐藥性的傳播和擴(kuò)散，與厭氧消化聯(lián)合應(yīng)用，在一定程度上強(qiáng)化了對(duì)抗性基因的削減和對(duì)質(zhì)粒介導(dǎo)抗性基因水平轉(zhuǎn)移的活性抑制。同時(shí)，磁性樹脂還具備磁分離性能，更易回收利用。

13、采用本發(fā)明方法處理畜禽糞便，實(shí)現(xiàn)了有效削減抗性基因相對(duì)豐度15%-71%，降低可移動(dòng)遺傳元件相對(duì)豐度30%-61.2%，是一種強(qiáng)化削減畜禽糞便中抗性基因的有效方法，為削減抗性基因與控制抗性基因傳播提供了新的技術(shù)支撐。

技術(shù)特征：

1.一種利用混合型磁性樹脂強(qiáng)化削減質(zhì)粒介導(dǎo)抗性基因的方法，其特征在于，將畜禽糞便與混合型磁性樹脂加入到發(fā)酵罐中，控制發(fā)酵罐內(nèi)體系ph值為7-8，控制反應(yīng)罐的溫度在37±1℃進(jìn)行厭氧消化；

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，畜禽糞便包括豬糞、牛糞、羊糞、雞糞、鴨糞中的至少一種。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，加入混合型磁性樹脂前，先向發(fā)酵罐中加入畜禽糞便，并接種厭氧消化污泥，厭氧消化污泥與畜禽糞便的質(zhì)量比為1:3-2:5，使用消化液調(diào)節(jié)體系的含固率，使得體系最終含固率為2%-8%。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，厭氧消化時(shí)間為30-70天。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)厭氧消化過程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)厭氧消化產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，所得液體用于農(nóng)田回用，所得固體通過磁選分離混合型磁性樹脂后用于農(nóng)作物施肥。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，磁選分離的混合型磁性樹脂經(jīng)過自來水清洗后，首先使用飽和nacl溶液浸泡清洗實(shí)現(xiàn)磁性陽離子交換樹脂的再生，然后使用飽和naoh溶液浸泡清洗實(shí)現(xiàn)磁性陰離子交換樹脂的再生。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及畜禽糞便無害化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用混合型磁性樹脂強(qiáng)化削減質(zhì)粒介導(dǎo)抗性基因的方法。方法為將畜禽糞便與混合型磁性樹脂加入到發(fā)酵罐中，控制發(fā)酵罐內(nèi)體系pH值為7?8，控制反應(yīng)罐的溫度在37±1℃進(jìn)行厭氧消化；其中，混合型磁性樹脂的加入量為0.1?0.5?g/kg總懸浮固體，混合型磁性樹脂為質(zhì)量比2:3?3:2的磁性陽離子交換樹脂和磁性陰離子交換樹脂的混合物。本發(fā)明方法處理畜禽糞便，為削減抗性基因與控制抗性基因傳播提供了新的技術(shù)支撐。

技術(shù)研發(fā)人員：劉寶震,趙世龍,姜思源,胡晗濤,張樂琪,張瑞豪,王永磊,何桂琳,劉保森,杜振齊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東建筑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2