102反應消毒，最 后該接觸消毒池的出水排至城市污水管網(wǎng)。
[0041] 步驟2)中加入的H2SOjP NaOH混合液的mol比為2 : 1，加入后調(diào)節(jié)該上層液污 水pH值為3, H2O2在上層液污水中的濃度為0.0 lmol，并控制Fe 2YH2O2的摩爾比為1/10,啟 動反應2h。
[0042] 所述步驟3)中CAST反應池內(nèi)的處理過程為：進水-曝氣-沉淀-撇水，所述進 水-曝氣-沉淀-撇水組成一個循環(huán)，并循環(huán)開始時，進行充水，CAST反應池中的水位由某 一最低水位開始上升，經(jīng)過一定時間的曝氣和混合后，停止曝氣，以使活性污泥進行絮凝并 在一個靜止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀階段后，由一個移動式撇水堰排出已處理的上清液， 使水位下降至池子所設定的最低水位，完成后進入下一循環(huán)過程，重復以上循環(huán)。
[0043] 所述步驟4)中石英管外壁254nm處的紫外光強為9. 85mW/cm2;調(diào)節(jié)該出水的pH 值為3. 5, H2O2在出水中的濃度為0.0 lmol，然后進行UV光照30min。
[0044] 在步驟4)和5)之間還可加入反滲透處理步驟，即，將步驟4)得到液體送入反滲 透過濾器進行反滲透過濾，在反滲透時加入反滲透阻垢劑；所述反滲透阻垢劑為市售的納 爾科的PC191T，栗田的K-5030，SHMP六偏磷酸鈉，EDTMP乙二胺四甲撐磷酸鹽等。然后進行 步驟5)的處理。
[0045] 應當注意，本實施例中所涉及的數(shù)值范圍都可以實現(xiàn)，篇幅所限，在此不進行端點 和中間值的列舉。
[0046] 結果分析
[0047] 下面對上述實施例中的處理結果進行分析。
[0048] 取200mL水樣用0. 22 μ m混合纖維濾膜過濾，過濾后保留濾膜并將其放在50%乙 醇中于-20°C保存以待后續(xù)的DNA的提取以及隨之的基因定量。每個實驗重復兩次，取平 均值進行分析。簡單的實驗流程如圖1所示。
[0049] (1)· OH濃度測定
[0050] 采用水楊酸比色法測定高級氧化法中生成的· OH濃度。
[0051] (2) ARGs 定量
[0052] A) DNA 提取
[0053] DNA提取按照Fast DNA? Spin Kit for soil試劑盒廠家提供方法進行，具體步 驟如下：
[0054] a)將濾膜在室溫下解凍并剪碎加入裂解管E管中（Lysing Matrix E tube)。
[0055] b)向上述管中加入978 μ L磷酸鈉緩沖液（Sodium Phosphate Buffer)，及122 μ L MT Buffer0
[0056] c)將E管放在FastPr印中以速度為6. Om/s振蕩40s。隨后將E管放置在離心機 中以HOOOXg離心10min。
[0057] d)離心后，將上清液轉移新的2mL離心管中，加入250 yL蛋白沉淀溶液（protein precipitation solution)，手搖10次離心管混合溶液。
[0058] e)將離心管放入離心機以HOOOXg離心5min，將上清液轉移至15mL離心管，并 加入ImL DNA結合溶液（Binding Matrix，促進DNA與硅膠結合）。將離心管上下顛倒2min， 隨后將離心管放至在架子上靜置3min。
[0059] f)小心去除500 μ L的上清液，重新懸浮剩余的混合液；轉移約600 μ L的混合液 到含SPIN?Filter的管中，以14000Xg離心Imin ;接著將SPIN? Filter管中的液體倒掉； 重復上述過程直到剩余混合液全部轉移離心完。
[0060] g)加入500 μ L SEWS-M (溶解和清洗DNA)至SPIN?FiIter管中，用移液槍吹 打使沉淀物重新懸浮后以HOOOXg離心Imin ;將SPIN? Filter管中的液體倒掉，再以 14000Xg離心2min，去除基質(zhì)中的SEWS-M。
[0061] h)將SPIN? Filter放到新的Catch Tube中，于室溫下風干5min后加入80 μ L DES(DNase/Pyrogen Free Water)，用移液槍槍頭在濾膜上輕輕攪動，使濾膜上的沉淀物重 新懸浮后以14000 X g離心lmin，DNA則轉移至Catch Tube中。
[0062] i)將提取的DNA于-20°C或在4°C保存，用于接下來的PCR擴增及其他步驟。
[0063] B)PCR
[0064] PCR即聚合酶鏈反應（Polymerase Chain reaction)。本研宄中使用的PCR反應體 系溶液為25 μ L，包括：2. 5 μ LlO XPCR緩沖液，2 μ L MgCl2, 2 μ L dNTP混合劑，上下引物各 0· 2 μ L (20 μ M)，0· 125 μ L Ex Taq DNA 聚合酶，2 μ L DNA 模板（提取的 DNA 稀釋至約 20ng/ μ L)及CldH2O使體系至25 μ L。
[0065] 使用PCR擴增儀進行擴增，反應溫度程序為94°C變性5min后進入35個循環(huán)，每個 循環(huán)中，先在94°C反應45s，隨之在退火溫度下反應45s，之后在72°C下反應90s，循環(huán)反應 之后再于72°C下反應lOmin。PCR及后面定量PCR中使用的引物如表1所示。實驗中ARGs 的擴增效率在90%~100%之間，標曲相關系數(shù)R2均大于0. 99。
[0066] 表1 PCR及定量PCR引物
[0067]
【主權項】
1. 一種去除污水中抗生素抗性基因的高級氧化方法，其特征在于通過以下具體步驟實 現(xiàn)： (1) 使污水通過重力自流至格柵，通過格柵去除水中的大塊漂浮物，格柵的出水進入沉 淀池進行沉淀分離； (2) 將步驟（1)中的污水進行沉淀分離，在分離后的上層清液中加入摩爾比為2~ 3 : 1的H2SOJPNaOH混合液調(diào)節(jié)該上層清液pH值為3~5,然后置于六聯(lián)攪拌器中攪拌， 并加入適量的FeSO4 ? 7H20固體作為Fe2+，后加入重量比為30%的H2O2溶液，使得H202在上 層清液中的濃度為〇. 005~0.Olmol，并控制Fe2YH2O2的摩爾比為1/30~1/2,啟動反應 2~3h，加入適量的NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為7~8,停止攪拌并靜置沉淀； (3) 將步驟（2)中的污水進行沉淀分離，將分離后的上層清液經(jīng)加壓泵進入CAST反應 池，在CAST反應池內(nèi)通過反應去除水中部分懸浮性固體（SS)、COD和BOD; (4) 步驟（3)處理后的出水進入污水調(diào)節(jié)池，通過電動攪拌棒攪拌均勻。該污水調(diào)節(jié) 池由有機玻璃制成，中間豎直放置石英套管，石英管內(nèi)放置紫外燈；調(diào)節(jié)該出水的PH值為 2. 5~3. 5,在水中加入重量比為30 %的H2O2溶液，使得H2O2在出水中的濃度為0. 005~ 0.Olmol，然后進行UV光照5~30min，最后加入過量的重量比為1. 5%的Na2S2O3W終止反 應； (5)對步驟（4)的出水進行結果分析，然后送入接觸消毒池與(：102反應消毒，最后將該 接觸消毒池的出水排至城市污水管網(wǎng)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的去除污水中抗生素抗性基因的高級氧化方法，其特征在于具 體步驟如下： 步驟（2)中加入的H2SOjPNaOH混合液的摩爾比為2 : 1，加入后調(diào)節(jié)該上層清液pH值為3,H2O2在上層清液中的濃度為0.Olmol，并控制Fe2+/H202的摩爾比為1/10,啟動反應 2h〇
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的去除污水中抗生素抗性基因的高級氧化方法，其特征在 于，所述步驟（3)中CAST反應池內(nèi)的處理過程為：進水-曝氣-沉淀-撇水，所述進水-曝 氣-沉淀-撇水組成一個循環(huán)，循環(huán)開始時進行充水，CAST反應池中的水位由某一最低水 位開始上升，經(jīng)過一定時間的曝氣和混合后，停止曝氣，以使活性污泥進行絮凝并在一個靜 止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀階段后，由一個移動式撇水堰排出已處理的上清液，使水位下 降至池子所設定的最低水位，完成后進入下一循環(huán)過程，重復以上循環(huán)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的去除污水中抗生素抗性基因的高級氧化方法，其特征在于， 所述步驟（4)中石英管外壁254nm處的紫外光強為9. 85mW/cm2;調(diào)節(jié)該出水的pH值為3. 5， H2O2在出水中的濃度為0.Olmol，然后進行UV光照30min。
5. 根據(jù)權利要求4所述的去除污水中抗生素抗性基因的高級氧化方法，其特征在于， 在步驟（4)和（5)之間還可加入反滲透處理步驟，S卩，將步驟（4)得到的液體送入反滲透過 濾器進行反滲透過濾，在反滲透時加入反滲透阻垢劑；然后進行步驟（5)的處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種去除污水中抗生素抗性基因的高級氧化方法，該方法主要通過格柵過濾-沉淀分離-Fenton氧化-UV/H2O2氧化-消毒-排放，對污水中的抗生素抗性基因進行去除。在Fenton氧化法中，考察了Fe2+/H2O2摩爾比、H2O2濃度、初始pH值、反應時間等因素的影響，在UV/H2O2法中，考察了光照時間、H2O2投加量、pH值等因素的影響，找到了這兩種高級氧化法的最優(yōu)操作參數(shù)條件，能夠對污水中的抗生素抗性基因進行有效地去除，為解決污水中抗生素抗性基因的傳播提供了一種新的科學高效的技術。
【IPC分類】C02F9-14
【公開號】CN104773903
【申請?zhí)枴緾N201510116740
【發(fā)明人】耿金菊, 張瀅楹, 任洪強, 莊耀
【申請人】南京大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月18日