一种抗生素菌渣解毒的方法技术

本发明专利技术属于生物质废物处理领域，公开了一种抗生素菌渣解毒的方法，所述方法包括：浆化处理：将拟处理的抗生素菌渣和水混合，搅拌均匀，使得混合物料的浓度为5～10％；水热处理：将浆化处理完毕的物料，通入温度为200～230℃、压力在1.6～2.8MPa的饱和蒸汽，致使物料温度上升至160～200℃，并停留时间30～120min；闪蒸处理：将水热处理完毕的物料进行泄压，致使物料温度降低到90～100℃；检验：将闪蒸处理后的物料进行化学效价检验。本发明专利技术的方法能够将抗生素菌渣中的化学效价降为零，即实现了抗生素菌渣的解毒，抗生素菌渣的解毒为抗生素菌渣的减量化和资源化提供了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种抗生素菌渣解毒的方法
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解毒的方法。
技术介绍
抗生素菌渣是抗生素生产过程中的主要副产物，其本质是生产抗生素生产过程中的培养基废物，是《国家危险废物名录》规定的危险废物。由于抗生素废水、菌渣中残留一定抗生素，进入到土壤和水体中会对某些动植物的生长产生抑制作用、影响生物构成从而破坏环境固有的生态平衡，环境中残留抗生素最终会通过食物链传递到人体，达到一定浓度后产生耐药性等问题，对人体健康造成极大危害。所以抗生素菌渣的解毒，是抗生素菌渣处理处置的最关键因素。因此，如何有效杀灭抗生素菌渣中的残余抗生素，实现抗生素菌渣化学效价为零便成为了目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是如何杀灭抗生素菌渣中的残余抗生素，即实现抗生素菌渣化学效价为零。本专利技术所采用的技术方案如下：一种抗生素菌渣解毒的方法，所述方法包括：浆化反应、热水解反应、闪蒸、检测四个处理步骤：步骤S1、将抗生素菌渣泵送到浆化罐，在浆化罐中将物料调节浓度到5-10％含固率(热水箱向浆化罐注水)，并搅拌均匀；步骤S2、将浆化罐内的抗生素菌渣泵送到水热罐中，通入饱和蒸汽(200～230℃，1.6MPa～2.3MPa)，加热至160℃～200℃，优选为180℃，停留时间为30-120min。抗生素菌渣中的残余抗生素在高温高压的水热罐中被破坏；步骤S3、160℃～200℃的高温菌渣水热处理后输入闪蒸罐，泄压过程中抗生素菌渣中的细胞结构被进一步破坏。步骤S4、闪蒸后的菌渣温度将至90-100℃，排入菌渣储存箱，对菌渣进行有毒性化学检测。与现有技术相比，本专利技术所提供的一种抗生素菌渣解毒的方法，能将抗生素菌渣中的化学效价降为零，即实现了抗生素菌渣的解毒，抗生素菌渣的解毒为抗生素菌渣的减量化和资源化提供了基础。附图说明图1为本专利技术实施例所述的抗生素菌渣解毒的方法的工作原理图。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，本专利技术实施例所公开的一种抗生素菌渣解毒的方法，包括如下步骤：步骤S1、浆化处理：将拟处理的抗生素菌渣和水混合，搅拌均匀，使得混合物料的浓度为5～10％，形成流体形态；其中，在步骤S1中，浆化处理在浆化罐中进行，抗生素菌渣通过从原料仓进入，通过输送带将菌渣从浆化罐顶部或者侧面上部输送进入浆化罐，所述浆化罐还具有连接热水箱的进水口，所述进水口也位于浆化罐顶部或者侧面上部，当菌渣进入时，同时打开热水箱的阀门，向浆化罐内输送热水，与菌渣进行混合，并通过搅拌器进行搅拌均匀，使得含固率在5～10％之间，也即含水率在90～95％之间，使得物料形成浆化的流体形态，便于输送。所述浆化罐内还设置有压力传感器、温度传感器及液位传感器，分别用于对浆化物料进行压力检测、温度检测及液位检测。步骤S2、水热处理：将浆化处理完毕的物料，通入温度在200℃～230℃、压力在1.6MPa～2.8MPa之间的饱和蒸汽，致使物料温度上升至160～180℃，并停留时间30～120min；经过水热处理，抗生素菌渣中的残余抗生素在高温高压的水热罐中被破坏。其中，在步骤S2中，水热处理在水热罐中进行，浆化罐底部为排料口，水热罐顶部或者侧面上部为进料口，浆化后的物料从水热罐上部进入到水热罐内部。在水热罐内，将通入高温度、高压力的饱和蒸汽，对物料进行加热，蒸汽是从水热罐的底部打入，从而与罐内菌渣充分混合。对于饱和蒸汽，温度和压力是一一对应的，比如当通入的蒸汽温度为200℃时，压力值在1.6MPa较好，过低的温度和压力无法将蒸汽压入罐内，同时水热温度不足会导致菌渣在水热罐中热水解反应不足，而过高的蒸汽温度和压力虽然对热水解反应更有利，但对设备本身提出更高要求，设备成本会大幅提高。本专利技术实施例中，通入的饱和蒸汽温度在200℃～230℃、压力在1.6MPa～2.8MPa之间，饱和蒸汽的温度不宜超过230℃、压力不宜超过2.8MPa，如此在保证设备成本的前提下能够起到良好的水热作用，通入的饱和蒸汽与菌渣混合，致使物料被加热到160～230℃时，在以饱和蒸汽为传热介质的水热系统中，反应温度越高，热水解反应效果越好，但过高反应温度一般需要更高温度和压力的饱和蒸汽，这对水热罐本身的设计、建造和运行都提出了更高的要求，尤其是阀门，成本会大幅提高，故更优选地，本专利技术在物料在被加热到180℃时即可维持。反应停留一段时间，30～120min较佳，根据菌渣所属的不同生物特性，反应停留时间可略有差异，比如针对多肽类抗生素菌渣、氨基糖苷类抗生素菌渣、大环内酯类抗生素菌渣、β-内酰胺类抗生素菌渣，水热停留的时间优选为55～65min，60min为最佳。针对氨基糖苷类抗生素菌渣，水热停留的时间为25～35min，30min为最佳。针对四环类抗生素菌渣，水热停留的时间为80～100min，90min为最佳，如此可保证在减少能耗前提下实现良好的热解效果。所述水热罐中设置有压力传感器和温度传感器，以实时检测水热反应的压力及温度，以便进行压力和温度调节。由于绝大多数抗生素不耐高温，一般在100℃左右就会发生开环，而热稳定性较好的四环类和氨基糖醛类抗生素也会在160℃以下发生开环。绝大多数抗生素不耐高温，一般在100℃左右就会发生开环，热稳定性较好的四环类和氨基糖醛类抗生素也会在160℃以下发生开环。水热技术以饱和蒸汽为反应介质，将生物质废物中的细胞结构破坏，实现有效的杀菌，相比电加热方式，使得加热更均匀，加热效果好。本专利技术中，水热反应温度优选设定在180℃，能够基本使得全部的抗生素发生开环，而经过设定的反应停留时间，能够彻底开环。步骤S3、闪蒸处理：将水热处理完毕的物料进行泄压，致使物料温度降低到90～100℃；180℃的高温菌渣水热处理后输入闪蒸罐，泄压过程中抗生素菌渣中的细胞结构被进一步破坏。其中，在步骤S3中，所述闪蒸处理在闪蒸罐中进行，所述闪蒸罐进料口位于罐顶部或者侧面上部。高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐，这时，流体温度高于该压力下的沸点，流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。所述闪蒸罐顶部连接有泄压阀，打开阀门，进行压力泄放。所述闪蒸罐内还设置有压力传感器和温度传感器，闪蒸后的温度设定为100～110℃。闪蒸是一种快速降温的方式，同时也能够进一步实现细胞破壁和回收部分蒸汽，单级闪蒸后温度一般仅能降至90℃左右，多级闪蒸能实现快速降温同时回收更多蒸汽，故本专利技术一个更优选的方式为，所述闪蒸处理采用多级闪蒸罐进行。步骤S4：将闪蒸处理后的物料进行有毒性检验。在步骤S4中，闪蒸后的菌渣温度将至90-100℃，排入菌渣储存箱收集，进行菌渣的有毒性。本实施例中，有毒性检测包括多种评价方式。方式一、化学效价检验，化学效价的测定可通过抗生素效价测定仪进行提取测定。通过高效液相色谱测定抗生素的化学效价，是目前检测抗生素残余的最高效、灵敏的方法。方式二、生物毒性评价手段，生物毒性评价手段可以反映抗生素菌渣对受试生物的综合影响，且检测方法灵敏高效，是抗生素菌渣作为危险废物的重要检测指标之一。在考察抗生素菌渣的生物毒性时，最常见的是开展急性毒性和慢性毒性评价，通常采用EC50值来衡量毒性大小。急性毒性测试中应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗生素菌渣解毒的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、浆化处理：将拟处理的抗生素菌渣和水混合，搅拌均匀，使得混合物料的浓度为5～10％；步骤S2、水热处理：将浆化处理完毕的物料，通入温度为200～230℃、压力在1.6～2.8MPa之间的饱和蒸汽，致使物料温度上升至160～200℃，并停留时间30～120min；步骤S3、闪蒸处理：将水热处理完毕的物料进行泄压，致使物料温度降低到90～110℃；步骤S4、检验：将闪蒸处理后的物料进行有毒性检验。

【技术特征摘要】
1.一种抗生素菌渣解毒的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、浆化处理：将拟处理的抗生素菌渣和水混合，搅拌均匀，使得混合物料的浓度为5～10％；步骤S2、水热处理：将浆化处理完毕的物料，通入温度为200～230℃、压力在1.6～2.8MPa之间的饱和蒸汽，致使物料温度上升至160～200℃，并停留时间30～120min；步骤S3、闪蒸处理：将水热处理完毕的物料进行泄压，致使物料温度降低到90～110℃；步骤S4、检验：将闪蒸处理后的物料进行有毒性检验。2.如权利要求1所述的抗生素菌渣解毒的方法，其特征在于，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，所述化学效价检验在菌渣储存箱进行，其中，所述浆化罐、水热罐、闪蒸罐、菌渣储存箱依次相连，所述浆化罐还连接热水箱。3.如权利要求2所述的抗生素菌渣解毒的方法，其特征在于，所述浆化罐内还设...

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