一種抗生素菌渣的資源化處理方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢物治理領域，具體設及一種抗生素菌渣的資源化處理方法。
【背景技術】
[0002] 抗生素菌絲廢渣是企業(yè)在生產抗生素過程中的廢棄物，菌渣的主要成分為菌絲 體、未利用完畢的培養(yǎng)基(如豆餅巧、玉米漿、花生餅粉、葡萄糖等）、發(fā)酵過程中產生的代謝 產物、培養(yǎng)基的降解物、提取過程中加入的絮凝劑、酸化劑、助濾劑、殘留有機溶劑W及殘留 抗生素及代謝中間產物等。依據2008年版《國家危險廢物名錄》、2012年《制藥工業(yè)污染防治 技術政策》，W及正在修訂的2014年版《國家危險廢物名錄》，抗生素菌渣屬于危險廢物，作 為危險廢物，合法的處理手段是焚燒法和填埋處置。將抗生素菌渣直接作為動物飼料或肥 料既違反了國家相關法律規(guī)定，又會對生態(tài)環(huán)境W及人體健康產生隱蔽性、滯后性、累計 性、協(xié)同性和連帶性等潛在的危害。
[0003] 作為抗生素生產大國，我國還沒有成熟的抗生素菌渣的處理技術和方法，由于其 營養(yǎng)豐富，粗蛋白含量在40%左右，各種必需氨基酸、維生素和微量元素含量豐富均衡，抗 生素菌渣是生物綜合利用的極好原料，將其直接進行焚燒或填埋處置是對資源的浪費，而 且焚燒法成本高、易產生大量有害氣體，填埋法占用大量±地資源且容易污染地下水，因此 開發(fā)抗生素菌渣的資源化處理新技術迫在眉睫。專利CN201110409090.6公開了一種熱堿水 解-壓濾處理頭抱菌素 C生產殘渣的方法，其該方法雖然可W消除頭抱菌素菌渣中的抗生素 殘留，但其弊端在于菌渣僅經過一步熱堿水解，而沒有厭氧堆肥的過程，菌渣中殘留溶劑和 代謝產物等不能轉化為生物利用率高的小分子物質。專利CN201310095797.3公開了一種熱 堿解-厭氧消化處理頭抱菌素菌渣的方法，該方法產生的沼渣抱菌素 C殘留極低，但所排的 沼渣未經過脫水處理，不方便運輸、儲存和使用，未能真正意義上實現(xiàn)減量化。

【發(fā)明內容】

[0004] 為了解決目前現(xiàn)有抗生素菌渣處理工藝的不足，本發(fā)明采用強化水解、菌渣調配、 兩相厭氧消化、深度脫水、資源化利用等步驟，充分利用菌體蛋白資源，強化水解，促進厭氧 消化，消除抗生素殘留，最終實現(xiàn)抗生素菌渣的減量化、資源化和無害化。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述組合工藝對抗生素菌渣進行資源化處 理：
[0006] (1)強化水解；
[0007] (2)菌渣調配；
[0008] (3)兩相厭氧消化；
[0009] (4)深度脫水；
[0010] (5)資源化利用。
[0011] 優(yōu)選地，所述的抗生素菌渣的資源化處理方法，其包括W下步驟：
[0012] (1)強化水解:采用高壓蒸汽多級閃蒸的方式對抗生素菌渣進行強化水解；
[0013] (2)菌渣調配:經強化水解后的菌渣、抗生素廢水、憐酸鹽W-定比例混合均勻后 調節(jié)抑值得到調配液；
[0014] (3)兩相厭氧消化:調配液依次進入產酸反應器和產甲燒反應器，經兩相厭氧消化 后的出水進入常規(guī)好氧生物處理工段處理；
[0015] (4)深度脫水:兩相厭氧消化后的菌渣W沼渣的形式排出，對該沼渣進行濃縮、調 質、壓濾、脫水；
[0016] (5)資源化利用:脫水后的沼渣用于生產有機肥，實現(xiàn)資源化。
[0017] 進一步優(yōu)選地，所述的抗生素菌渣的資源化處理方法，其包括W下步驟：
[0018] (1)強化水解:將抗生素菌渣放置于高壓蓋中，第一次通入高壓蒸汽閃蒸3-15min， 自然冷卻至l〇〇°C，第二次通入高壓蒸汽閃蒸10-20min，自然冷卻至80°C，所述高壓蒸汽溫 度為120-200°C，壓力為800-2000kPa，經兩級蒸汽閃蒸后的菌渣進入下一工段；
[0019] (2)菌渣調配:將上一工段來的菌渣放置于調配罐中，按照重量比加入抗生素廢水 和憐酸鹽，其比例為菌渣:抗生素廢水:憐酸鹽=(100-300) :(2-20) :(1-10)，開啟攬拌5-lOmin，混合均勻后調節(jié)pH值為5-7后得到調配液，進入下一工段；
[0020] (3)兩相厭氧消化:上一工段來的調配液進入產酸反應器，產酸反應器接種厭氧消 化污泥，接種比為體積比20-50%，控制pH值為5-7，溫度為30-40°C、水力停留時間為18-36h;產酸反應器出水進入產甲燒反應器，產甲燒反應器接種厭氧消化污泥，接種比為體積 比20-50%，控制pH值為6-8，溫度為40-50°C、水力停留時間為24-4化;產酸反應器的排泥作 為產甲燒反應器的進泥，產甲燒反應器的排泥即為沼渣，產甲燒反應器經兩相厭氧消化后 的出水進入常規(guī)好氧生物工段進行處理；
[0021] (4)深度脫水:兩相厭氧消化后的菌渣W沼渣的形式進入濃縮池、經濃縮后的沼渣 按照重量比1-5%。加入調質劑之后，注入壓濾機中進行一次脫水，控制壓力為1.0-2. OM化并 保壓10-20min;脫水后濾餅再注入壓濾機進行二次高壓脫水，控制壓力為2.0-3. OM化并保 壓10-20min，脫水后的泥餅含水率為40 % -50 %。
[0022] (5)資源化利用:脫水后的沼渣用于農田覆±、生產有機肥，實現(xiàn)資源化。
[0023] 作為本發(fā)明的最有選方案，對如下參數進行限定：
[0024] 1)強化水解工段中，第一次通入高壓蒸汽閃蒸3-8min，第二次通入高壓蒸汽閃蒸 12-15min，所述高壓蒸汽溫度為150-180°C，壓力為1000-1500kPa。
[00巧]2)菌渣調配工段中，重量比比例為菌渣:抗生素廢水:憐酸鹽=(200-250) :(4-7): (1-3)，憐酸鹽為憐酸二氨鐘、憐酸氨二鐘的一種或其組合，調節(jié)pH值為5.5-6.5。
[0026] 3)兩相厭氧消化工段中，產酸反應器厭氧消化污泥接種比為體積比30-40%，控制 pH值為5.5-6.5,水力停留時間為28-3化;產甲燒反應器厭氧消化污泥接種比為體積比30-40%，控制抑值為6.5-7.5，水力停留時間為36-40h;產酸反應器和產甲燒反應器為IC反應 器和UBF反應器中的一種;厭氧消化污泥來源于污水處理廠厭氧消化池底泥和二沉池的混 合泥。
[0027] 4)度脫水工段中，調質劑為粉煤灰、膨潤±、氧化巧的混合物，其質量比為粉煤灰： 膨潤±:氧化巧= (1-2) :(0.5-1) :(0.1-0.3)。
[0028] 5)使用調減劑或調酸劑調節(jié)和控制pH值，其中調減劑為氨氧化鋼、氨氧化巧中的 一種或其組合，調酸劑為硫酸、鹽酸中的一種或其組合。
[0029] 本發(fā)明所述的抗生素菌渣的資源化處理方法，其特征在于抗生素菌渣為青霉素、 紅霉素、頭抱菌素等抗生素生產過程中產生的菌渣。
[0030] 將采用上述工藝處理后的沼渣進行有機肥料技術指標檢測，符合為NY525-2012標 準要求，且無抗生素殘留，數據如下表1:
[0032] 可見，抗生素菌渣處理后的沼渣各項指標達到農業(yè)部關于有機肥的標準要求 (NY525-2012)，且無抗生素殘留，可用作生產有機肥的原料。
[0033] 與現(xiàn)有技術比較，本發(fā)明所述抗生素菌渣的資源化處理方法具有如下優(yōu)點：
[0034] 1)本發(fā)明工藝組合合理、工藝技術參數可靠，適應各類抗生素菌渣的資源化處理， 處理后的菌渣變成了沼渣，各項指標達到有機肥的標準要求，可用作生產有機肥的原料。
[0035] 2)采用高壓蒸汽多級閃蒸的方式對抗生素菌渣進行強化水解，殺滅病原菌，無需 加堿即可實現(xiàn)有機物的充分水解，蛋白質水解成多膚、二膚和氨基酸，脂類水解成甘油和脂 肪酸，能夠很好地被厭氧微生物所利用，而且多級閃蒸更加節(jié)能。
[0036] 3)兩相厭氧消化將產酸菌和產甲燒菌置于兩個反應器內，產酸菌的代謝產物作為 產甲燒菌的代謝底物，為其分別提供最佳生長和代謝條件，有利于發(fā)揮各自優(yōu)勢，避免了單 級厭氧消化難W發(fā)揮各自最佳性能的缺陷。
[0037] 4)抗生素菌渣經微生物降解后，藥物殘留得W消除，富含多糖、氨基酸及微量元 素，是生產有機肥的良好原料，而且產生清潔能源沼氣，實現(xiàn)了菌渣的無害化和資源化。
[0038] 5)厭氧消化后的菌渣含水率高，不便于運輸、儲存和使用，對其進行濃縮-調質-深 度脫水，脫水后的泥餅含水率為40 % -50 %，實現(xiàn)了菌渣的減量化。
【具體實施方式】
[0039] 下面通過具體實施例，對本發(fā)明進一步說明，本領域技術人員應該能夠知曉，本發(fā) 明不只限于此實施例。
[0040] 實施例1青霉素菌渣的資源化處理：
[0041] 將青霉素菌渣放置于高壓蓋中，第一次通入高壓蒸汽閃8min，自然冷卻至100°C， 第二次通入高壓蒸汽閃蒸12min，自然冷卻至80°C，蒸汽溫度為160°C，壓力為1200kPa，經兩 級蒸汽閃蒸后的菌渣放置于調配罐中，按照重量比菌渣：青霉素工藝廢水:憐酸二氨鐘= 250:5:1.5,攬拌lOmin，混合均勻后調節(jié)pH值為6后得到調配液，進入產酸反應器，產酸反應 器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比40%，控制抑值為6,溫度為30-40°C、水力停留時間 為30h;產酸反應器出水進入