CN107500984A - 一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，它涉及抗生素菌渣的处理方法和回收利用，本发明要解决现有的抗生素菌渣处理费用高，处理后尚存环境风险等问题，本发明首先调节抗生素菌渣液的pH为2～5，之后向抗生素菌渣液中分别加入硫酸亚铁和过氧化氢，其中抗生素与硫酸亚铁和过氧化氢的摩尔比为1∶1∶10～40，进行芬顿氧化处理2～5h，处理后的菌渣液调节其pH至中性后离心后收集沉淀制备有机肥。本发明中抗生素残留可被高效降解，菌渣中所含抗生素耐药菌被灭活，方法程序简单。

Description

一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法
技术领域
本发明涉及抗生素菌渣的无害化处理方法和资源化利用。
背景技术
我国抗生素生产的相关企业已达300多家，抗生素的产量和出口量已经位居世界第一。然而，抗生素生产过程中各阶段如微生物发酵、过滤、结晶、萃取、提取、精制等都会产生大量的抗生素菌渣。菌渣的主要成分为菌丝体、未利用完毕的培养基(如豆饼粕、玉米浆、花生饼粉、葡萄糖等)、发酵过程中产生的代谢产物、培养基的降解物、提取过程中加入的絮凝剂、酸化剂、助滤剂、残留有机溶剂以及残留抗生素及代谢中间产物等。依据2008年版《国家危险废物名录》，2012年《制药工业污染防治技术政策》，抗生素菌渣属于危险废物，作为危险废物，合法的处理手段是焚烧法和填埋处置。
作为抗生素生产大国，我国还没有成熟的抗生素菌渣的处理技术和方法，由于其营养丰富，粗蛋白含量在40％左右，各种必需氨基酸、维生素和微量元素含量丰富均衡，抗生素菌渣是生物综合利用的极好原料，将其直接进行焚烧或填埋处置是对资源的浪费，而且焚烧法成本高、易产生大量有害气体，填埋法占用大量土地资源且容易污染地下水，因此开发抗生素菌渣的资源化处理新技术迫在眉睫。
发明内容
本发明要解决现有的抗生素菌渣处理费用高，处理后尚存环境风险等问题，提供一种利用抗生素菌渣制取有机肥的操作简单、处理效率高的方法。
本发明的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，它是按照以下步骤进行的：
一、采集抗生素菌渣，调节含固率为8～10％，得待处理菌渣液；
二、取1L处理抗生素菌渣液芬顿氧化池中，调节菌渣液的pH为2～5，并向芬顿氧化池的抗生素菌渣液中投加硫酸亚铁和过氧化氢进行芬顿氧化处理2～7h；
三、处理后的菌渣液调节其pH至中性后进行离心分离，将得到的菌渣沉淀与辅料腐殖酸或膨润土混合搅拌烘干造粒，制作有机肥；
所述的抗生素菌渣液中的抗生素的残留量为600～700mg/L；
抗生素与硫酸亚铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶10～40。
本发明的工作原理为：
芬顿产生的具有强氧化性的羟基自由基一方面可氧化大分子物质为小分子物质，使得菌渣中抗生素得到降解；另一方面羟基自由基可以有效灭活菌渣中的抗生素耐药菌，使菌渣有机肥不含抗生素耐药菌并且在土壤中不引发细菌耐药，使用安全性提高。
本发明具有以下优点：
1.本发明方法程序简单易操作，处理条件温和，无二次污染，处理成本低。
2.本发明中抗生素残留可被降解，菌渣中耐药菌被有效灭活，肥料的使用安全性高。
3.本发明应用前景较好，可应用于园艺、果蔬、农田、森林或者城市绿化土地等。
4.本发明可为企业解决菌渣处理处置等亟待解决的难题，减少处理费用，同时菌渣的资源化可以为企业带来潜在的经济效益。
附图说明
图1为实施例一中芬顿法处理红霉素菌渣过程中残留红霉素的去除图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：
一、采集抗生素菌渣，调节含固率为8～10％，得待处理菌渣液；
二、取1L处理抗生素菌渣液芬顿氧化池中，调节菌渣液的pH为2～5，并向芬顿氧化池的抗生素菌渣液中投加硫酸亚铁和过氧化氢进行芬顿氧化处理2～5h；
三、处理后的菌渣液调节其pH至中性后进行离心分离，将得到的菌渣沉淀与辅料腐殖酸或膨润土混合搅拌烘干造粒，制作有机肥；
所述的抗生素菌渣液中的抗生素的残留量为600～700mg/L；
抗生素与硫酸亚铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶10～40。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：菌渣液的pH为2～3。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：菌渣液的pH为3～4。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：菌渣液的pH为4～5。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：抗生素与硫酸亚铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶10～20。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：抗生素与硫酸亚铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶20～30。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是：抗生素与硫酸亚铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶30～40。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是：抗生素菌渣液中的抗生素的残留量为640～700mg/。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是：抗生素菌渣液中的抗生素的残留量为640～680mg/L。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是：含固率为8～9％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是：含固率为9～10％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：抗生素为大环内酯类、四环类或氨基糖苷类抗生素。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：大环内酯类抗生素为红霉素、林可霉素、麦迪霉素或吉他霉素。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：四环类抗生素为土霉素、四环素或金霉素。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：氨基糖苷类抗生素为庆大霉素、卡那霉素、新霉素、大观霉素或妥布霉素。其它与具体实施方式一相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
采用以下实施例和对比试验验证本发明有益效果：
实施例一
本实施例一种利用芬顿法处理红霉素菌渣制取有机肥的方法按以下步骤进行：
1.将1L红霉素菌渣样品(红霉素的残留量为640mg/L，pH＝5.93)置于氧化池中，调节菌渣液的pH为3，加入亚硫酸铁和过氧化氢(红霉素与亚硫酸铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶30)，氧化反应4h，处理后的菌渣液调节其pH至中性；
2.经步骤1得到的菌渣在转速3000r/min的条件下，离心20min，得到沉淀和上清液；收集菌渣沉淀，并将其添加到喷浆造粒机中进行烘干造粒，制作有机肥产品，完成菌渣的无害化处理。
本实施例中所用的菌渣为生物制药厂生产车间的新鲜菌渣，菌渣含固率为9％，目标红霉素的去除率为99％，将菌渣离心所得沉淀添加到喷浆造粒机中进行烘干造粒，制作有机肥产品，完成菌渣的无害化处理。菌渣有机肥和施入肥料(施肥量1％)1～30天后的土壤中红霉素耐药菌耐药基因的检测结果呈阴性。
实施例二
本实施例一种利用芬顿法处理林可霉素菌渣制取有机肥的方法按以下步骤进行：
1.将1L林可霉素菌渣样品(林可霉素的残留量为700mg/L，pH＝5.23)置于氧化池中，调节菌渣液的pH为2，加入亚硫酸铁和过氧化氢(林可霉素与亚硫酸铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶20)，氧化反应4h，处理后的菌渣液调节其pH至中性；
2.经步骤1得到的菌渣在转速3000r/min的条件下，离心20min，得到沉淀和上清液；收集菌渣沉淀，并将其添加到喷浆造粒机中进行烘干造粒，制作有机肥产品，完成菌渣的无害化处理。
本实施例中所用的菌渣为生物制药厂生产车间的新鲜菌渣，菌渣含固率为8.5％，处理后菌渣的pH＝5.93，目标林可霉素的去除率为99.92％，将菌渣离心所得沉淀添加到喷浆造粒机中进行烘干造粒，制作有机肥产品，完成菌渣的无害化处理。菌渣有机肥和施入肥料(施肥量1％)1～30天后的土壤中林可霉素耐药菌耐药基因的检测结果呈阴性。
实施例三
本实施例一种利用芬顿法处理红霉素菌渣制取有机肥的方法按以下步骤进行：
1.将1L土霉素菌渣样品(土霉素的残留量为600mg/L，pH＝4.52)置于氧化池中，调节菌渣液的pH为3，加入亚硫酸铁和过氧化氢(土霉素与亚硫酸铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶35)，氧化反应3.5h，处理后的菌渣液调节其pH至中性；
2.经步骤1得到的菌渣在转速3000r/min的条件下，离心20min，得到沉淀和上清液；收集菌渣沉淀，并将其添加到喷浆造粒机中进行烘干造粒，制作有机肥产品，完成菌渣的无害化处理。
本实施例中所用的菌渣为生物制药厂生产车间的新鲜菌渣，菌渣含固率为9％，目标土霉素的去除率为99％，将菌渣离心所得沉淀添加到喷浆造粒机中进行烘干造粒，制作有机肥产品，完成菌渣的无害化处理。菌渣有机肥和施入肥料(施肥量1％)1～30天后的土壤中土霉素耐药菌耐药基因的检测结果呈阴性。
实施例四
本实施例一种利用芬顿法处理庆大霉素菌渣制取有机肥的方法按以下步骤进行：
1.将1L庆大霉素菌渣样品(庆大霉素的残留量为650mg/L，pH＝6.22)置于氧化池中，调节菌渣液的pH为3，加入亚硫酸铁和过氧化氢(庆大霉素与亚硫酸铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶30)，氧化反应3h，处理后的菌渣液调节其pH至中性；
2.经步骤1得到的菌渣在转速3000r/min的条件下，离心20min，得到沉淀和上清液；收集菌渣沉淀，并将其添加到喷浆造粒机中进行烘干造粒，制作有机肥产品，完成菌渣的无害化处理。
本实施例中所用的菌渣为生物制药厂生产车间的新鲜菌渣，菌渣含固率为9％，目标庆大霉素的去除率为99％，将菌渣离心所得沉淀添加到喷浆造粒机中进行烘干造粒，制作有机肥产品，完成菌渣的无害化处理。菌渣有机肥和施入肥料(施肥量1％)1～30天后的土壤中庆大霉素耐药菌耐药基因的检测结果呈阴性。

Claims (10)

1.一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：
一、采集抗生素菌渣，调节含固率为8～10％，得待处理菌渣液；
二、取1L处理抗生素菌渣液置于芬顿氧化池中，调节菌渣液的pH为2～5，并向芬顿氧化池中的抗生素菌渣液投加硫酸亚铁和过氧化氢进行芬顿氧化处理2～5h；
三、处理后的菌渣液调节其pH至中性后进行离心分离，将得到的菌渣沉淀与辅料腐殖酸或膨润土混合搅拌烘干造粒，制作有机肥；
所述的抗生素菌渣液中的抗生素的残留量为600～700mg/L；
抗生素与硫酸亚铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶10～40。
2.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于菌渣液的pH为2～3。
3.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于菌渣液的pH为3～4。
4.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于菌渣液的pH为4～5。
5.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于抗生素与硫酸亚铁和过氧化氢的摩尔比＝1∶1∶10～20。
6.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于抗生素与过氧化氢和二价铁的摩尔比＝1∶1∶20～30。
7.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于抗生素与过氧化氢和二价铁的摩尔比＝1∶1∶30～40。
8.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于抗生素菌渣液中的抗生素的残留量为640～700mg/L。
9.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于抗生素菌渣液中的抗生素的残留量为640～680mg/L。
10.根据权利要求1所述的一种利用芬顿法处理抗生素菌渣制取有机肥的方法，其特征在于抗生素为大环内酯类、四环类或氨基糖苷类抗生素。
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