本發(fā)明屬于固體廢物治理領(lǐng)域，具體涉及一種抗生素菌渣的資源化處理方法。

背景技術(shù)：
抗生素菌絲廢渣是企業(yè)在生產(chǎn)抗生素過(guò)程中的廢棄物，菌渣的主要成分為菌絲體、未利用完畢的培養(yǎng)基(如豆餅粕、玉米漿、花生餅粉、葡萄糖等)、發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物、培養(yǎng)基的降解物、提取過(guò)程中加入的絮凝劑、酸化劑、助濾劑、殘留有機(jī)溶劑以及殘留抗生素及代謝中間產(chǎn)物等。依據(jù)2008年版《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》、2012年《制藥工業(yè)污染防治技術(shù)政策》，以及正在修訂的2014年版《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，抗生素菌渣屬于危險(xiǎn)廢物，作為危險(xiǎn)廢物，合法的處理手段是焚燒法和填埋處置。將抗生素菌渣直接作為動(dòng)物飼料或肥料既違反了國(guó)家相關(guān)法律規(guī)定，又會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境以及人體健康產(chǎn)生隱蔽性、滯后性、累計(jì)性、協(xié)同性和連帶性等潛在的危害。作為抗生素生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)還沒(méi)有成熟的抗生素菌渣的處理技術(shù)和方法，由于其營(yíng)養(yǎng)豐富，粗蛋白含量在40％左右，各種必需氨基酸、維生素和微量元素含量豐富均衡，抗生素菌渣是生物綜合利用的極好原料，將其直接進(jìn)行焚燒或填埋處置是對(duì)資源的浪費(fèi)，而且焚燒法成本高、易產(chǎn)生大量有害氣體，填埋法占用大量土地資源且容易污染地下水，因此開(kāi)發(fā)抗生素菌渣的資源化處理新技術(shù)迫在眉睫。專利CN201110409090.6公開(kāi)了一種熱堿水解-壓濾處理頭孢菌素C生產(chǎn)殘?jiān)姆椒ǎ湓摲椒m然可以消除頭孢菌素菌渣中的抗生素殘留，但其弊端在于菌渣僅經(jīng)過(guò)一步熱堿水解，而沒(méi)有厭氧堆肥的過(guò)程，菌渣中殘留溶劑和代謝產(chǎn)物等不能轉(zhuǎn)化為生物利用率高的小分子物質(zhì)。專利CN201310095797.3公開(kāi)了一種熱堿解-厭氧消化處理頭孢菌素菌渣的方法，該方法產(chǎn)生的沼渣孢菌素C殘留極低，但所排的沼渣未經(jīng)過(guò)脫水處理，不方便運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用，未能真正意義上實(shí)現(xiàn)減量化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決目前現(xiàn)有抗生素菌渣處理工藝的不足，本發(fā)明采用強(qiáng)化水解、菌渣調(diào)配、兩相厭氧消化、深度脫水、資源化利用等步驟，充分利用菌體蛋白資源，強(qiáng)化水解，促進(jìn)厭氧消化，消除抗生素殘留，最終實(shí)現(xiàn)抗生素菌渣的減量化、資源化和無(wú)害化。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述組合工藝對(duì)抗生素菌渣進(jìn)行資源化處理：(1)強(qiáng)化水解；(2)菌渣調(diào)配；(3)兩相厭氧消化；(4)深度脫水；(5)資源化利用。優(yōu)選地，所述的抗生素菌渣的資源化處理方法，其包括以下步驟：(1)強(qiáng)化水解：采用高壓蒸汽多級(jí)閃蒸的方式對(duì)抗生素菌渣進(jìn)行強(qiáng)化水解；(2)菌渣調(diào)配：經(jīng)強(qiáng)化水解后的菌渣、抗生素廢水、磷酸鹽以一定比例混合均勻后調(diào)節(jié)pH值得到調(diào)配液；(3)兩相厭氧消化：調(diào)配液依次進(jìn)入產(chǎn)酸反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，經(jīng)兩相厭氧消化后的出水進(jìn)入常規(guī)好氧生物處理工段處理；(4)深度脫水：兩相厭氧消化后的菌渣以沼渣的形式排出，對(duì)該沼渣進(jìn)行濃縮、調(diào)質(zhì)、壓濾、脫水；(5)資源化利用：脫水后的沼渣用于生產(chǎn)有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)資源化。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的抗生素菌渣的資源化處理方法，其包括以下步驟：(1)強(qiáng)化水解：將抗生素菌渣放置于高壓釜中，第一次通入高壓蒸汽閃蒸3-15min，自然冷卻至100℃，第二次通入高壓蒸汽閃蒸10-20min，自然冷卻至80℃，所述高壓蒸汽溫度為120-200℃，壓力為800-2000kPa，經(jīng)兩級(jí)蒸汽閃蒸后的菌渣進(jìn)入下一工段；(2)菌渣調(diào)配：將上一工段來(lái)的菌渣放置于調(diào)配罐中，按照重量比加入抗生素廢水和磷酸鹽，其比例為菌渣：抗生素廢水：磷酸鹽＝(100-300):(2-20)：(1-10)，開(kāi)啟攪拌5-10min，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值為5-7后得到調(diào)配液，進(jìn)入下一工段；(3)兩相厭氧消化：上一工段來(lái)的調(diào)配液進(jìn)入產(chǎn)酸反應(yīng)器，產(chǎn)酸反應(yīng)器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比20-50％，控制pH值為5-7，溫度為30-40℃、水力停留時(shí)間為18-36h；產(chǎn)酸反應(yīng)器出水進(jìn)入產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比20-50％，控制pH值為6-8，溫度為40-50℃、水力停留時(shí)間為24-48h；產(chǎn)酸反應(yīng)器的排泥作為產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的進(jìn)泥，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的排泥即為沼渣，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器經(jīng)兩相厭氧消化后的出水進(jìn)入常規(guī)好氧生物工段進(jìn)行處理；(4)深度脫水：兩相厭氧消化后的菌渣以沼渣的形式進(jìn)入濃縮池、經(jīng)濃縮后的沼渣按照重量比1-5‰加入調(diào)質(zhì)劑之后，注入壓濾機(jī)中進(jìn)行一次脫水，控制壓力為1.0-2.0MPa并保壓10-20min；脫水后濾餅再注入壓濾機(jī)進(jìn)行二次高壓脫水，控制壓力為2.0-3.0MPa并保壓10-20min，脫水后的泥餅含水率為40％-50％。(5)資源化利用：脫水后的沼渣用于農(nóng)田覆土、生產(chǎn)有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)資源化。作為本發(fā)明的最有選方案，對(duì)如下參數(shù)進(jìn)行限定：1)強(qiáng)化水解工段中，第一次通入高壓蒸汽閃蒸3-8min，第二次通入高壓蒸汽閃蒸12-15min，所述高壓蒸汽溫度為150-180℃，壓力為1000-1500kPa。2)菌渣調(diào)配工段中，重量比比例為菌渣：抗生素廢水：磷酸鹽＝(200-250):(4-7)：(1-3)，磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀的一種或其組合，調(diào)節(jié)pH值為5.5-6.5。3)兩相厭氧消化工段中，產(chǎn)酸反應(yīng)器厭氧消化污泥接種比為體積比30-40％，控制pH值為5.5-6.5，水力停留時(shí)間為28-32h；產(chǎn)甲烷反應(yīng)器厭氧消化污泥接種比為體積比30-40％，控制pH值為6.5-7.5，水力停留時(shí)間為36-40h；產(chǎn)酸反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器為IC反應(yīng)器和UBF反應(yīng)器中的一種；厭氧消化污泥來(lái)源于污水處理廠厭氧消化池底泥和二沉池的混合泥。4)度脫水工段中，調(diào)質(zhì)劑為粉煤灰、膨潤(rùn)土、氧化鈣的混合物，其質(zhì)量比為粉煤灰：膨潤(rùn)土：氧化鈣＝(1-2)：(0.5-1)：(0.1-0.3)。5)使用調(diào)減劑或調(diào)酸劑調(diào)節(jié)和控制pH值，其中調(diào)減劑為氫氧化鈉、氫氧化鈣中的一種或其組合，調(diào)酸劑為硫酸、鹽酸中的一種或其組合。本發(fā)明所述的抗生素菌渣的資源化處理方法，其特征在于抗生素菌渣為青霉素、紅霉素、頭孢菌素等抗生素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的菌渣。將采用上述工藝處理后的沼渣進(jìn)行有機(jī)肥料技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)，符合為NY525-2012標(biāo)準(zhǔn)要求，且無(wú)抗生素殘留，數(shù)據(jù)如下表1：可見(jiàn)，抗生素菌渣處理后的沼渣各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到農(nóng)業(yè)部關(guān)于有機(jī)肥的標(biāo)準(zhǔn)要求(NY525-2012)，且無(wú)抗生素殘留，可用作生產(chǎn)有機(jī)肥的原料。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明所述抗生素菌渣的資源化處理方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)本發(fā)明工藝組合合理、工藝技術(shù)參數(shù)可靠，適應(yīng)各類抗生素菌渣的資源化處理，處理后的菌渣變成了沼渣，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到有機(jī)肥的標(biāo)準(zhǔn)要求，可用作生產(chǎn)有機(jī)肥的原料。2)采用高壓蒸汽多級(jí)閃蒸的方式對(duì)抗生素菌渣進(jìn)行強(qiáng)化水解，殺滅病原菌，無(wú)需加堿即可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的充分水解，蛋白質(zhì)水解成多肽、二肽和氨基酸，脂類水解成甘油和脂肪酸，能夠很好地被厭氧微生物所利用，而且多級(jí)閃蒸更加節(jié)能。3)兩相厭氧消化將產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌置于兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，產(chǎn)酸菌的代謝產(chǎn)物作為產(chǎn)甲烷菌的代謝底物，為其分別提供最佳生長(zhǎng)和代謝條件，有利于發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，避免了單級(jí)厭氧消化難以發(fā)揮各自最佳性能的缺陷。4)抗生素菌渣經(jīng)微生物降解后，藥物殘留得以消除，富含多糖、氨基酸及微量元素，是生產(chǎn)有機(jī)肥的良好原料，而且產(chǎn)生清潔能源沼氣，實(shí)現(xiàn)了菌渣的無(wú)害化和資源化。5)厭氧消化后的菌渣含水率高，不便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用，對(duì)其進(jìn)行濃縮-調(diào)質(zhì)-深度脫水，脫水后的泥餅含水率為40％-50％，實(shí)現(xiàn)了菌渣的減量化。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠知曉，本發(fā)明不只限于此實(shí)施例。實(shí)施例1青霉素菌渣的資源化處理：將青霉素菌渣放置于高壓釜中，第一次通入高壓蒸汽閃8min，自然冷卻至100℃，第二次通入高壓蒸汽閃蒸12min，自然冷卻至80℃，蒸汽溫度為160℃，壓力為1200kPa，經(jīng)兩級(jí)蒸汽閃蒸后的菌渣放置于調(diào)配罐中，按照重量比菌渣：青霉素工藝廢水：磷酸二氫鉀＝250:5：1.5，攪拌10min，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值為6后得到調(diào)配液，進(jìn)入產(chǎn)酸反應(yīng)器，產(chǎn)酸反應(yīng)器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比40％，控制pH值為6，溫度為30-40℃、水力停留時(shí)間為30h；產(chǎn)酸反應(yīng)器出水進(jìn)入產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比35％，控制pH值為7，溫度為40-50℃、水力停留時(shí)間為40h，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器排出的沼渣進(jìn)入濃縮池，按照質(zhì)量比為粉煤灰：膨潤(rùn)土：氧化鈣＝2：1：0.1配置調(diào)制劑，按照重量比3‰將調(diào)質(zhì)劑加入到濃縮后的沼渣中，注入壓濾機(jī)中進(jìn)行一次脫水，控制壓力為1.0-2.0MPa并保壓10-20min；脫水后濾餅再注入壓濾機(jī)進(jìn)行二次高壓脫水，控制壓力為2.0-3.0MPa并保壓10-20min，脫水后的泥餅含水率為43.2％，有機(jī)肥料技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表2：表2：有機(jī)肥料技術(shù)指標(biāo)一覽表有上表可見(jiàn)，青霉素菌渣經(jīng)本發(fā)明的方法處理后，沼渣各項(xiàng)指標(biāo)符合NY525-2012的標(biāo)準(zhǔn)要求，且無(wú)青霉素殘留，可用作生產(chǎn)有機(jī)肥的原料。實(shí)施例2紅霉素菌渣的資源化處理：將紅霉素菌渣放置于高壓釜中，第一次通入高壓蒸汽閃5min，自然冷卻至100℃，第二次通入高壓蒸汽閃蒸15min，自然冷卻至80℃，蒸汽溫度為150℃，壓力為1300kPa，經(jīng)兩級(jí)蒸汽閃蒸后的菌渣放置于調(diào)配罐中，按照重量比菌渣：青霉素工藝廢水：磷酸二氫鉀＝230:6：2.5，攪拌10min，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值為6后得到調(diào)配液，進(jìn)入產(chǎn)酸反應(yīng)器，產(chǎn)酸反應(yīng)器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比35％，控制pH值為6，溫度為30-40℃、水力停留時(shí)間為32h；產(chǎn)酸反應(yīng)器出水進(jìn)入產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比40％，控制pH值為7，溫度為40-50℃、水力停留時(shí)間為36h，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器排出的沼渣進(jìn)入濃縮池，按照質(zhì)量比為粉煤灰：膨潤(rùn)土：氧化鈣＝1.5：0.8：0.2配置調(diào)制劑，按照重量比4‰將調(diào)質(zhì)劑加入到濃縮后的沼渣中，注入壓濾機(jī)中進(jìn)行一次脫水，控制壓力為1.0-2.0MPa并保壓10-20min；脫水后濾餅再注入壓濾機(jī)進(jìn)行二次高壓脫水，控制壓力為2.0-3.0MPa并保壓10-20min，脫水后的泥餅含水率為44.8％，有機(jī)肥料技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表3：表3：有機(jī)肥料技術(shù)指標(biāo)一覽表有上表可見(jiàn)，紅霉素菌渣經(jīng)本發(fā)明的方法處理后，沼渣各項(xiàng)指標(biāo)符合NY525-2012的標(biāo)準(zhǔn)要求，且無(wú)紅霉素殘留，可用作生產(chǎn)有機(jī)肥的原料。實(shí)施例3頭孢菌素菌渣的資源化處理：4)度脫水工段中，調(diào)質(zhì)劑為粉煤灰、膨潤(rùn)土、氧化鈣的混合物，其質(zhì)量比為粉煤灰：膨潤(rùn)土：氧化鈣＝(1-2)：(0.5-1)：(0.1-0.3)。將頭孢菌素菌渣放置于高壓釜中，第一次通入高壓蒸汽閃6min，自然冷卻至100℃，第二次通入高壓蒸汽閃蒸12min，自然冷卻至80℃，蒸汽溫度為170℃，壓力為1400kPa，經(jīng)兩級(jí)蒸汽閃蒸后的菌渣放置于調(diào)配罐中，按照重量比菌渣：青霉素工藝廢水：磷酸二氫鉀＝220:6：2.2，攪拌10min，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值為6.5后得到調(diào)配液，進(jìn)入產(chǎn)酸反應(yīng)器，產(chǎn)酸反應(yīng)器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比40％，控制pH值為6.5，溫度為30-40℃、水力停留時(shí)間為32h；產(chǎn)酸反應(yīng)器出水進(jìn)入產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器接種厭氧消化污泥，接種比為體積比40％，控制pH值為7，溫度為40-50℃、水力停留時(shí)間為38h，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器排出的沼渣進(jìn)入濃縮池，按照質(zhì)量比為粉煤灰：膨潤(rùn)土：氧化鈣＝1.8：0.7：0.2配置調(diào)制劑，按照重量比5‰將調(diào)質(zhì)劑加入到濃縮后的沼渣中，注入壓濾機(jī)中進(jìn)行一次脫水，控制壓力為1.0-2.0MPa并保壓10-20min；脫水后濾餅再注入壓濾機(jī)進(jìn)行二次高壓脫水，控制壓力為2.0-3.0MPa并保壓10-20min，脫水后的泥餅含水率為41.4％，有機(jī)肥料技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表4：表4：有機(jī)肥料技術(shù)指標(biāo)一覽表有上表可見(jiàn)，頭孢菌素菌渣經(jīng)本發(fā)明的方法處理后，沼渣各項(xiàng)指標(biāo)符合NY525-2012的標(biāo)準(zhǔn)要求，且無(wú)頭孢菌素殘留，可用作生產(chǎn)有機(jī)肥的原料。