[发明专利]一种头孢菌素菌渣无害化处理的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种头孢菌素菌渣无害化处理的装置及方法。

背景技术

我国是抗生素生产大国，2011年我国抗生素产量为111.6万吨占全球市场总量的70%以上。其中头孢菌素的年产量占全球产量的80%以上。按照生产1t抗生素产生8～10t湿菌渣估算，我国每年产生的头孢菌素菌渣体量在5万吨以上，如果处置不当，会严重危害生态环境和人体健康。头孢菌素菌渣过去一直采用干燥加工处理后作为养殖产业的饲料或是饲料添加剂，但由于近年来食品安全事件频发，国家明文禁止使用含抗生素的原料生产饲料。2002年2月由农业部、卫生部和国家药品监督管理局联合发布的第176号公告规定：抗生素废菌渣被列入禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种。在2008年更将抗生素菌渣列入了新修订的《国家危险废物名录》，抗生素菌渣属于化学药品原料药生产过程中的培养基废物，须按危险废物进行管理。因此如何合理处置头孢菌素菌渣，解决头孢菌素菌渣的出路已经成为非常紧迫的任务。

头孢菌素菌渣主要由菌丝体、剩余培养基、发酵代谢产物组成，其中含有大量的残留抗生素、多糖、蛋白质和多种氨基酸及微量元素，与青霉素、链霉素或土霉素菌渣相比，头孢菌素菌渣抗药稳定性更强、抗药谱也更宽，如果处置不当会对环境造成潜在的环境风险。目前国内制药厂对头孢菌素菌渣大多进行焚烧处置或暂时烘干封存，然而焚烧处理成本较高且会产生二噁英等二次污染、烘干封存占地面积又较大，因此，寻找一种如何消除菌渣中残留毒性物质、合理开发利用菌渣所含生物质能，实现头孢菌素菌渣的无害化及资源化，这对节约资源、防止环境污染、发展循环经济具有重要的意义。同时头孢菌素菌渣中含有大量的蛋白、丰富的维生素、生长因子，具有极大的可生化处理的潜能。

发明内容

本发明为解决现在技术中的问题，提供一种头孢菌素菌渣无害化处理的装置及方法，它采用采用超声、碱热预处理、调节pH值至中性后，进入厌氧ASBR反应器，同时加入牛粪酸化液调理混合液中的C/N比进行厌氧生物降解，使头孢菌素菌渣可以通过厌氧消化同步实现减量化、无害化及资源化。

本发明的技术原理为：

超声处理利用超声波破解头孢菌素菌渣形态，溶解细胞并释放出胞内物质，降低了头孢菌素菌渣抗生素毒害作用增强了菌渣的可生化性，后续的碱热预处理进一步增强了水解破壁效果。热预处理是使蛋白质变性，破坏细胞膜的结构，菌丝体细胞内含物泄漏；碱预处理可以溶解头孢菌素菌渣和菌丝体细胞中的脂类物质，提高头孢菌素菌渣中的水溶性有机物的含量，因此采用超声+碱热联合处理头孢菌素菌渣可以显著提高其可生化性。经超声+碱热预处理后，头孢菌素菌渣混合液中含有大量的蛋白，氨氮含量较高，而碳源严重不足，在进入ASBR厌氧反应器前需要进行水质的调节。通过投加牛粪酸化液及酸的方式调节水体中C/N比为20:1-25:1，pH调节为：7.5-7.8以利于后续的厌氧处理。

经调理后的头孢菌素菌渣混合液进入ASBR厌氧池进行中温厌氧消化，将头孢菌素菌渣中的有机质转化为沼气，可作为清洁燃料使用；厌氧消化产生的沼渣性质稳定、易于脱水，同时菌渣中残留的抗生素经厌氧消化处理后得到充分降解，经鉴别为无害的，可有效解决头孢菌素菌渣中抗生素残留的危害问题，作为生产有机肥的原料，同时实现了头孢菌素菌渣的无害化与资源化。

本发明采用以下技术方案予以实现：