[發(fā)明專利]一種降低污泥堆肥過程中抗生素抗性基因豐度的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110880550.7
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113636875A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵艷秋;董艷紅;朱英
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院新材料研究所
• 主分類號: C05F17/10
• 分類號: C05F17/10;C05F17/20;C05F17/70;C05F17/80;C05G1/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發(fā)明屬于有機(jī)固體廢物處理領(lǐng)域，具體涉及一種降低污泥堆肥過程中抗生素抗性基因豐度的方法。所述方法包括如下步驟：(1)將未消化污泥、堆肥返混料和調(diào)理劑花生殼混合，添加超嗜熱菌劑和生物碳，得到好氧轉(zhuǎn)化原料；(2)將好氧轉(zhuǎn)化原料堆入好氧生物轉(zhuǎn)化裝置中發(fā)酵，直到好氧轉(zhuǎn)化原料腐熟，得到黑褐色的疏松團(tuán)粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。本發(fā)明將超嗜熱菌劑和生物碳一同加入到污泥堆肥原料中，生物碳的加入能夠為微生物代謝提供碳源，同時其多孔、疏水性和低密度特性能改善堆肥通氣狀況，多孔性和巨大的比表面積能夠為微生物生存提供附著位點和較大生存空間，進(jìn)而顯著降低污泥中各類抗性基因豐度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)固體廢物處理領(lǐng)域，具體涉及一種降低污泥堆肥過程中抗生素抗性基因豐度的方法。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

抗生素抗性基因的出現(xiàn)已經(jīng)成為重要的全球性健康問題。研究發(fā)現(xiàn)在河水、農(nóng)田土壤、污泥、蔬菜甚至空氣中均有檢測出抗性基因，這些抗性基因可能會污染人類的飲用水和食物，對人類的健康造成嚴(yán)重的威脅。抗生素抗性基因可通過施肥的方式傳播給土壤土著細(xì)菌。與傳統(tǒng)污染物不同，ARGs可通過基因遺傳元件在不同物種之間轉(zhuǎn)移和傳播，具有遺傳性，并且抗生素抗性基因可以進(jìn)行自我復(fù)制，通過各種途徑在環(huán)境中傳播，污染水體、大氣以及土壤環(huán)境，對環(huán)境造成很大的危害，最終通過食物鏈危害人類健康。

污泥是研究ARGs、MGEs和耐抗生素細(xì)菌(ARB)的熱點，污水處理廠又被稱為抗性基因的儲存庫。城市污泥是一座巨大的資源“寶庫”，城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥中含有大量植物所需的營養(yǎng)元素和微量元素，其經(jīng)過無害化處理后施加到土壤中可以有效的改良土壤結(jié)構(gòu)，還可以充當(dāng)土壤肥料，促進(jìn)植物更好的生長。因此，將城市污泥無害化后轉(zhuǎn)化為可利用的資源，更好的實現(xiàn)污泥的資源化利用，是現(xiàn)在需要解決的又一環(huán)境難題。好氧堆肥法是對污泥處理和資源化的有效方法，其實質(zhì)是污泥中微生物在有氧條件下快速分解污泥中有機(jī)物使其轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的過程，是城市污泥實現(xiàn)減量化、無害化和資源化一種有效技術(shù)。傳統(tǒng)堆肥在消除抗生素殘留和抗生素耐藥基因(ARGs)方面已經(jīng)顯示出一定的效果，如通過采用超高溫好氧菌進(jìn)行發(fā)酵來消減有機(jī)固體廢物中抗性基因，依靠嗜熱微生物自身代謝產(chǎn)能達(dá)到發(fā)酵高溫，能殺滅90％的攜帶ARGs的微生物。但是，超高溫好氧菌來降低ARGs的過程中，基于菌株的特殊性，其生長附著點較少，且生長空間小，抗性基因豐度降低效果比較有限，因此，目前迫切需要改進(jìn)堆肥技術(shù)來進(jìn)一步有效控制抗生素耐藥性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種添加超嗜熱菌和生物碳降低污泥堆肥過程中多種抗生素抗性基因豐度的方法，將超嗜熱菌劑和生物碳一同加入到污泥堆肥原料中，生物碳的加入能夠為微生物代謝提供碳源，同時其多孔、疏水性和低密度特性能改善堆肥通氣狀況，多孔性和巨大的比表面積能夠為微生物生存提供附著位點和較大生存空間，進(jìn)而顯著降低污泥中各類抗性基因豐度。

本發(fā)明第一方面提供一種降低污泥堆肥過程中抗生素抗性基因豐度的方法，包括如下步驟：

(1)將未消化污泥、堆肥返混料和調(diào)理劑花生殼混合，添加超嗜熱菌劑和生物碳，得到好氧轉(zhuǎn)化原料；

(2)將好氧轉(zhuǎn)化原料堆入好氧生物轉(zhuǎn)化裝置中發(fā)酵，直到好氧轉(zhuǎn)化原料腐熟，得到黑褐色的疏松團(tuán)粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。

本發(fā)明第二方面提供一種好氧生物轉(zhuǎn)化裝置，該裝置由水浴箱和堆肥裝置組成，堆肥裝置放置在水浴箱中，對堆體起到保溫作用，原料頂部鋪設(shè)一層塑料膜以保溫保濕，堆肥裝置上設(shè)置測溫點、取樣點和排氣口。

本發(fā)明的一個或多個實施方式具有以下有益效果：