一种土霉素菌渣的处理方法技术

本发明专利技术提供一种土霉素菌渣的处理方法，本方法采用碱‑水热法预处理，再结合厌氧消化处理土霉素菌渣，通过破坏菌渣中微生物的细胞结构，使有机物溶出，起到减量化的作用。本方法对土霉素菌渣中的土霉素去除率最高可达到99.99%，经过处理的土霉素菌渣可作为其它生产原料再利用，实现土霉素菌渣的资源综合利用，具有很高的环境效益和社会效益。

A treatment method of Oxytetracycline Residue

【技术实现步骤摘要】
一种土霉素菌渣的处理方法
本专利技术涉及固体废物处理领域，具体为一种土霉素菌渣的处理方法。
技术介绍
土霉素（OTC）属于四环素类广谱抗菌素，大多数属于生物制品，即通过发酵过程提取制得，广泛用作兽药预防和治疗食源性动物疾病，是目前国内消耗较多的品种。我国是土霉素生产大国，土霉素年产量1.2万吨，土霉素出口量占到总产量的70%，土霉素发酵生产过程中产生大量的土霉素菌渣，产生量约为1:10。《国家危险废物名录》判定土霉素菌渣属于毒性危险废物。菌渣是抗生素生产过程中产生的固体废物，其主要成分包括菌丝体、剩余培养基、发酵代谢产物和少量残留抗生素。由于抗生素菌渣含有残留抗生素及代谢中间产物等，因而是一种特殊的危险废物，如处置不当，会对生态环境以及人体健康产生潜在的危害。但同时菌渣干基中的粗蛋白含量在30%以上，粗脂肪含量在10%以上，具有一定的资源性。目前，土霉素菌渣的处理主要采取菌渣焚烧、菌渣填埋、好氧堆肥、高温热解炭化等。当上述技术仍存在许多问题，如耗能高、处理周期长、占地面积大、对环境造成二次污染等，土霉素废渣的处理技术亟待改良和更新。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术不足，提出一种土霉素菌渣的处理方法。本专利技术提供的土霉素菌渣的处理方法，具体包括如下步骤：（1）碱-水热法预处理菌渣在菌渣中注入一定量的水并搅拌均匀，调节含水率约为98%，并过滤掉不溶的粗渣，向滤液中加入0.08-0.12g/gTS的NaOH溶液，80-120℃加热2h，固液分离后排放上清液。（2）厌氧消化处理土霉素菌渣将步骤（1）处理后的固体残渣，混合加入单级UASB厌氧反应器，反应器中预填有20.8g/L的厌氧活性污泥，负荷为1.5kgVS/m3·d，35~38℃搅拌发酵20-30d，并将发酵产生的沼气和沼液部分回填进入UASB反应器中，循环发酵。作为优选，所述步骤（1）中碱添加量为NaOH溶液0.08g/gTS的，120℃加热2h。作为优选，所述步骤（2）中发酵时间为25d或30d。本专利技术提供的处理土霉素菌渣的处理方法采用碱-水热法预处理，再结合厌氧消化处理土霉素菌渣，通过破坏菌渣中微生物的细胞结构，使有机物溶出，起到减量化的作用。其中：碱处理属于化学处理，碱的作用是抑制细胞活性，使细胞壁溶解并释放细胞内物质，并进一步与之发生反应，使大分子固体有机物降解为溶于水的小分子物质，从而达到减量化的目的；水解阶段是物理处理，通过热效应破坏微生物细胞的基本组成物质，较高的温度可以使蛋白质变性，高温下细胞质膜的脂肪也会被溶解而产生小孔，进而引起细胞内含物的泄漏，以达到减量化的目的；土霉素菌渣经过预处理以后，大部分抗生素效价残留溶解于水中，少部分仍残留在菌渣内部，经过UASB厌氧发酵，残留的抗生素效价得到降解，最终的沼渣成分主要为氮、五氧化二磷、氧化钾等，且已经达到无害化程度，可以作为有机肥的基本原料，而生成的沼气可以作为绿色能源进行使用。本专利技术提供的方法通过热解与生化处理集成对土霉素菌渣中残留土霉素进行处理，可使土霉素菌渣中残留土霉素得到有效去除，消除土霉素菌渣的毒性，防止菌渣对环境造成污染。对土霉素菌渣中的土霉素去除率最高可达到99.99%，经过处理的土霉素菌渣可作为其它生产原料再利用，实现土霉素菌渣的资源综合利用，具有很高的环境效益和社会效益。通过利用热解与UASB工艺技术集成，高效处理和大幅消减菌渣中土霉素的残留，实现土霉素菌渣的无害化、减量化、资源化。附图说明图1为实施例1的工艺流程图；图2为实施例2中不同温度及NaOH投加量碱-水热处理前后菌渣中土霉素含量变化；图3为实施例2中不同温度及NaOH投加量碱-水热处理前后菌渣中土霉素减量率；图4为实施例3中不同温度和NaOH投加量碱-水热处理前后菌渣中TS含量的变化；图5为实施例3中不同温度和NaOH投加量碱-水热处理前后菌渣中TS的减量率；图6为实施例4中不同温度和NaOH投加量碱-水热处理前后菌渣中SS含量的变化；图7为实施例4中不同温度和NaOH投加量碱-水热处理前后菌渣中SS的减量率；图8为实施例5中不同发酵时间进行厌氧消化处理后菌渣中土霉素的含量及土霉素去除率;图9为实施例6中不同发酵时间进行厌氧消化处理后菌渣中TS的含量及TS去除率；图10为实施例7中不同发酵时间进行厌氧消化处理后菌渣中SS的含量及SS去除率；图11为实施例8中不同有机负荷（OLR）对厌氧消化产气量及挥发脂肪酸（VFA）浓度的影响。具体实施方式下面结合具体实施实例对本专利技术进行详细说明。以下实施实例有助于此领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中所使用的土霉素菌渣样品取自甘肃祁连山药业股份有限公司土霉素生产工艺正常运行时过滤后的菌渣，菌渣为棕褐色酸性粘稠固体。土霉素生产车间菌渣堆中以四分法的方式取样，取回的湿菌渣放于烘箱。在105℃条件下干燥24h，然后经研磨后使其全部通过200目标准筛，后置于玻璃干燥器中备用。下述实施例中所使用的UASB为上流式厌氧污泥床，为圆柱形，由有机玻璃组成。UASB由上、下两部分组成，上部分的内径、外径和高度分别为70、80、400mm，下部分的内径、外径和高度分别为40、50、1000mm，上、下两部分由高度为50mm的圆台形有机玻璃管连接，有效容积为3L。UASB设有三相分离器，距顶部的距离分别为200、250mm，并从反应器底部开始，每间距200mm在侧壁上设置取样口，共5个。此外，为了保持反应器内菌渣混合液的温度，UASB反应器外壁裹敷保温材料。下述实施例中所接种的厌氧活性污泥，取自啤酒污水处理厂，接种污泥量为62.5g。所述厌氧活性污泥中富含高温厌氧菌（HighTemperatureAnaerobicBacteria,HTAB）。实施例1如图1所示，采用如下方法处理土霉素菌渣：（1）采用碱-水热法预处理菌渣，在菌渣中注入一定量的水并搅拌均匀，调节含水率约为98%，并过滤掉不溶的粗渣，向滤液中加入0.08-0.12g/gTS的NaOH溶液，80-120℃加热2h，固液分离后排放上清液。（2）厌氧消化处理土霉素菌渣，将步骤（1）处理后的固体残渣加入单级UASB厌氧反应器，反应器中预填有20.8g/L的厌氧活性污泥，负荷为1.5kgVS/m3·d，35~38℃搅拌发酵20-30d，并将发酵产生的沼气和沼液部分回填进入UASB反应器中，循环发酵。实施例2测定实施例1步骤（1）中不同温度和NaOH投加量对土霉素残渣中土霉素的去除率的影响。为避免偶然性，使研究结果更具说服力，每种反应条件进行不少于10次重复试验，将各组试验结果取平均值，并绘制出相应图。...

【技术保护点】
1.一种土霉素菌渣的处理方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：/n（1）碱-水热法预处理菌渣：调节土霉素菌渣含水率至98%，过滤粗渣，向滤液中加入0.08-0.12g/gTS 的NaOH溶液，80-120℃加热2h，固液分离后排放上清液；/n（2）厌氧消化处理土霉素菌渣：将步骤（1）处理后的固体残渣，混合加入单级UASB厌氧反应器，反应器中预填有20.8g/L的厌氧活性污泥，负荷为1.5 kgVS/m

【技术特征摘要】
1.一种土霉素菌渣的处理方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
（1）碱-水热法预处理菌渣：调节土霉素菌渣含水率至98%，过滤粗渣，向滤液中加入0.08-0.12g/gTS的NaOH溶液，80-120℃加热2h，固液分离后排放上清液；
（2）厌氧消化处理土霉素菌渣：将步骤（1）处理后的固体残渣，混合加入单级UASB厌氧反应器，反应器中预填有20.8g/L的厌氧活性污泥，负荷为1....

【专利技术属性】
技术研发人员：祁国平，李维维，牛永健，孙洪伟，牛宏亮，张世武，
申请(专利权)人：甘肃省轻工研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62