本發(fā)明涉及抗生素生產(chǎn)產(chǎn)生的菌渣處理、固體發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及微生物混合固體發(fā)酵法降解抗生素菌渣用配方及工藝，此外，本發(fā)明名稱也可以稱為微生物混合固體發(fā)酵降解抗生素菌渣中的殘留抗生素和菌渣減量化工藝及組合物。

背景技術(shù)：

依據(jù)《國家危險(xiǎn)廢物名錄》，抗生素生產(chǎn)產(chǎn)生的菌渣屬于化學(xué)藥品原料藥生產(chǎn)過程中的廢棄物，須按照危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理。處置不當(dāng)，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生潛在危害。當(dāng)前處置方法一般有：填埋、焚燒、生產(chǎn)有機(jī)肥料、厭氧處理及裂解處理等。填埋處理有占地面積大、成本高和二次污染問題；焚燒需要另外加燃料，運(yùn)行成本較高且造成二次污染；直接生產(chǎn)有機(jī)肥殘留的抗生素和代謝產(chǎn)物，會(huì)在土壤和生物體內(nèi)累積，存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)；厭氧處理技術(shù)是把菌渣中的有機(jī)物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為沼氣；高溫裂解是在高溫條件下，使菌渣中的大分子有機(jī)物裂解為可燃性小分子氣體，處理成本高。

上述現(xiàn)有的處理方式，都不同程度地存在著潛在風(fēng)險(xiǎn)或者處置成本高的缺點(diǎn)，該問題亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種微生物混合固體發(fā)酵法降解抗生素菌渣用配方及工藝，所述的配方為發(fā)酵過程中的兩個(gè)相，即菌種相和發(fā)酵基質(zhì)相，在配方中對(duì)混合菌種的構(gòu)成進(jìn)行了限定，也對(duì)發(fā)酵基質(zhì)的選用以及制備方法進(jìn)行了限定。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微生物混合固體發(fā)酵法降解抗生素菌渣用配方，包括：

功能菌種相，其采用兩種細(xì)菌、一種酵母菌、兩種曲霉菌、兩種或三種木霉菌混合而成，四類菌種重量比為35:35:15:15；

發(fā)酵基質(zhì)相，其為含水量為50～75%的菌渣或者干燥菌渣以及輔料的混合物，含水量50-60%，混合后碳氮比在20～30：1。

優(yōu)選的，功能菌種相：

采用乳酸菌、枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌中的兩種；

釀酒酵母；

米曲霉和黑曲霉；

綠色木霉、康寧木霉、棘孢木霉、深綠木霉、哈茨木霉、長枝木霉中的兩種或者三種；

四類菌種重量比為35:35:15:15。

本發(fā)明還提供一種微生物混合固體發(fā)酵法降解抗生素工藝，包括如下步驟：

步驟1，功能菌種相的制備，按照權(quán)利要求2所述的混合菌種組方，制備出混合菌種；

步驟2，發(fā)酵基質(zhì)相的制備，取含水量60-75﹪的菌渣或者干燥菌渣，粉碎成顆粒狀，添加輔料，加水調(diào)節(jié)含水量，混合后含水量50-60%，混合后碳氮比調(diào)節(jié)在20～30：1；

步驟3，將步驟1、步驟2得到的功能菌種相、發(fā)酵基質(zhì)相投入到發(fā)酵體中進(jìn)行第一次發(fā)酵；

還包括有：

步驟31，溫度控制的子流程，發(fā)酵開始后發(fā)酵體逐步升溫，將發(fā)酵體溫度維持在40-55℃一段時(shí)間；發(fā)酵體逐步降溫，降溫至40℃保溫；

步驟31，氧氣控制的子流程，每噸干物質(zhì)，每小時(shí)通氣50-100立方米，間歇通氣；

步驟32，控制第一次發(fā)酵結(jié)束時(shí)，ph為8.0至9.0；

步驟33，測量第一次發(fā)酵完畢后抗生素的殘留量；

步驟4，若抗生素殘留量高于10%，則進(jìn)行再次發(fā)酵，再次發(fā)酵時(shí)重新注入功能菌種相到上次發(fā)酵所剩下的殘?jiān)?，再次發(fā)酵的次數(shù)取決于抗生素殘留量，直到抗生素殘留量低于10%或者連續(xù)2次或者更多次發(fā)酵也無法繼續(xù)降低抗生素殘留量為止。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的方案，以好氧固態(tài)發(fā)酵的方式，利用功能微生物的代謝活動(dòng)，降解菌渣中的抗生素殘留量，降低或者消除風(fēng)險(xiǎn)，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)減量化。本發(fā)明采用混合發(fā)酵技術(shù)，發(fā)酵、降解速度快，利于快速、高通量的發(fā)酵處理菌渣。發(fā)酵后產(chǎn)生的殘?jiān)删C合利用，因此減少了污水處理、固廢處理等設(shè)施的投入。工藝過程采取節(jié)能的連續(xù)工藝過程。發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量和水被連續(xù)地除去，氨氣、硫化氫等被吸附處理，降解成本比常規(guī)降低50%以上。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

1、功能微生物菌種。功能菌種為多菌種混合菌種，采用兩種細(xì)菌（乳酸菌、枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌，以上選取二種）、一種酵母菌（釀酒酵母或稱面包酵母）、兩種曲霉（米曲霉、黑曲霉）、兩種木霉菌（綠色木霉、康寧木霉、棘孢木霉、深綠木霉、哈茨木霉、長枝木霉中選取三種），四類菌種重量比為35:35:15:15。本發(fā)明并不限定使用這些菌種的菌株。本發(fā)明采用這四類微生物菌種進(jìn)行混合發(fā)酵。其中，細(xì)菌類為乳酸菌、一種或多種芽孢桿菌的混合物；酵母菌為一種或者多種酵母菌。

2、發(fā)酵基質(zhì)配方：含水量60-75﹪的菌渣或者干燥菌渣，粉碎成顆粒狀，添加輔料，加水調(diào)節(jié)水分，混合后含水50-60%?；旌虾筇嫉日{(diào)節(jié)在20～30：1。這里所說的輔料，可以是一些碳源物質(zhì)或者氮源物質(zhì)。本發(fā)明的目的在于將菌渣（抗生素生產(chǎn)后殘留的菌渣）發(fā)酵分解，為了使混合菌種能生長、繁殖、高效的發(fā)酵，通過以菌渣為主要原料調(diào)配發(fā)酵基質(zhì)，即發(fā)酵用培養(yǎng)基。一般而言，需要將混合菌種進(jìn)行活化，制備成種子。將菌渣進(jìn)行粉碎時(shí)，可以采用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎。固體發(fā)酵又可以稱為固態(tài)發(fā)酵。

3、發(fā)酵溫度控制：將發(fā)酵基質(zhì)與混合菌種混合均勻，發(fā)酵開始，在環(huán)境溫度10℃左右時(shí)發(fā)酵體逐步升溫，在40-55℃左右使殘留抗生素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)失活、降解，高溫殺滅發(fā)酵體中的有害微生物。發(fā)酵產(chǎn)生熱量、水分、氨氣、硫化氫等。等到發(fā)酵體逐步降溫，到平穩(wěn)在40℃以下，添加菌種進(jìn)入第二次發(fā)酵，兩次發(fā)酵溫度保持50℃以上天數(shù)達(dá)到8-15天以上，必要時(shí)進(jìn)行第三次發(fā)酵。

4、氧氣控制：每噸干物質(zhì)，每小時(shí)通氣50-100立方米，間歇通氣?？赏ㄈ霟o菌空氣，也可以通入空氣。

5、ph控制：發(fā)酵過程ph自然升高，控制發(fā)酵結(jié)束時(shí)ph8.0—9.0。調(diào)節(jié)ph采用流加工藝，即采用流加酸液或者堿液的方式。

6、外觀控制：發(fā)酵結(jié)束時(shí)物料褐色、深棕色，不粘不沾，水分40%以下。

7、微生物種群的變化：低-高-低,20-50℃時(shí)活躍，大于60℃時(shí)幾乎完全停止活動(dòng)，休眠或死亡，溫度下降后，開始活動(dòng)。發(fā)酵過程中，網(wǎng)羅環(huán)境中微生物，參與發(fā)酵過程。也就是說，本發(fā)明的發(fā)酵體可以是固體發(fā)酵罐，也可以是其他的開放式的發(fā)酵體系，如水泥池等，在發(fā)酵過程中，容許環(huán)境微生物參與到發(fā)酵過程中，由于本發(fā)明采用溫度控制、含氧量控制以及酸堿度控制，這就決定了在不同的發(fā)酵階段，不同種類的微生物其含量不同，舉例子而言，在20°至50°時(shí)，細(xì)菌就大量繁殖，環(huán)境中的細(xì)菌也可在該階段繁殖，通過對(duì)發(fā)酵條件的限定，發(fā)酵的階段不會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，但是通過環(huán)境維生素的參與，可以進(jìn)一步的提高發(fā)酵效率。

9、抗生素殘留：殘留抗生素降解率在90-100﹪。通過本發(fā)明的降解工藝處理，抗生素殘留少，更加安全，對(duì)環(huán)境的危害減小。

10、發(fā)酵結(jié)束時(shí)，原抗生素菌渣同時(shí)實(shí)現(xiàn)減量化。

發(fā)酵后產(chǎn)生的殘?jiān)删C合利用，因此減少了污水處理、固廢處理等設(shè)施的投入。

工藝過程采取節(jié)能的連續(xù)工藝過程。發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量和水被連續(xù)地除去，氨氣、硫化氫等被吸附處理，降解成本比常規(guī)降低50%以上。所謂的連續(xù)工藝過程是指，氧氣通入采用連續(xù)通氣方式，ph控制采用流加工藝，即流加酸液或者堿液的方式。此外，采用連續(xù)多次的發(fā)酵方式，用以進(jìn)一步的降低抗生素含量。

實(shí)施例二：

選定混合菌種，制備混合菌種的種子，將混合菌種的種子注入到固體發(fā)酵罐中，固體發(fā)酵罐中盛放有發(fā)酵基質(zhì)。利用固體發(fā)酵罐實(shí)現(xiàn)溫度控制、通氣量控制、ph控制。二次發(fā)酵、三次發(fā)酵是為了進(jìn)一步的除去抗生素，降低抗生素的含量，每次發(fā)酵結(jié)束后，都應(yīng)當(dāng)測定抗生素的殘留量，進(jìn)而判定是否進(jìn)行再次發(fā)酵。

需要指出的是，本發(fā)明采用的混合菌種是常規(guī)菌株的混合，本發(fā)明貢獻(xiàn)在于提供了將這四類微生物進(jìn)行混合發(fā)酵的工藝，所選定的菌株完全可以采用市場上售賣的常規(guī)菌株，故而無需進(jìn)行菌種保藏，本發(fā)明并不依賴特殊的菌株來實(shí)現(xiàn)混合發(fā)酵的目的。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。