[發明專利]富集培養產超廣譜β-內酰胺酶耐熱性菌群的多級環流膜生物反應裝置

無效

• 申請號: 201410079134.7
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103910436A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 呼冬雪;陳兆波;崔玉波;冉春秋;葛輝;孫紅杰;王冰
• 申請（專利權）人: 大連民族學院
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 大連一通專利代理事務所(普通合伙) 21233
• 代理人: 郭麗華

技術領域

本發明涉一種污水處理裝置。?

背景技術

抗生素廣泛用于人類和動物(畜禽/魚)的疾病防治或動物的促進生長。然而，長期過量使用或濫用抗生素會對環境和人類健康構成巨大的潛在威脅，這是因為大部分的抗生素以原藥及其代謝產物的方式隨人、畜禽和魚的排泄物最終進入自然環境，導致細菌耐藥性增強，甚至出現超級細菌，嚴重威脅人類健康。近年我國醫院臨床分離的細菌耐藥性有明顯增長趨勢。β-內酰胺類抗生素是一類抗菌能力很強的抗生素，因其具有毒副作用低、抗菌效率高等特點而廣泛應用于臨床治療中。細菌為了能在抗生素類藥物存在的環境中繼續生長和繁殖，啟動自身的調節機制，來適應和抵抗抗生素類藥物的毒害作用，即對抗生素產生耐藥性。微生物對抗生素的耐藥機制包括外膜屏障、靶位改變、滅活酶的產生及藥物主動外排等，其中大多數微生物對β-內酰胺類抗生素產生耐藥性的重要原因是合成β-內酰胺酶，尤其是第三代頭孢菌素應用于臨床后，細菌誘導合成了超廣譜β-內酰胺酶(ESBLs)和AmpC酶，導致耐藥性的進一步增強。伴隨β-內酰胺類抗生素使用范圍的擴大，細菌也通過合成β-內酰胺酶而對其產生耐藥性，嚴重影響了β-內酰胺類抗生素的臨床療效。ESBLs是能催化微生物水解6-氨基青霉烷酸(6-APA)、7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)及其N-酰基衍生物中β-內酰胺環上酰胺鍵以及第三代頭孢菌素如頭孢曲松、頭孢他啶等的霉，受ESBLs酶抑制劑如克拉維酸抑制的酶。產生ESBLs酶的主要菌類為肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌。合成ESBLs是制藥廢水中活性污泥對抗β-內酰胺類抗生素從而達到降解制藥廢水中污染物的主要作用機制。所以在實際的工程應用中開發一套不僅僅能夠處理污水還能在污水處理過程中富集培養出產ESBLs耐熱性菌群的污水處理反應裝置對于制藥廢水和醫院污水的處理是迫在眉睫的事情。?

起源于上世紀60年代末的膜生物反應MBR技術，首先引起美國科技人員的注意并將其應用于去除廢水中殘留的頭抱類抗生素藥品，以消除此類痕量有機物對環境的影響。Munir等2011年在水處理領域國際權威雜志《Water?Research》上發表的一篇名為《Release?of?antibiotic?resistant?bacteria?and?genes?in?the?effluent?and?bio-solids?of?five?wastewater?utilities?in?Michigan》的文章中比較了膜生物反應器和傳統活性污泥法對耐藥菌與抗性基因的去除效果，結果表明，MBR具有顯著的耐藥菌與抗性基因的去除效果?(2.57～7.06log單位)，遠遠要優于傳統活性污泥工藝(2.37～4.56log單位)。魯南,普紅平在一篇名為《膜生物反應器處理抗生素廢水》的研究中介紹了將一體式中空纖維膜生物反應器處理四川省某青霉素制藥廠的抗生素廢水，研究中獲得了較好的效果，MBR對于COD的去除率為98%，對氨氮的去除率為87%。?

雖然不少的研究中將膜生物反應器應用于處理含有抗生素的廢水處理并取得較好實際運行效果，但是普通的MBR裝置具有容易產生膜污染、運行能耗較高、固液氣三相不能完全混合、反應器內存在著“死角”、微生物生長條件惡劣等一系列缺點，而且不能為微生物提供較好的生長繁殖條件，更別說富集培養特定的微生物種群。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種膜無污染、運行能耗較低、固液氣三相可完全混合、微生物生長條件良好的富集培養產超廣譜β-內酰胺酶(ESBLs)耐熱性菌群的多級環流膜生物反應裝置。本發明主要是將環流反應機構和污水處理的膜生物反應裝置(MBR)結合在一起形成多級環流MBR，使得其內部的氣體、液體和固體形成良好的多級環流，并通過對其內部條件的控制使得多級環流MBR裝置內產生適合微生物生長的良好環境。?

本發明具體內容如下：?