一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法技术

本发明专利技术属于有机固废处理技术领域，公开了一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法。所述处理方法包括如下处理步骤：将抗生素菌渣经干燥粉碎预处理，得到抗生素菌渣干基粉末，将所得抗生素菌渣干基粉末升温至400～800℃温度及惰性气氛下恒温热解处理，热解处理释放的挥发性物质用冷凝装置收集，获得可凝性的生物油产品；不可凝气体用气袋收集获得热解气；热解处理后的残渣物质，即为生物炭产品。本发明专利技术方法解决了现有抗生素菌渣传统处理中存在抗生素菌渣降解不彻底，工艺繁琐，资源化难度高和资源浪费等问题，实现了抗生素菌渣无害化目的，同时回收生物油中含氮高值化学品，实现了抗生素菌渣资源化的目的。抗生素菌渣资源化的目的。抗生素菌渣资源化的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法


[0001]本专利技术属于有机固废处理
，具体涉及一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法。

技术介绍

[0002]抗生素菌渣是制药行业在抗生素生产工序中产生的废弃物，其主要成分是菌丝体，发酵过程中产生的代谢产物，未利用完的培养基以及残留的少量的抗生素等。抗生素菌渣含水率高和有机质含量较高，极易腐败，并产生恶臭。同时，菌渣中残留的抗生素若未经安全处置，进入环境后，易诱导病菌产生耐药性和抗性基因，使抗生素失效，甚至诱导产生“超级细菌”，对生态环境和人类健康造成极大的威胁。
[0003]目前，处理抗生素菌渣的方法主要有焚烧，安全填埋，堆肥，厌氧消化以及其他综合技术，但现行的技术都存在一定的局限性。焚烧是危险废物处置公司最常用的办法，是一种最彻底和应用最广泛的处理技术。但抗生素菌渣的含水率普遍在90％以上，直接焚烧，成本高昂。同时，由于菌渣中N元素含量高，是煤炭的几倍到十几倍，直接焚烧不可避免会产生大量的NOx，二噁英等多种有毒有害的物质，产生二次污染。作为危险废物，抗生素菌渣交付给有资质的危险废物处理公司，其处理成本高达2000～4000元/t，这严重制约了制药企业的发展。安全填埋只是将危险废物贮存在土壤中的一种方式，直接安全填埋，存在占地面积大，渗滤液积存，可能造成土壤的二次污染等问题。因此，如何安全，经济地处理抗生素菌渣，并将菌渣资源化转化成产品是企业重点关注和亟待解决的问题。
[0004]热解是将抗生素菌渣在无氧或缺氧的条件下高温加热反应，产生生物炭，生物油和可燃气的技术。抗生素菌渣中富含的粗脂肪、粗蛋白、糖类等有机质，是热解技术的理想原料。通过热解技术，菌渣中的大分子在热反应的作用下，分解为可燃性的小分子气体(CO，CH4，C2H4和H2等)，同时，菌渣中高氮含量的特点，在菌渣热解过程中，也可产生富氮的可凝性生物油，通过选择性分离和富集，亦可回收其中的高价值副产品。通过冷凝收集的生物油，热解气和生物炭残余物亦是一种潜在的可回收利用的资源。同时，在高温会破坏抗生素菌渣中残留的抗生素的结构，消除菌渣中残留的抗生素。因此，通过热解技术处理抗生素菌渣，既可以实现菌渣的无害化又可以达到资源回收再利用的目的。
[0005]专利CN108455599A公开了一种抗生素菌渣干粉制备富含微孔的高性能活性炭的方法，抗生素菌渣干基经过N2气氛热解
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加碱液改性
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真空干燥烘干
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CO2气氛热解活化，最终得到富含微孔的活性炭。该技术虽然实现了抗生素菌渣的活性炭利用，但是利用步骤较为繁琐，且并没有明确获取的活性炭是否存在抗生素残留，存在残留抗生素二次污染的风险。专利CN114212791A公开了一种抗生素菌渣资源化利用综合处置方法，具体是将抗生素菌渣在特定的热解反应器中进行热解，得到热解气和热解炭，然后将热解炭与活化剂混合放入活化反应器中，而热解气通入换热锅炉中进行燃烧换热，换热后出来的烟气进入活化反应器并发生反应，最终得到活性炭，但同样缺乏对活性炭产品抗生素残留情况的评估，同时只考虑的菌渣热解炭和热解气的利用，且直接将热解气(不冷凝)进行燃烧换热，资源化利用
价值低。
[0006]专利CN114276180A公开了一种林业废弃物与抗生素菌渣共热解制备含氮高值化学品的方法，将林业废弃物和抗生素菌渣按质量比1:1～10之间进行研磨混合，在无氧环境、450～750℃下进行共热解，制备得到含氮高值化学品，所述含氮高值化学品包括酰胺、含氮杂环化合物和腈类。该专利技术利用抗生素菌渣化学组成优势以弥补林业废物含氮量低的缺点。生物质热解过程中，农林废弃物含有较多K、Ca等碱金属和碱土金属元素会显著改变热解产物的分布情况，通过林业废弃物和抗生素菌渣进行共热解处置，两者协同作用，既能够提高含氮高值化学品的产率，又能够实现危险化学品抗生素菌渣的无害化和资源化处置以及农林废弃物的资源化利用。该专利虽然能实现菌渣的高值化利用，同样缺乏对热解后菌渣残余炭抗生素的残留的评估，存在抗生素二次污染的风险，且并未全面利用菌渣的组分，缺少对热解气(不可凝)的利用。

技术实现思路

[0007]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法。本专利技术方法能够对抗生素菌渣进行全组分利用。通过热解处理将热解的挥发性物质用冷凝装置收集得到生物油，并对富氮生物油的可回收利用的组分进行资源回收，不可凝气体收集为热解气，也可以进行能源化利用；热解处理后的残渣物质为生物炭产品，可用于制备活性炭或施加到受污染的土壤进行土壤修复处理。
[0008]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法，包括如下处理步骤：
[0010](1)预处理：将抗生素菌渣经干燥粉碎预处理，得到抗生素菌渣干基粉末；
[0011](2)热解反应：将步骤(1)中的得到的抗生素菌渣干基粉末升温至400～800℃温度及惰性气氛下恒温热解处理；
[0012](3)产物收集：将步骤(2)中热解处理释放的挥发性物质用冷凝装置收集，获得可凝性的生物油产品；不可凝气体用气袋收集获得热解气；热解处理后的残渣物质，即为生物炭产品。
[0013]进一步地，步骤(1)中所述抗生素菌渣为脱水干化后的万古霉素菌渣，其含水率为50％～80％。
[0014]进一步优选地，所述抗生素菌渣干基粉末中万古霉素含量为50～300mg/kg。
[0015]进一步地，步骤(1)中所述干燥粉碎预处理是指在60～105℃预热干燥12～48h，然后破碎过60～100目筛。
[0016]进一步地，步骤(2)中所述升温的速率为5～20℃/min。
[0017]进一步地，步骤(2)中所述惰性气氛为N2或CO2气氛。
[0018]进一步地，步骤(2)中所述恒温热解处理的时间为20～120min。
[0019]进一步优选地，步骤(2)中所述恒温热解处理的温度为600℃，时间为30min。
[0020]进一步地，步骤(3)中所述生物油产率为15％～30％，生物炭产率为30％～50％，所得热解气主要成分包括CO2、CH4、CO、H2中的至少一种成分。
[0021]进一步地，步骤(3)中所述生物油产品作为含氮的化学上游粗产品进一步加以利用；所述生物炭产品进一步用于制备活性炭或施加到受污染的土壤进行土壤修复处理加以
利用。
[0022]本专利技术的原理在于：
[0023]本专利技术利用高温条件破坏抗生素菌渣中抗生素结构，高效降解残留的抗生素，达到菌渣无害化的目的；同时，高温条件也能促进菌渣中的大分子有机质裂解为挥发性的有机物于气相中，通过冷凝回收富氮的生物油，气袋收集热解气以及得到残留的生物炭，实现抗生素菌渣的全组分利用。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025](1)本专利技术方法解决了现有抗生素菌渣传统处理中存在抗生素菌渣本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法，其特征在于，包括如下处理步骤：(1)预处理：将抗生素菌渣经干燥粉碎预处理，得到抗生素菌渣干基粉末；(2)热解反应：将步骤(1)中的得到的抗生素菌渣干基粉末升温至400～800℃温度及惰性气氛下恒温热解处理；(3)产物收集：将步骤(2)中热解处理释放的挥发性物质用冷凝装置收集，获得可凝性的生物油产品；不可凝气体用气袋收集获得热解气；热解处理后的残渣物质，即为生物炭产品。2.根据权利要求1所述的一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述抗生素菌渣为脱水干化后的万古霉素菌渣，其含水率为50％～80％。3.根据权利要求2所述的一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法，其特征在于，所述抗生素菌渣干基粉末中万古霉素含量为50～300mg/kg。4.根据权利要求1所述的一种抗生素菌渣的无害化及资源化处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述干燥粉碎预处理是指在60～105℃预热干燥12～48h，然后破碎过60～100目筛。5.根据权利要求1所述的一种抗生素菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炜珍，黄宏艺，林璋，刘绍源，毛敏霖，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：