一种抗生素菌渣处理利用的技术方法技术

本发明专利技术公开了一种抗生素菌渣处理利用的技术方法，该方法包括：将抗生素菌渣进行水热处理，使得菌渣含水率在90～95％、温度在100～110℃之间；水热后的菌渣不经冷却直接进行压滤，设定进料压力1.0‑1.2MPa，压滤压力1.4MPa，压滤时间为1.5‑3h，将压滤后的菌渣分成含水率在30～55％的压滤泥饼和COD含量在24000‑65000mg/L的菌渣滤液；将压滤泥饼进行干燥和粉碎处理，使得干燥后的菌渣颗粒含水率降低到20％以下，然后进行热解处理及厌氧消化处理。本发明专利技术通过“水热预处理+压滤脱水+上清液上流式厌氧污泥床消化+高干泥饼绝氧热解”处理，实现了抗生素菌渣的减量化、无害化和资源化处理。

A Technical Method for Treatment and Utilization of Antibiotic Residue

The invention discloses a technical method for treating and utilizing antibiotic bacterial residue, which includes: hydrothermal treatment of antibiotic bacterial residue, making the water content of the bacterial residue between 90-95% and the temperature between 100-110 degrees C; hydrothermal bacterial residue is directly filtered without cooling, setting the feed pressure of 1.0_1.2 MPa, the pressure of 1.4 MPa and the pressure filtration time of 1.5_3 hours, and separating the filtered bacterial residue after pressure filtration. Bacterial residue filtrate with 30-55% moisture content and COD content of 24 000-65 000 mg/L was prepared. After drying and crushing, the moisture content of dried bacterial residue particles was reduced to less than 20%, and then pyrolysis and anaerobic digestion were carried out. The invention realizes the reduction, harmlessness and resource treatment of antibiotic bacterial residue by \hydrothermal pretreatment + pressure filtration dewatering + supernatant upflow anaerobic sludge bed digestion + high dry mud cake adiabatic pyrolysis\.

【技术实现步骤摘要】
一种抗生素菌渣处理利用的技术方法
本专利技术属于生物质废物处理处置
，具体涉及一种抗生素菌渣处理利用的技术方法。
技术介绍
抗生素生产过程中产生大量菌渣，平均每生产1吨抗生素产品约产生8～10吨湿菌渣(含水80％～90％)。抗生素菌渣因其抗生素残留及潜在的耐药性基因问题被国家列入危险废物名录，其收集、贮存、处置须按照危险废物标准严格执行，现阶段“直接干化+危废焚烧”的工艺路线进行处置的费用高达2000～4000元/吨，超出企业承受能力。针对抗生素菌渣含水率高、脱水性能差、生物降解性差和高有机物含量等特点，在安全解毒的前提下，将其中的低品位有机资源转化为高品位的清洁燃气，建立安全、合理、经济的菌渣处置与利用技术路线，解决生物制药企业环境保护、清洁生产、可持续发展的关键问题。抗生素菌渣高具有含水率、脱水性差和生物降解性差等特点，采用直接“干化+危废焚烧”的工艺路线成本高、耗能高，如何提供一种能实现抗生素菌渣的减量化、无害化和资源化处理的方法，成为了目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，针对抗生素菌渣高含水率、脱水性差和生物降解性差等特点和“直接干化+危废焚烧”工艺路线的高成本高耗能，提供了一整套高效处理抗生素菌渣的方法，通过“水热预处理+压滤脱水+上清液上流式厌氧污泥床消化+高干泥饼绝氧热解”处理，实现了抗生素菌渣的减量化、无害化和资源化处理。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种抗生素菌渣处理利用的技术方法，所述方法包括：将抗生素菌渣进行水热处理，并使得经水热处理后的菌渣含水率在90～95％之间、温度在100～110℃之间；将温度在100～110℃之间的水热菌渣不经冷却之间进行压滤，其中，设定进料的压力为0.6-1.2MPa，压滤压力0.6～1.4MPa，压滤时间为1.5-3h，将压滤后的菌渣分成含水率在24～55％之间的压滤泥饼和COD含量在24000-65000mg/L之间的菌渣滤液；将压滤泥饼进行干燥和粉碎处理，使得干燥后的菌渣颗粒含水率降低到20％以下，然后进行热解处理，其中，热解温度在600～900℃；将菌渣滤液进行厌氧消化处理，溢流出的厌氧废水排出。进一步地，所述水热处理过程具体包括：将抗生素菌渣与热水混合搅拌均匀进行浆化，使得抗生素菌渣的含固率在5～10％之间；将浆化处理完毕的物料，通入温度在200～230℃、压力在1.6～2.8MPa以上的饱和蒸汽，致使物料温度上升至160～200℃，，并停留时间30～120min；将水热处理完毕的物流进行闪蒸泄压处理，致使物流温度降低到90～110℃。进一步地，所述热解在间壁式绝氧热解炉的燃烧室进行，其中，热解产生的热解气体重新收集到燃烧室。进一步地，所述厌氧消化处理在上流式厌氧污泥床反应器中进行，其中，所述反应器厌氧消化产生的沼气作为所述间壁式绝氧热解炉的其中一种热源。进一步地，所述浆化处理在浆化罐中进行，所述水热处理在水热罐中进行，所述闪蒸处理在闪蒸罐中进行，其中，所述浆化罐、水热罐、闪蒸罐依次相连，所述浆化罐还连接热水箱。进一步地，燃烧过程中产生的高温尾气经过余热锅炉换热后将温度降至150～200℃，直接排空，所述余热锅炉产生的饱和蒸汽输送至水热罐中。进一步地，所述间壁式绝氧热解炉包括被耐火层围合形成的一燃烧加热区，以及斜向穿过所述燃烧加热区的螺杆解热管，经干燥处理后的菌渣进入所述螺杆热解管内，所述螺杆热解管顶部还设置有一合成导气管，所述合成导气管另一端伸入至所述燃烧加热区内。进一步地，所述抗生素菌渣为杆菌肽菌渣、链霉素菌渣、庆大霉素菌渣、林可霉素菌渣、青霉素菌渣、头孢菌素C菌渣、青霉素V钾菌渣、土霉素菌渣中的一种或者他们的组合。进一步地，针对庆大霉素菌渣、林可霉素菌渣、青霉素菌渣、头孢菌素C菌渣、青霉素V钾菌渣、土霉素菌渣，设定的进料压力为0.7MPa、压滤压力为0.7MPa，针对杆菌肽菌渣、链霉素菌渣，设定的进料压力为1.2MPa、压滤压力为1.4MPa。与现有技术相比，本专利技术所提供的一种抗生素菌渣处理利用的技术方法，通过“水热预处理+压滤脱水+上清液上流式厌氧污泥床消化+高干泥饼绝氧热解”处理，实现了抗生素菌渣的减量化、无害化和资源化处理。与目前现行的“直接干化+危废焚烧”抗生素菌渣处理工艺相比，有以下优点：(1)减量化程度高。通过水热预处理后机械脱水即可实现菌渣减量化84％以上；压滤泥饼经过热干燥-高温热解处理后，所有水分和大部分有机物挥发，泥饼减量70％以上；全流程处理后菌渣的总减量化95％以上。(2)减量化成本大大降低。在水热单元，在开放体系下进行干化处理每吨菌渣消耗蒸汽量在0.99-1.23t，大大高于水热处理0.18t的蒸汽消耗量；水热单元和压滤单元完全不需要添加药剂即可实现高干度脱水，节省了大量药剂费用；在热解单元，抗生素菌渣热解的处理成本也小于焚烧的处理费用。(3)有机物利用率明显提高。水热改性后的菌渣滤液厌氧消化产甲烷率达到240-320mL/g-COD，厌氧消化COD去除率达到65％以上，较原菌渣直接厌氧消化效率有大幅提高；600℃以上温度的热解有机物转化率80％以上，有机物转化为热解气和热解油(均以气态形式燃烧)可直接为热解炉供能。(4)废物处理效率高，设备占地小。水热预处理与其它生物质废物预处理技术相比，处理时间和处理量都有明显优势；与传统的厌氧消化处理工艺20-30天的停留时间相比，UASB工艺仅需2-5天的停留时间，所以占地面积也小很多；生物质废物在热解反应器中停留时间20-30min，同时热解设备的占地面积比焚烧装置小。附图说明图1为本专利技术实施例所述的抗生素菌渣处理利用的技术方法的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明，但不作为对本专利技术的限定。参照图1所示，专利技术实施例所述的抗生素菌渣处理利用的技术方法，包括：水热处理、压滤处理、热解处理和厌氧处理四个过程，其中，所述水热处理、压滤处理、热解处理和厌氧处理分别在水热单元Ⅰ，压滤单元Ⅱ，热解单元Ⅲ，厌氧单元Ⅳ进行。其中，各单元的设备及工艺流程说明如下：(1)水热单元抗生素菌渣1通过螺旋进料器2进入浆化反应器5中，在浆化反应器5中与热水箱3中的热水4搅拌均匀，将抗生素菌渣的含固率调节到5-10％；浆化后的菌渣进入水热反应器6，将饱和蒸汽19(200～230℃，1.6～2.8MPa以上)通入水热反应器6中，饱和蒸汽19释放大量潜热将菌渣加热至160-200℃，停留时间为30-120min，菌渣中的胶体结构和细胞物质在水热过程中被破坏，有机质被释放并水解，其中，通入的饱和蒸汽19的参数优选为200℃、1.6MPa，且水热停留60min左右，如此可保证在不增加设备复杂度的前提下对菌渣内部生物质构造起到较高的破坏作用；水热后的菌渣进入闪蒸反应器7中，泄压过程中胶体结构和细胞物质被进一步破坏，菌渣温度下降至900-110℃。水热技术目前广泛应用于市政污泥处理过程中，能够有效破坏生物质废物中胶体结构和细胞物质，混合加热更充分，提高生物质废物的脱水性和生物降解性。所述抗生素菌渣为杆菌肽菌渣、链霉素菌渣、庆大霉素菌渣、林可霉素菌渣、青霉素菌渣、头孢菌素C菌渣、青霉素V钾菌渣、土霉素菌渣中的一种或者他们的组合。(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗生素菌渣处理利用的技术方法，其特征在于，所述方法包括：将抗生素菌渣进行水热处理，并使得经水热处理后的菌渣含水率在90～95％之间、温度在100～110℃之间；将温度在100～110℃之间的水热菌渣不经冷却之间进行压滤，其中，设定进料的压力为0.6‑1.2MPa，压滤压力0.6～1.4MPa，压滤时间为1.5‑3h，将压滤后的菌渣分成含水率在24～55％之间的压滤泥饼和COD含量在24000‑65000mg/L之间的菌渣滤液；将压滤泥饼进行干燥和粉碎处理，使得干燥后的菌渣颗粒含水率降低到20％以下，然后进行热解处理，其中，热解温度在600～900℃；将菌渣滤液进行厌氧消化处理，溢流出的厌氧废水排出。

【技术特征摘要】
1.一种抗生素菌渣处理利用的技术方法，其特征在于，所述方法包括：将抗生素菌渣进行水热处理，并使得经水热处理后的菌渣含水率在90～95％之间、温度在100～110℃之间；将温度在100～110℃之间的水热菌渣不经冷却之间进行压滤，其中，设定进料的压力为0.6-1.2MPa，压滤压力0.6～1.4MPa，压滤时间为1.5-3h，将压滤后的菌渣分成含水率在24～55％之间的压滤泥饼和COD含量在24000-65000mg/L之间的菌渣滤液；将压滤泥饼进行干燥和粉碎处理，使得干燥后的菌渣颗粒含水率降低到20％以下，然后进行热解处理，其中，热解温度在600～900℃；将菌渣滤液进行厌氧消化处理，溢流出的厌氧废水排出。2.如权利要求1所述的抗生素菌渣处理利用的技术方法，其特征在于，所述水热处理过程具体包括：将抗生素菌渣与热水混合搅拌均匀进行浆化，使得抗生素菌渣的含固率在5～10％之间；将浆化处理完毕的物料，通入温度在200～230℃、压力在1.6～2.8MPa以上的饱和蒸汽，致使物料温度上升至160～200℃，，并停留时间30～120min；将水热处理完毕的物流进行闪蒸泄压处理，致使物流温度降低到90～110℃。3.如权利要求1所述的抗生素菌渣处理利用的技术方法，其特征在于，所述热解在间壁式绝氧热解炉的燃烧室进行，其中，热解产生的热解气体重新收集到燃烧室。4.如权利要求3所述的抗生素菌渣处理利用的技术方法，其特征在于，所述厌氧消化处理在上流式厌氧污泥床反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，王一迪，胡霜，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11