人工湿地耦合微生物燃料电池去除抗生素的效能研究

摘要

目前,我国畜禽养殖废水中的抗生素污染已经达到了较为严重的程度,据统计,我国每年使用兽用抗生素量约为6000t,按30％～90％的排泄率估算,每年约有1800～5400t的兽用抗生素排放进水体中,其检出量多数在mg/kg或μg/L等数量级水平[1],这对养殖场周边的水体和土壤环境造成了较大的污染.本文拟采用人工湿地—微生物燃料电池(CW-MFC)系统,处理模拟养殖场废水中的典型抗生素:四环素与磺胺甲恶唑.一方面,人工湿地具有好氧/厌氧兼备的内部环境、较长的水力停留时间、高比表面积的湿地基质和植物根际效应等优势,对难降解有机物的去除具有较高的潜能;另一方面,MFC独特的生物电化学效应能进一步强化湿地内部微生物种群对难降解有机物的降解能力,实现抗生素的高效降解与同步产电[2].本文使用高效液相色谱—质谱测定不同系统出水的抗生素浓度,分析影响抗生素处理效果的主要因素(抗生素浓度与种类,共基质浓度与装置类型),结合CW-MFC系统的产电效能,分析CW-MFC系统同步去除有机物与产电的可能性,为后续中试试验与该技术推广应用提供参考.