[发明专利]一种快速降解畜禽粪便四环素类抗生素的厌氧堆肥装置及方法

说明书

本发明公开了一种快速降解畜禽粪便四环素类抗生素的厌氧堆肥装置及方法，装置包括：水浴锅；置于所述水浴内的厌氧发酵罐，所述发酵罐内设有测温装置；以及与所述厌氧发酵罐排气口相连的集气装置。方法包括：(1)将畜禽粪便与经磨碎的调理剂混合均匀，得混合堆料；(2)混合堆料进行厌氧堆肥，堆肥过程中避光，堆肥过程中的温度通过水浴控制至25℃～70℃；堆肥时间为10～20天。本发明解决了当前畜禽粪便等有机固体废弃物处理及资源化技术存在的抗生素环境污染、难降解、资源利用率低的问题。

技术领域

本发明属于有害废弃物无害化和资源化利用领域，具体涉及一种可降解畜禽粪便中抗生素的厌氧堆肥装置及方法。

背景技术

抗生素是真菌、放线菌或细菌等微生物在其代谢过程中产生的具有杀灭或抑制其他微生物作用的一类化学物质。自20世纪50年代美国食品与药物管理局首次批准抗生素用作饲料添加剂后，饲用抗生素用量在全球范围内迅速增长。我国是世界上最大的抗生素生产国和消费国之一，据估计，目前我国每年抗生素的使用量达到21万吨，位居世界首位，其中约有46.1％用于畜禽养殖业，相当于美国1999年畜禽业使用量的4倍。

目前，每年畜禽排放出的粪便多达25亿吨多是工业固体固体废物的两倍多。张树清、Halling-Sorensen、Gulknwska等研究表明，动物使用抗生素后，只有少量被动物吸收利用，有25％～75％甚至70％～90％经消化道随畜禽粪便、尿液排出体外。一部分随养殖废水进入污水厂，而抗生素在污水处理厂的去除率并不高，导致大量抗生素通过淋滤、地表径流等进入地表水和地下水，对水生生物造成各种毒害，引起河流抗生素污染，威胁人类饮用水安全；另一部分作为有机肥施入农田，导致土壤抗生素污染，破坏土壤微生物的群落结构和功能，并对农作物吸收累积，并通过食物链传递，影响植物、动物和微生物的正常生命活动，最终威胁人类的健康。大量抗生素进入环境中还会诱发病原体耐药性，导致耐药性致病菌的产生和扩散，由此引起的环境污染和生态毒性已逐渐成为人们普遍关注的一个社会问题。因此我们要深刻认识到滥用抗生素的危害，在畜禽粪便利用之前有必要采取措施去除其中的抗生素残留，以达到经济效益和安全健康的双重保障。

在世界各国包括中国，畜禽粪便常作为有机肥用于农田里，虽然畜禽粪便能给农作物提供各种营养物质、改善土壤质量，但是它们的土地应用提高了水土污染的风险，它们可能含有病原体和不稳定物质，如有机氮、可溶性磷和各种抗生素残留在畜禽粪便中。Rynk、Kuchta等研究表明当畜禽粪便中的抗生素进入土壤或湖泊中能相对稳定的存在5-9个月。抗生素长期存在于环境中对公众和生态健康带来巨大的潜在风险。

堆肥法是常见的粪便资源化、无害化手段，长久以来在国内外广泛地被研究和应用。近年来在对畜禽粪便堆肥去除抗生素研究中多集中在磺胺类，而对四环素类抗生素鲜有报道，尤其是厌氧堆肥对畜禽粪便中四环素类抗生素的的降解只有零星研究。

厌氧堆肥法是畜禽粪便的主要处理方式之一，通过厌氧消化可以有效的减轻污染物环境负荷，并回收可利用的生物质能源。因此，在厌氧堆肥过程中，探明畜禽粪便堆肥过程四环素类抗生素转化降解的主控因子与关键参数，为开发畜禽养殖废弃物抗生素生态风险削控技术提供技术依据。

发明内容

为了克服当前畜禽粪便等有机固体废弃物处理及资源化技术存在的抗生素环境污染、难降解、资源利用率低的问题，本发明要解决的第一个技术问题是提供一种可快速降解畜禽粪便中四环素类抗生素的厌氧堆肥装置。

一种实验室用快速降解畜禽粪便四环素类抗生素的厌氧堆肥装置，包括：

水浴锅；

置于所述水浴内的厌氧发酵罐，所述厌氧发酵罐内设有测温装置；

以及与所述厌氧发酵罐的排气口相连的集气装置。

本发明装置用于对畜禽粪便进行厌氧堆肥处理，关键在于通过水浴锅控制堆肥中心处温度，快速降解畜禽粪便中的四环素类抗生素。