一種高效處理養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞便中抗生素的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高效處理養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞便中抗生素的方法，屬于生物環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計，2002年我國畜禽糞便產(chǎn)生量約為18億t，是工業(yè)固體廢棄物的2.8倍左右，其中全國豬糞生產(chǎn)量為12億t，占畜禽糞便總量的47%。預(yù)計到2018年，我國每年約有8000t獸用抗生素用于畜禽飼料添加劑，占全國抗生素飼料添加劑使用量的50%，其中四環(huán)素類抗生素在我國及全世界畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的生產(chǎn)量與實際使用量均最大，被大量應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖過程。然而，抗生素大多不能被完全吸收，大約有45%?95%以母體或代謝物的形式排出動物體外，進(jìn)入土壤和水體環(huán)境，對土壤生態(tài)系統(tǒng)、水體生態(tài)系統(tǒng)的健康產(chǎn)生毒害，并通過食物鏈最終對人體健康產(chǎn)生危害。因此，畜禽糞便中殘留抗生素對環(huán)境的污染和人類的危害已經(jīng)引起了人們的高度重視。
[0003]目前人們在處理畜禽糞便中殘留四環(huán)素類抗生素時，大多數(shù)采用的是堆肥化技術(shù)，堆肥技術(shù)是利用含有肥料成分的動植物遺體和排泄物，加上泥土和礦物質(zhì)混合堆積，在高溫、多濕的條件下，經(jīng)過發(fā)酵腐熟、微生物分解而制成的一種有機(jī)肥料的方法。它雖然能夠去除畜禽糞便中四環(huán)素類抗生素，但是處理效果不理想，去除率比較低，而且處理過程中影響因素比較多，不易控制，使得處理時間過長，不易操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前常用的堆肥化技術(shù)在處理過程中處理時間較長，且堆肥過程中影響因素較多，不易控制，導(dǎo)致去除效果不穩(wěn)定的問題，提供了一種利用微生物發(fā)酵降解與化學(xué)處理相配合，快速降解四環(huán)素類抗生素的方法，使得畜禽糞便中殘留抗生素去除率高，處理時間縮短，且操作簡單，易于控制。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)將畜禽糞便放入烘箱中15?20min，溫度設(shè)定為50?55°C，把干燥后的畜禽糞便與河道污泥按照質(zhì)量比4:1進(jìn)行混合，放入發(fā)酵池中，在發(fā)酵池底部鋪設(shè)厚2?3cm的稻草，在稻草上部鋪設(shè)厚I?2cm的炭化蘆葦桿，在發(fā)酵過程中控制溫度為32?35°C ;
(2)向上述發(fā)酵池中通入氧氣，保證發(fā)酵池內(nèi)氣體中氧氣體積含量為25?27%，發(fā)酵3?5天，然后向其中加入水，使其發(fā)酵物的含水量為40?50%，停止通入氧氣，進(jìn)行密封發(fā)酵6?7天，向其中加入發(fā)酵物質(zhì)量的2?5%的白磷，保持溫度不變，在發(fā)酵過程中，每I?3h向發(fā)酵池中加入發(fā)酵物質(zhì)量的1.2?1.5%的葡萄糖量；
(3)將步驟(2)中發(fā)酵后的畜禽糞便引入氧化池中，向其中加入水淹沒畜禽糞便，向其中加入碳鐵混合劑和H2O2,其加入量與畜禽糞便質(zhì)量比為2:1:1000，攪拌30?50min，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50?55 %的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH為3.7?4.6，攪拌10?15min，靜置20?25min ； (4)上述靜置結(jié)束后，在壓力為1.3?1.SMPa的環(huán)境下，使用合纖維微孔濾膜對氧化池內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行過濾，然后將過濾后的畜禽糞便烘干，檢測其抗生素的含量即可。
[0006]所述的步驟(3)碳鐵混合劑的制備方法為:
(1)取煤矸石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行，粉碎成50?70目粉末，然后將粉末放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30?40%硫酸溶液淹沒粉末和煤矸石粉末質(zhì)量分?jǐn)?shù)的I?5%的娃燒偶聯(lián)劑，溫度設(shè)定為65?75°C，攪拌30?40min，轉(zhuǎn)速設(shè)定為600?700r/min，然后過濾；
(2)將上述過濾后的煤矸石顆粒物放入容器中，把容器置于頻率為700?850MHz的電磁波中，用高壓高溫氣流負(fù)載150?200目的鐵粉末對煤矸石顆粒物進(jìn)行轟擊，其鐵粉末添加量為煤矸石顆粒物質(zhì)量的40?50%，然后攪拌10?25min，即可。
[0007]所述的抗生素為四環(huán)素類抗生素。
[0008]所述的步驟(2)中高壓高溫氣流為溫度為350?400°C，氣體罐為2.1?2.3MPa
的氫氣。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(O能夠快速降解畜禽糞便中殘留的四環(huán)素類抗生素，使得處理時間縮短了 45%?50% ；
(2)通過微生物發(fā)酵降解與化學(xué)處理相配合，使得畜禽糞便中殘留的四環(huán)素類抗生素去除率達(dá)到95%以上；
(3)處理過程中影響因素少，易于控制，處理效果顯著。
【具體實施方式】
[0010](I)將畜禽糞便放入烘箱中15?20min，溫度設(shè)定為50?55°C，把干燥后的畜禽糞便與河道污泥按照質(zhì)量比4:1進(jìn)行混合，放入發(fā)酵池中，在發(fā)酵池底部鋪設(shè)厚2?3cm的稻草，在稻草上部鋪設(shè)厚I?2cm的炭化蘆葦桿，在發(fā)酵過程中控制溫度為32?35°C ;
(2)向上述發(fā)酵池中通入氧氣，保證發(fā)酵池內(nèi)氣體中氧氣體積含量為25?27%，發(fā)酵3?5天，然后向其中加入水，使其發(fā)酵物的含水量為40?50%，停止通入氧氣，進(jìn)行密封發(fā)酵6?7天，向其中加入發(fā)酵物質(zhì)量的2?5%的白磷，保持溫度不變，在發(fā)酵過程中，每I?3h向發(fā)酵池中加入發(fā)酵物質(zhì)量的1.2?1.5%的葡萄糖量；
(3)將步驟(2)中發(fā)酵后的畜禽糞便引入氧化池中，向其中加入水淹沒畜禽糞便，向其中加入碳鐵混合劑和H202，其加入量與畜禽糞便質(zhì)量比為2:1:1000，攪拌30?50min，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50?55 %的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH為3.7?4.6，攪拌10?15min，靜置20?25min ；
(4)上述靜置結(jié)束后，在壓力為1.3?1.SMPa的環(huán)境下，使用合纖維微孔濾膜對氧化池內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行過濾，然后將過濾后的畜禽糞便烘干，檢測其抗生素的含量即可。
[0011]所述的步驟(3)碳鐵混合劑的制備方法為:
(1)取煤矸石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行，粉碎成50?70目粉末，然后將粉末放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30?40%硫酸溶液淹沒粉末和煤矸石粉末質(zhì)量分?jǐn)?shù)的I?5%的娃燒偶聯(lián)劑，溫度設(shè)定為65?75°C，攪拌30?40min，轉(zhuǎn)速設(shè)定為600?700r/min，然后過濾；
(2)將上述過濾后的煤矸石顆粒物放入容器中，把容器置于頻率為700?850MHz的電磁波中，用高壓高溫氣流負(fù)載150?200目的鐵粉末對煤矸石顆粒物進(jìn)行轟擊，其鐵粉末添加量為煤矸石顆粒物質(zhì)量的40?50%，然后攪拌10?25min，即可。
[0012]所述的抗生素為四環(huán)素類抗生素。
[0013]所述的步驟(2)中高壓高溫氣流為溫度為350?400°C，氣體罐為2.1?2.3MPa
的氫氣。
[0014]首先將四環(huán)素類抗生素含量為1.23mg/kg的畜禽糞便放入烘箱中15min，溫度設(shè)定為50°C，按照總體質(zhì)量100g，取干燥后的畜禽糞便SOg與河道污泥20g進(jìn)行混合，放入發(fā)酵池中，在發(fā)酵池底部鋪設(shè)厚2cm的稻草，在稻草上部鋪設(shè)厚Icm的炭化蘆葦桿，在發(fā)酵過程中控制溫度為32°C ;然后向上述發(fā)酵池中通入氧氣，保證發(fā)酵池內(nèi)氣體中氧氣體積含量為25%，發(fā)酵3天，然后向其中加入水，使其發(fā)酵物的含水量為40%，停止通入氧氣，進(jìn)行密封發(fā)酵6天，向其中加入發(fā)酵物質(zhì)量的2%的白磷，保持溫度不變，在發(fā)酵過程中，每Ih向發(fā)酵池中加入發(fā)酵物質(zhì)量的1.2%的葡萄糖量；接下來將上述步驟中發(fā)酵后的畜禽糞便引入氧化池中，向其中加入水淹沒畜禽糞便，向其中加入碳鐵混合劑和H2O2，其加入量與畜禽糞便質(zhì)量比為2:1:1000，攪拌30min，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH為3.7，攪拌lOmin，靜置20min ;最后上述靜置結(jié)束后，在壓力為1.3MPa的環(huán)境下，使用合纖維微孔濾膜對氧化池內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行過濾，然后將過濾后的畜禽糞便烘干，檢測其抗生素的含量即可。其中所述的碳鐵混合劑的制備方法為首先取煤矸石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行，粉碎成50目粉末，然后將粉末放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)