CN103232292A - 一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，将菌渣红霉素菌渣与红霉素生产废水混合，使菌渣浓度为10～20kg/m³，然后进行厌氧反应，厌氧反应时反应体系中pH值为6.5～8.0，反应温度为28～68℃，反应时间为36～72h，反应后进行沉淀，采用生物厌氧发酵技术处理红霉素菌渣，使菌渣中的红霉素残留降至10mg/kg以下，同时实现无害化处理，然后加入辅料混合搅拌，造粒，烘干即制得有机肥，使其资源化，达到综合利用的目的，本方法操作简单，处理效率高，从而可以实现规模化处理，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法

技术领域

本发明涉及一种制药行业废物处理方法，特别涉及一种红霉素菌渣的无害化处理并用于生产有机肥的方法。 

背景技术

红霉素菌渣是以淀粉、黄豆饼粉等为原料，加红霉素菌种经发酵生产红霉素后产生的废渣，除了含有大量的水分外，其主要成分为残留淀粉及淀粉糖、残留黄豆饼粉，以及少量的红霉素残留，在菌渣原液中的浓度约(0.3～0.4)g/L,折合为干渣的含量约为(2～4)g/kg。从红霉素菌渣的原料来源看，菌渣中所含的重金属等有害元素和物质不会高，经通标标准技术服务（上海）有限公司环境测试服务部测定，已经证实菌渣所含金属的量远低于“GB 18877 有机-无机复合肥料”中规定的金属元素的浓度限值。

红霉素菌渣散发出一种特殊异味, 而且, 菌渣有机物含量高, 如果不加以处置任意废弃 可引起二次发酵, 颜色变黑, 产生恶臭味,引来大量苍蝇, 环境十分恶劣。随着人们环保意识的提高和国家环保整治力度的加大, 众多企业纷纷开发菌渣干燥设备, 将菌渣干燥成水分小于10% 的干品, 再添加些其他物质, 做成动物饲料。但菌渣中残留的少量抗生素及其降解物, 使这种动物饲料受到质疑。虽然经干燥后抗菌素已基本失活, 但它在动物体内的富集, 又影响到人类本身, 使人产生耐药性。2002 年2 月农业部、卫生部、国家药品监督管理局第176 号公告, 把抗生素滤渣列为禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录中。自2002年8月23日起, 再将干菌渣做为饲料生产、销售便是违法、违规经营活动, 将受到法规的相应处罚。

依据 2008 年修订后的《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。抗生素菌渣含有残留抗生素及代谢中间产物等，是一种特殊的危险废物，如处置不当，会对生态环境以及人体健康产生潜在的危害，其危害具有隐蔽性、滞后性、累计性、协同性和连带性等特点。

针对红霉素菌渣产生量大、处理难度大等现实问题，《制药工业污染防治技术政策》( 征求意见稿) 中提出的“鼓励开发发酵菌渣在生产工艺中的再利用技术、无害化处理技术、综合利用技术”政策建议，红霉素生产工艺中利用膜分离技术代替硫酸锌絮凝技术，菌渣中不再有锌元素的存在。

另外，在红霉素生产过程中产生大量的废水，即本申请中所述的“红霉素生产废水”，这种废水中主要含有有机物，具有为COD_cr约8000mg/L；BOD₅约3000mg/L；还有少量悬浮物和氨氮，SS在150mg/L；NH₃-N^-在150mg/L，pH约为6，目前的处理方法主要是生物处理法，由于有机物、氨氮浓度高，要达标排放比较困难，并且其中的有机物没有得到回收利用，是一种浪费资源的方法。

但是，对于其中残留抗生素及代谢中间产物，目前的处理方式有进行生物改性，即通过接种选择性混合菌群及复合酶制剂固态发酵，改性后重新作为红霉素及大环内酯类抗生素发酵的培养基，如申请号为2007100527715的中国专利申请，这种处理方式，最终还是会得到有抗生素及代谢中间产物的红霉素菌渣，不能最终实现无害化处理，即菌渣中的残留红霉素及代谢中间产物不能最终除去，仍然存在生态、健康隐患。也有报道对其中的残留红霉素及其中间代谢产物进行分离提取，但是这种方式工艺复杂、成本高，难以工业化处理体积庞大的红霉素菌渣。 

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种经济、高效地无害化处理红霉素菌渣并将处理后的菌渣进行回收利用的方法。

本发明采用的技术方案是这样的：一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，将红霉素菌渣与红霉素生产废水混合，使菌渣浓度为10～20 kg/m³，并加入颗粒化厌氧菌种，颗粒浓度10～40kg/m³，然后进行厌氧反应，厌氧反应时反应体系中pH值为6.5～8.0，反应温度为28～68℃，反应时间为36～72h，反应后进行沉淀，将沉淀物进行干燥脱水，然后加入辅料混合搅拌，造粒，烘干即制得有机肥。

红霉素菌渣与生产废水混合，使渣水混合均匀，且渣、COD的浓度及进入厌氧反应罐的水量满足厌氧发酵的要求，可以同时处理菌渣和废水从而一举两得，并在初始厌氧反应时加入适量的颗粒化菌种以提供厌氧菌，颗粒化菌种在厌氧发酵启动时加入，以后就不用再不加了，并提供厌氧菌生长需要的条件，还控制适当的反应时间从而控制反应的程度，以保证能去除红霉素而多保存有机物，否则，大量有机物会变成沼气，减少了产物量，菌种与一些粘性物质结合形成颗粒状，它不会被水流带出，而永远保存在厌氧反应系统中一直起作用；添加适当辅料后，可以将处理后的红霉素菌渣进行进一步用于生产有机肥。

作为优选：所述菌种为颗粒状，颗粒粒径0.5～3mm。

作为优选：反应后进行沉淀，得到的上清液部分回流用于与红霉素菌渣混合以便均匀水质，而循环用于厌氧处理。

进一步的：上清液的回流比为约50%。即流出系统的上清液的一半又返回去与红霉素菌渣混合用于发酵。剩余上清液进入好氧处理达标后排放。

作为优选：厌氧反应时反应体系中pH值为7.0～8.0。

作为优选：厌氧反应时反应体系中反应温度为55～60℃。

作为优选：厌氧反应时间为45～50h。合理控制反应程度。

作为优选：厌氧反应在密闭的生化反应器中进行。这样便于收集厌氧反应时产生的一些气态物质甲烷，硫化氢，臭味物质等，可以防止臭气逸出。

作为优选：所述辅料为腐植酸或膨润土中的至少一种。从有机肥的营养以及处理后的菌渣的成分综合考虑，添加腐殖酸或膨润土可以得到营养均衡的有机肥 ，且能充分发挥各种组成成分的作用并适宜制作颗粒肥。

进一步的：按照沉淀物干重计，加入的腐植酸占沉淀物干重的20-40%，膨润土占沉淀物干重的10%-20%。采用该比例的菌渣和辅料，得到的有机肥品质更优。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：采用生物厌氧发酵技术处理红霉素菌渣，使菌渣中的红霉素残留降至10 mg/kg以下，然后将其用于制作有机肥，使其资源化，达到综合利用的目的，本方法操作简单，处理效率高，日处理量可以达到 0.04-0.08 m³/m³d，处理成本低，具有显著的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

有效容积为0.6m³的反应器，将1体积红霉素菌渣原液（含水率87%，其中红霉素残留量为316mg/L，有机质含量平均约为58.6 g/L，与12体积红霉素生产废水混合，使菌渣浓度为10 kg/m³，然后进行连续厌氧反应，厌氧反应时反应体系中pH值为7.0，反应温度为28℃，停留时间为72h，反应后进行沉淀分离，上清液返回50%至厌氧体系中，沉淀物脱水干燥后，含水率为16.1%，按干基计，其中有机质含量为45.1%，10%水溶液pH值为7.1，红霉素残留为5.4 mg/kg。取脱水干燥后沉淀物119g(干基重100g)，然后加入腐殖酸（腐殖质60%，水分30%）30g、膨润土20g（含水率23%），混合搅拌，造粒，再烘干即制得有机肥，所得有机肥的成分如下： 

实施例2

有效容积为0.6m³的反应器，将1体积红霉素菌渣原液（含水率87%，其中红霉素残留量为316mg/L，有机质含量平均约为58 g/L，与5.5体积红霉素生产废水混合，使菌渣浓度为20 kg/m³，然后进行连续厌氧反应，厌氧反应时反应体系中pH值为6.5，反应温度为68℃，停留时间为36h，反应后进行沉淀分离，上清液返回50%至厌氧体系中，沉淀物脱水干燥后，含水率为15.5%，按干基计，其中有机质含量为45.8%，10%水溶液pH值为6.8，红霉素残留为6.1 mg/kg，取脱水干燥后沉淀物118g(干基重100g)，然后加入腐殖酸（腐殖质60%，水分30%）35g、膨润土15g（含水率23%），混合搅拌，造粒，再烘干即制得有机肥，所得有机肥的成分如下： 

实施例3

有效容积为0.6m³的反应器，将1体积红霉素菌渣原液（含水率87%，其中红霉素残留量为316mg/L，有机质含量平均约为58 g/L，与8.67体积红霉素生产废水混合，使菌渣浓度为15 kg/m³，然后进行连续厌氧反应，厌氧反应时反应体系中pH值为8.0，反应温度为55℃，停留时间为50h，反应后进行沉淀分离，上清液返回50%至厌氧体系中，沉淀物脱水干燥后，含水率为17.2%，按干基计，其中有机质含量为44.5%，10%水溶液pH值为7.8，红霉素残留为3.6 mg/kg。取脱水干燥后沉淀物120g(干基重100g)，然后加入腐殖酸（腐殖质60%，水分30%）40g、膨润土10g（含水率23%），混合搅拌，造粒，再烘干即制得有机肥，所得有机肥的成分如下： 

实施例4

有效容积为9m³的反应器，1体积菌渣红霉素菌渣原液（含水率90%，其中红霉素残留量为337 mg/L，有机质含量平均约为55 g/L，与4.56体积红霉素生产废水混合，使菌渣浓度为18 kg/m³，然后进行连续厌氧反应，厌氧反应时反应体系中pH值为7.2，反应温度为55℃，停留时间为60h，流出液沉淀分离后，上清液返回50%至厌氧体系中，沉淀物脱水干燥后，含水率为16.6%，按干基计，其中有机质含量为46.2%，10%水溶液pH值为7.3，红霉素残留为3.1 mg/kg。取脱水干燥后沉淀物120g(干基重100g)，然后加入腐殖酸（腐殖质60%，水分30%）35g、膨润土20g（含水率23%），混合搅拌，造粒，再烘干即制得有机肥，所得有机肥的成分如下： 

实施例5

有效容积为225m³的反应器，1体积菌渣红霉素菌渣原液（含水率85%，其中红霉素残留量为335 mg/L，有机质含量平均约为65 g/L，与9体积红霉素生产废水混合，使菌渣浓度为15 kg/m³，然后进行连续厌氧反应，厌氧反应时反应体系中pH值为8.0，反应温度为60℃，停留时间为45h，流出液沉淀分离后，上清液返回厌氧体系中，沉淀物脱水干燥后，含水率为16.6%，按干基计，其中有机质含量为46.2%，10%水溶液pH值为7.7，红霉素残留为2.6 mg/kg。取脱水干燥后沉淀物120g(干基重100g)，然后加入腐殖酸（腐殖质60%，水分30%）40g、膨润土15g（含水率23%），混合搅拌，造粒，再烘干即制得有机肥，所得有机肥的成分如下： 

Claims (10)

1.一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：将红霉素菌渣与红霉素生产废水混合，使菌渣浓度为10～20 kg/m³，并加入污泥，污泥浓度10～40kg/m³，然后进行厌氧反应，厌氧反应时反应体系中pH值为6.5～8.0，反应温度为28～68℃，反应时间为36～72h，反应后进行沉淀，将沉淀物进行干燥脱水，然后加入辅料混合搅拌，造粒，烘干即制得有机肥。

2.根据权利要求1所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：所述污泥为颗粒状，颗粒污泥粒径0.5～3mm。

3.根据权利要求1所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：反应后进行沉淀得到的上清液回流用于与红霉素菌渣混合，循环用于厌氧处理。

4.根据权利要求3所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：上清液的回流比为50%。

5.根据权利要求1所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：厌氧反应时反应体系中pH值为7.0～8.0。

6.根据权利要求1所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：厌氧反应时反应体系中反应温度为55～60℃。

7.根据权利要求1所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：厌氧反应时间为45～50h。

8.根据权利要求1所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：厌氧反应在密闭的生化反应器中进行。

9.根据权利要求1所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：所述辅料为腐植酸或膨润土中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的一种红霉素菌渣厌氧无害化处理并用于生产有机肥的方法，其特征在于：按照沉淀物干重计，加入的腐植酸占沉淀物干重的20-40%，膨润土占沉淀物干重的10%-20%。