CN113912434A - 一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抗生素菌渣无害化、资源化处理技术领域，具体涉及一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统，所述系统包括混合加料装置、生物发酵模块和灭活造粒模块；在现有技术的基础上，本发明提供一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒系统，通过混合加料装置进行物料预混合，通过生物发酵装置对菌渣进行好氧发酵处理以降低抗生素残留，通过在生物发酵模块后连接灭活造粒模块，对经过生物发酵后的物料进行灭活造粒处理，使发酵后物料中的污染物进一步降解，从而最大程度上将产品毒性和污染性降至最低，实现抗生素菌渣的低成本无害化、资源化处理。

Description

一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统
技术领域
本发明涉及抗生素菌渣无害化、资源化处理技术领域，具体涉及一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统。
背景技术
依据2008年修订的《国家危险废物名录》，抗生素菌渣被列入危险废物范畴。如果将其直接进行焚烧和填埋处理，不仅处理费用高，而且会造成资源的极大浪费。青霉素生产回收率一般在70％左右，其余的30％残留在菌渣中，现有工艺条件存在的提取条件苛刻、提取成本高、产率低、二次污染等技术问题，对制药行业的可持续发展形成了技术瓶颈。
针对抗生素菌渣的无害化处理与资源化利用的技术，主要包括厌氧发酵，热解，化学处理，好氧处理。厌氧发酵是将含有高有机质的抗生素菌渣通过厌氧发酵的方式转化为沼气，但是在实现抗生素菌渣的资源化利用的同时，此法很难实现消化液和消化残渣中抗生素的完全脱毒，而且设备投资和运行成本极大，还会带来二恶英或沼液等二次污染的风险。菌渣热解是有些抗生素对热敏感，在较高的温度下会分解，可以采用高温对其进行无害化降解处理，此法需要高温处理，而且实际应用主要限于热敏性原料的处理。化学处理是通过利用酸、碱、盐或有机溶剂处理菌渣，从而破坏抗生素分子结构，起到脱毒效果，此法需要引入较多的化学物质使用，也易导致处理产物的二次污染现象。微生物降解是通过接种某种抗生素降解菌进行好氧发酵堆肥，使菌渣中的抗生素残留被有效降解，形成可利用的有机质材料。
中国专利CN112314533A公开了一种抗生素菌渣的处理办法，采用黑水虻虫处理菌渣，将抗生素菌渣经水力空化技术处理形成匀浆制成饲料，利用黑水虻虫食取，再将黑水虻虫排泄物制成有机肥等。这种方法采用生物自身对有机物降解，但存在一定的安全隐患，且生物培养，管理控制较为困难，难以将其应用到工业生产应用中。
CN111729236A公开了一种抗生素菌渣处理方法，采用肉骨粉作添加剂与抗生素混合，激发菌渣中天然存在的微生物降解抗生素。微生物降解可以实现对环境的无害化，但采用自然堆肥难以控制反应条件，降解所需时间较长，降解后的渣具有风险难以再次使用。
CN110981563A公开了一种抗生素菌渣的处理方法，将抗生素菌渣置于反应罐，搅拌后进入微波调控，静置过滤后发酵完成降解。该方法可以有效将抗生素菌渣搅拌混合发酵，但搅拌过程安全性难以确定，且成料难以直接实现资源利用。
CN106925595A公开了一种抗生素菌渣的处理工艺，在酸性物质存在下，密封高温降解，然后将固体气体分离。该方法可以保留菌渣中的有机营养成分，但难以实现无害化处理的要求，且难以保证降解效率，该系统难以在工业生产上推广应用。
综上所述，现有的抗生素菌渣处理方法仍然存在难以保证处理结果，容易产生有害物质，安全性较差且较难投入生产应用中的技术问题。抗生素种类较多且产量较大，我们仍需要探究抗生素菌渣的低成本减量化无害化处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统。整套系统可以将抗生素原菌渣处理成无害化的颗粒状，可以满足后续制作肥料或填埋要求。本发明可广泛应用于多种抗生素菌渣的减量化、无害化处理。
本发明的技术方案之一，一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统，包括依次连接的混合加料装置、生物发酵模块和灭活造粒模块；
所述混合加料装置包括依次设置的加渣口、破碎区、搅拌区、输送区、出渣口；
所述生物发酵模块包括好氧发酵罐、控制柜、加热装置、鼓风机；好氧发酵罐上方设置有排气口，排气口连接有气体处理系统；好氧发酵罐中设置有曝气管；控制柜用于监控好氧发酵罐内部环境温湿度并控制加热装置、鼓风机、好氧发酵罐的搅拌系统，进出料系统的开闭合状态；
所述灭活造粒模块包括依次设置的初次筛分装置、混合装置、造粒机、抛圆装置、烘干装置、冷却装置、筛分装置、颗粒包装装置，所述烘干装置还连接有热风炉。
本发明还提供一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法，使用上述抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统进行好氧生物处理及灭活造粒。
进一步地，上述方法包括以下步骤：
(1)将菌渣和碳源通过加渣口投入混合加料装置，在破碎区简单混合后转入搅拌区进行搅拌至充分混合后通过输送区送至出渣口得出渣物料，出渣物料转入生物发酵模块；
(2)出渣物料含水率控制在50％～60％后作为发酵物料投入好氧发酵罐中，进行好氧发酵，堆肥过程中通过控制柜控制搅拌桨转速和风机频率，保证好氧发酵过程中氧浓度维持在5％～15％，当罐内氧气含量低于设定值时，开启鼓风机和排气口对罐内气体进行更换，当温度低于设定值时，开启加热装置对罐体进行加热，过程中测定发酵物料中的抗生素残留量，当氧气消耗量≤0.1O2％/min，种子发芽率不小于60％后，发酵结束得发酵后原料，转入灭活造粒模块；
(3)发酵后原料经初次筛分装置筛分为大颗粒和细粉，细粉转入混合装置和无机物料混合后转入造粒机造粒再进入抛圆装置抛圆得球形颗粒，球形颗粒进入烘干装置，通过热风炉进行烘干处理，转入冷却装置冷却至室温后转入筛分装置筛分得球形颗粒，球形颗粒转入颗粒包装装置进行包装得产品。
进一步地，所述方法中：
所述步骤(1)中，所述碳源为秸秆和/或木屑，菌渣和碳源混合后含水率降低到65％以下，且碳氮比25-35；
所述步骤(2)中，好氧发酵过程中产生的气体通过排气口排出进入气体处理系统无害化处理后排放；
所述步骤(3)中，所述无机物料为无机肥，无机物料和细粉按照肥料要求碳、氮、磷比例进行混合；所述造粒机造粒粒径、抛圆装置参数、筛分装置参数根据标准《GB15063-2009复合肥料》中要求设置；
所述步骤(3)还包括收集烘干处理、冷却、筛分装置筛分过程中的尾气进行无害化处理后排放。
进一步地，上述装置还包括：
所述混合加料装置中：
所述破碎区和输送区设置有螺旋桨叶，所述搅拌区设置有搅拌桨叶，采用单电机带动双搅拌轴做反向转动，转轴带动破碎区和输送区的螺旋桨叶与搅拌桨叶做相对方向的运动；混合加料装置内壳呈W结构，双搅拌轴与混合加料装置壳内壁距离1-3cm；既保证设备运转的安全性，又可以保证具有较好的搅拌效果。
所述生物发酵模块中：
所述好氧发酵罐为圆柱式罐体，材料为耐腐蚀不锈钢，好氧发酵罐内部设置有搅拌装置，采用电机带动转轴，转轴带动多级桨叶转动，每一级桨叶有四片单叶，每个单叶之间相隔90°，呈十字形，相邻两级桨叶之间相互交错，呈45°上下错开；定时对罐内进行搅拌，保证菌渣内外处于好氧环境，在出渣时同时转动桨叶，可以将残留菌渣从桶中刮出，防止板结。
所述曝气管均匀设置；
所述灭活造粒模块中：
所述造粒机为转鼓造粒，所述抛圆装置为圆盘抛圆；
还设置有和烘干装置、冷却装置连接的尾气处理装置；
所述烘干装置包括一级烘干机、二级烘干机，所述冷却装置包括一级冷却机、二级冷却机，所述筛分装置包括一级筛分机、二级筛分机、三级筛分机；
所述烘干装置、冷却装置、筛分装置的连接关系依次为一级烘干机、一级冷却机、一级筛分机、二级烘干机、二级冷却机、二级筛分机、三级筛分机；
所述灭活造粒模块中还设置有粉碎机。
本发明还提供一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法，使用上述进一步地抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统进行好氧生物处理及灭活造粒。具体包括以下步骤：
(1)将菌渣和碳源通过加渣口投入混合加料装置，在破碎区通过螺旋桨叶简单混合后转入搅拌区进行搅拌至充分混合后转入输送区通过螺旋桨叶送至出渣口得出渣物料，出渣物料转入生物发酵模块；
(2)出渣物料含水率控制在50％～60％后出渣物料作为发酵物料投入好氧发酵罐中进行堆肥好氧发酵，，启动电机带动转轴，转轴带动多级桨叶转动将好氧发酵罐中的发酵物料翻搅，堆肥好氧发酵过程中通过控制柜控制搅拌桨转速和风机频率，保证好氧发酵过程中氧浓度维持在5％～15％，当罐内氧气含量低于设定值时，开启鼓风机和排气口对罐内气体进行更换，当温度低于设定值时，开启加热装置对罐体进行加热，过程中测定发酵物料中的抗生素残留量，当氧气消耗量≤0.1O2％/min，种子发芽率不小于60％后，发酵结束得发酵后原料，转入灭活造粒模块；
(3)发酵后原料经初次筛分装置筛分为大颗粒和细粉，大颗粒经粉碎机粉碎后和发酵后原料混合再次进入初次筛分装置，细粉转入混合装置和无机物料混合后转入造粒机造粒再进入抛圆装置抛圆得球形颗粒，球形颗粒进入一级烘干机，通过热风炉进行一次烘干处理，转入一级冷却机一次冷却至室温后转入一级筛分机一次筛分得球形颗粒a和细粉a，球形颗粒a转入二级烘干机，通过热风炉二次烘干处理，转入二级冷却机二次冷却至室温后转入二级筛分机二次筛分得球形颗粒b和细粉b，球形颗粒b进入三级筛分机三次筛分为球形颗粒c和大颗粒m，大颗粒m经粉碎机粉碎后和细粉a、细粉b混合转鼓造粒得球形颗粒d，球形颗粒c和球形颗粒d转入颗粒包装装置进行包装得产品。
进一步地，上述抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法中：
所述步骤(1)中，所述碳源为秸秆和/或木屑，菌渣和碳源混合后含水率降低到65％以下，且碳氮比25-35；
所述步骤(2)中，好氧发酵过程中产生的气体通过排气口排出进入气体处理系统无害化处理后排放；
所述步骤(3)中，所述无机物料为无机肥，无机物料和细粉按照肥料要求碳、氮、磷比例进行混合；所述造粒机造粒粒径、抛圆装置参数、筛分装置参数根据标准《GB15063-2009复合肥料》中要求设置；
所述步骤(3)还包括收集烘干和冷却过程中的尾气进入尾气处理装置无害化处理后排放。
本发明还提供上述抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法所得到的产品。
本发明还提供上述产品在肥料中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)在现有技术的基础上，本发明提供一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒系统，通过混合加料装置进行物料预混合，通过生物发酵装置对菌渣进行好氧发酵降低抗生素残留，通过在生物发酵模块后连接灭活造粒模块，对经过生物发酵的发酵后物料进行进一步的灭活造粒处理，使发酵后物料中的污染物进一步降解，从而最大程度上将产品毒性和污染性降至最低，实现抗生素菌渣的低成本减量化无害化处理。
(2)本发明系统主要包括混合加料装置、生物发酵装置、灭活造粒装置等部分。其中，菌渣进入混料搅拌装置，装置通过桨叶将投入的碳源与菌渣完全混合搅拌(菌渣本身具有较高的氮含量以及含水率，外加碳源的目的是降低菌渣含水率，并满足生物降解所需的碳氮比)，使其混合均匀，满足生物好氧处理的碳氮比，是后续降解的预处理阶段。将混合后的新菌渣输送至好氧发酵罐中，好氧罐中有搅拌设备，定期对菌渣进行翻搅，并向好氧罐充入空气，保证菌渣内外部均处于好氧环境中，避免产生厌氧环境，好氧发酵产生的气体通过上方的出气口排出，然后通过尾气处理装置将气体排出。整个过程通过自动化控制柜控制其内部环境，通过检测其中的氧气含量以及温度进行控制，适度加热或者充气。发酵结束后菌渣通过排渣口进行排出。发酵后的菌渣进入灭活造粒装置，发酵后的原料被机器筛分，大颗粒打碎后再进料，菌渣混合无机原料后进入造粒机，经过圆盘抛圆，首先加热烘干后冷却再筛分，然后热空气二次烘干冷却后筛分，最后再筛分后包膜，将颗粒包装入库。
(3)本发明可以通过投加性价比较高的秸秆、木屑来满足菌渣的好氧发酵环境，药剂投入量较低，投加料节能环保，符合废物利用要求；采用自动化检测控制，实现无人值守，通过电子设备反映发酵罐内情况；好氧发酵阶段出料前对抗生素残留量进行检测，达到抗生素残留量＜5mg/kg，根据检测结果决定是否已完成好氧发酵，保证出料的安全性，避免出现发酵后菌渣内抗生素残留量过高等危险；好氧发酵过程定期进行加氧搅拌，时刻监控含氧量与温度，保证微生物生存环境，保证微生物种类，使菌渣内外都处于好氧环境中，增强有机物的处理效率；对发酵处理过程中及灭活造粒过程中产生的臭气收集后处理，最后进行排出，绿色环保，提高环境质量；对菌渣最后进行造粒包装，将废弃物实现资源化利用，并且包膜后储存运输更加便利安全；本发明系统整体系统结构紧凑，占地面积小，实现落地安装，可以根据菌渣来源的不同调节各种参数以提高处理效果。
附图说明
图1为本发明实施例系统流程图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明以下实施例所用抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统见图1，包括依次连接的混合加料装置、生物发酵模块和灭活造粒模块。
所述混合加料装置包括依次设置的加渣口、破碎区、搅拌区、输送区、出渣口；
所述生物发酵模块包括好氧发酵罐、控制柜、加热装置、鼓风机；好氧发酵罐上方设置有排气口，排气口连接有气体处理系统；好氧发酵罐中设置有曝气管；控制柜用于监控好氧发酵罐内部环境温湿度并控制加热装置、鼓风机、好氧发酵罐的搅拌系统，进出料系统的开闭合状态；
所述灭活造粒模块包括依次设置的初次筛分装置、混合装置、造粒机、抛圆装置、烘干装置、冷却装置、筛分装置、颗粒包装装置，所述烘干装置还连接有热风炉；
进一步地，所述混合加料装置中：
所述破碎区和输送区设置有螺旋桨叶，所述搅拌区设置有搅拌桨叶，采用单电机带动双搅拌轴做反向转动，转轴带动破碎区和输送区的螺旋桨叶与搅拌桨叶做相对方向的运动；混合加料装置内壳呈W结构，双搅拌轴与混合加料装置壳内壁距离1-3cm；
所述生物发酵模块中：
所述好氧发酵罐为圆柱式罐体，材料为耐腐蚀不锈钢，好氧发酵罐内部设置有搅拌装置，采用电机带动转轴，转轴带动多级桨叶转动，每一级桨叶有四片单叶，每个单叶之间相隔90°，呈十字形，相邻两级桨叶之间相互交错，呈45°上下错开；所述曝气管均匀设置；
所述灭活造粒模块中：
所述造粒机为转鼓造粒，所述抛圆装置为圆盘抛圆；
还设置有和烘干装置、冷却装置连接的尾气处理装置；
所述烘干装置包括一级烘干机、二级烘干机，所述冷却装置包括一级冷却机、二级冷却机，所述筛分装置包括一级筛分机、二级筛分机、三级筛分机；
所述烘干装置、冷却装置、筛分装置的连接关系依次为一级烘干机、一级冷却机、一级筛分机、二级烘干机、二级冷却机、二级筛分机、三级筛分机；
所述灭活造粒模块中还设置有粉碎机。
抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒的处理过程:
1.加料混料过程
菌渣由加渣口进入混合加料装置，同时加入碳源如秸秆木屑等，并通过螺旋桨叶在输送区域简单混合，再输送到搅拌区域进行搅拌，将碳源与菌渣充分混合后再通过螺旋桨叶输送至出渣口。菌渣本身具有较高的氮含量以及含水率，外加碳源的目的是降低菌渣含水率，并满足生物降解所需的碳氮比。
上述加料机采用单电机带动双搅拌轴做反向转动，转轴带动螺旋桨叶与搅拌桨叶做相对方向的运动，起到更好的搅拌效果。
上述加料机内壳呈W结构，使得搅拌轴与内壳距离控制在1-3cm，既保证设备运转的安全性，又可以保证具有较好的搅拌效果。
上述加料机螺旋桨螺距为5-20cm，根据进渣及加料进行选择。搅拌桨角度可调，双轴相邻部分相互交叉，交叉距离根据使用的方式确定。
上述加料机的进渣含水率一般为80％左右，碳氮比小于10。在加料并搅拌均匀后，出渣含水率大约50％，且碳氮比约为30，不需要外加热源降低含水率，且满足好氧生物降解要求。
2.好氧发酵的过程
菌渣在加料混合后满足好氧生物处理要求，进入到好氧发酵阶段。菌渣进入好氧发酵罐罐体后入口密封，转动搅拌轴，带动搅拌桨将罐体内的菌渣翻搅，使其内外均处于好氧环境。并对罐体内的氧气浓度和温度进行测量，保证发酵罐内温度适宜，并在氧含量较低时进行鼓风吹气，保证罐体内的氧气含量不低于限制，并对菌渣适当搅拌。发酵结束后将菌渣运往下一单元进行灭活造粒。
上述好氧发酵罐采用圆柱式罐体，材料为耐腐蚀不锈钢结构，罐体周围设置扶梯，控制柜，鼓风设备和排气设备。
上述好氧发酵采用电机带动电轴，电轴带动多级桨叶转动，每一级桨叶有四片单叶，每个单叶之间相隔90°，呈十字形。相邻两级桨叶之间相互交错，呈45°上下错开，定时对罐内进行搅拌，保证菌渣内外处于好氧环境，在出渣时同时转动桨叶，可以将残留菌渣从桶中刮出，防止板结。
上述好氧发酵罐使用风机将气体充入罐中，通过曝气管均匀布置，使得发酵罐保持好氧环境，保持内部氧含量充足使微生物生存，避免因为缺氧产生厌氧菌厌氧消化产生臭气。好氧发酵过程中产生的气体通过上方排气管排出，排出气体进入气体处理系统，因为发酵气体带有异味，需要处理完毕后排入大气，根据不同设施条件可以更改处理箱处理臭气后排出管的位置，避免恶化工作环境。
上述好氧发酵罐的自动控制柜主要用来智能化控制罐体内温度、湿度、氧含量以及抗生素残留量，温度湿度与含氧量采用常规工艺方法，当罐内氧气含量低于设定值时，开启鼓风机对罐内气体进行更换，当温度低于设定值时，开始对罐体进行加热。针对抗生素残留量，拟采用毛细管电泳法，测定发酵过后菌渣中的抗生素残留量，符合标准后才可进入后续处置。
上述发酵罐进料控制在含水率50％左右，碳氮比30。
3.灭活造粒的过程
经过发酵后的菌渣需要进行分拣包装，为保证抗生素菌渣的安全性，需要对菌渣进行高温灭活处理。菌渣进入设备中首先进行筛分，将大颗粒打碎成小颗粒，再加入无机原料混合抛圆。将造粒颗粒烘干冷却并筛分，降低菌渣含水率使其变成干燥颗粒，在经过二级烘干冷却及筛分，通过热风炉供热对菌渣进行高温灭活。过程中产生的废气经过尾气处理装置中的除尘设备与风机进入喷淋塔，最后由烟囱排出。最后经过筛分包膜，将颗粒包装并入库。
上述灭活造粒机在初筛时会筛选出细粉，粒径较大物料将其粉碎成细粉再混合，在用于制肥时应按照需求加入N、P、K等无机原料，根据出料要求进行混合。
上述灭活造粒机采用转鼓造粒，并通过圆盘抛圆通过热风炉对颗粒进行烘干去除水分，然后将颗粒冷却后再筛分，细粉状物料重新造粒，颗粒状物料进行二次烘干、冷却、筛分。
上述灭活造粒机将造粒成果通过包膜机包装入库。
上述灭活造粒机在烘干、冷却、筛分过程中会产生尾气，收集后进入尾气处理装置除尘区域，通过喷淋塔将气体进行处理，达到排放标准后通过烟囱排出。
实施例1
利用图1系统对青霉素菌渣中抗生素的一体化处理，菌渣中含有较高的残留抗生素，整体碳氮比较低，含水率较高，具有一定的危害性。
步骤1：原菌渣的含水率为80％，碳氮比4.7，抗生素残留量2000mg/kg(干重)。为满足后续工艺，需要将含水率降低到65％以下，且碳氮比提升到25/1～35/1之间。外加碳源采用秸秆，碳氮比约为70/1，经过计算，每千克菌渣应混入0.6千克的秸秆，才能满足碳氮比及含水率要求。将青霉素菌渣加入到混合加料装置中，在输送区Ⅰ中在电机带动下与秸秆混合后进入搅拌区进行混合搅拌，菌渣在此阶段与秸秆完全混合并且菌渣之间相互碰撞，将菌体搅拌，释放出抗生素中难处理的有机物，为后续生物处理做准备，通过输送区Ⅱ送至出料口将混合后的菌渣收集，运往生物发酵模块。混合菌渣经检测碳氮比约为30/1，含水率约为50％，满足好氧堆肥要求，不需要对菌渣再进行机械脱水。
步骤2：将步骤1预处理后的菌渣加入到好氧发酵罐中，并通过鼓风机对罐体鼓入空气，使氧浓度维持在5％～15％，加热装置辅助物料升温，保证罐体下部温度上升趋势，，并通过排气口将菌渣发酵过程中产生的臭气进行收集，收集后进行吸收经气体处理系统无害后排入大气中；通过电机带动搅拌装置，保证菌渣各部分处于好氧环境，并随时对罐内情况进行监控数据外显。7天后，每天对发酵后的菌渣中残留的抗生素进行检测，待达标后(抗生素残留量＜5mg/kg)可将发酵罐中所有菌渣排出。菌渣经过发酵处理后抗生素含量已达到标准以下，但对于性质稳定的其他抗生素菌渣脱毒效果不明显,同时堆肥过程必然会引发耐药菌大量繁殖,因此腐熟后的肥料存在较高的环境风险,无法直接应用，故进入灭活造粒模块进行灭活处理。
步骤3：将发酵完成后的菌渣经初次筛分装置筛分得到大颗粒和细粉，将大颗粒破碎成细粉，细粉和无机物料(氮肥、磷肥、钾肥)按照N：P2O5：K2O＝1:0.8:0.5的比例混合后通过造粒机转鼓造粒机造粒，通过圆盘抛圆，再经过一次烘干机一次烘干(温度120-150℃，通过高温对菌渣进行脱水以及微生物灭活)、一次冷却机一次冷却至室温、一次筛分机一次筛分得到细粉a和颗粒物a，颗粒物a经二次烘干机二次烘干(温度120-150℃，通过高温对菌渣进行脱水以及微生物灭活)、二次冷却机二次冷却至室温、二次筛分机二次筛分得到细粉b和颗粒物b，颗粒物b进入三次筛分机三次筛分得到颗粒物c和大颗粒，大颗粒经粉碎后和细粉a、细粉b混合重新转入造粒机造粒；颗粒物c用颗粒包装装置将成品包膜入库；烘干、冷却、筛分过程中产生的尾气进入尾气处理装置无害化处理后排放。
对实施例1中步骤1和步骤2产品中的抗生素残留和种子发芽指数(发芽指数检测依据GB/T 23486-2009中附录A执行)指标进行检测，结果如下：菌渣堆肥后的抗生素残留未检出(最低检出限为0.5mg/kg)；种子发芽指数＞70％，满足园林绿化、林地、农用要求。最后进行有机肥种植安全性评估，将青霉素菌渣发酵后作为原料制成有机肥，作为作物种植的肥料，通过科学规划与设计、合理施肥，定期进行土壤样品和作物采集，完成有机肥大田或大棚作物种植试验，完成青霉素菌渣有机肥对土壤肥力、作物生长、土壤安全性等方面的影响研究，最终实现青霉素菌渣的资源化利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统，其特征在于，包括依次连接的混合加料装置、生物发酵模块和灭活造粒模块；
所述混合加料装置包括依次设置的加渣口、破碎区、搅拌区、输送区、出渣口；
所述生物发酵模块包括好氧发酵罐、控制柜、加热装置、鼓风机；好氧发酵罐上方设置有排气口，排气口连接有气体处理系统；好氧发酵罐中设置有曝气管；控制柜用于监控好氧发酵罐内部环境温湿度并控制加热装置、鼓风机处理系统的开闭合状态；
所述灭活造粒模块包括依次设置的初次筛分装置、混合装置、造粒机、抛圆装置、烘干装置、冷却装置、筛分装置、颗粒包装装置，所述烘干装置还连接有热风炉。
2.根据权利要求1所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统，其特征在于，
所述混合加料装置中：
所述破碎区和输送区设置有螺旋桨叶，所述搅拌区设置有搅拌桨叶，采用单电机带动双搅拌轴做反向转动，转轴带动破碎区和输送区的螺旋桨叶与搅拌桨叶做相对方向的运动；混合加料装置内壳呈W结构，双搅拌轴与混合加料装置壳内壁距离1-3cm；
所述生物发酵模块中：
所述好氧发酵罐为圆柱式罐体，材料为耐腐蚀不锈钢，好氧发酵罐内部设置有搅拌装置，采用电机带动转轴，转轴带动多级桨叶转动，每一级桨叶有四片单叶，每个单叶之间相隔90°，呈十字形，相邻两级桨叶之间相互交错，呈45°上下错开；所述曝气管均匀设置；
所述灭活造粒模块中：
所述造粒机为转鼓造粒，所述抛圆装置为圆盘抛圆；
还设置有和烘干装置、冷却装置连接的尾气处理装置；
所述烘干装置包括一级烘干机、二级烘干机，所述冷却装置包括一级冷却机、二级冷却机，所述筛分装置包括一级筛分机、二级筛分机、三级筛分机；
所述烘干装置、冷却装置、筛分装置的连接关系依次为一级烘干机、一级冷却机、一级筛分机、二级烘干机、二级冷却机、二级筛分机、三级筛分机；
所述灭活造粒模块中还设置有粉碎机。
3.一种抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法，其特征在于，使用权利要求1-2任一项所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统进行好氧生物处理及灭活造粒。
4.根据权利要求3所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法，其特征在于，使用权利要求1所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统进行好氧生物处理及灭活造粒时，包括以下步骤：
(1)将菌渣和碳源通过加渣口投入混合加料装置，在破碎区混合后转入搅拌区进行搅拌至充分混合后通过输送区送至出渣口得出渣物料，出渣物料转入生物发酵模块；
(2)出渣物料含水率控制在50％～60％后作为发酵物料投入好氧发酵罐中，进行堆肥好氧发酵；，堆肥好氧发酵过程中通过控制柜控制搅拌桨转速和风机频率，保证好氧发酵过程中氧浓度维持在5％～15％当罐内氧气含量低于设定值时，开启鼓风机和排气口对罐内气体进行更换，当温度低于设定值时，开启加热装置对罐体进行加热，过程中测定发酵物料中的抗生素残留量，当氧气消耗量≤0.1O2％/min，种子发芽率不小于60％后，发酵结束得发酵后原料，转入灭活造粒模块；
(3)发酵后原料经初次筛分装置筛分为大颗粒和细粉，细粉转入混合装置和无机物料混合后转入造粒机造粒再进入抛圆装置抛圆得球形颗粒，球形颗粒进入烘干装置，通过热风炉进行烘干处理，转入冷却装置冷却至室温后转入筛分装置筛分得球形颗粒，球形颗粒转入颗粒包装装置进行包装得产品。
5.根据权利要求3所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法，其特征在于，使用权利要求2所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒协同系统进行好氧生物处理及灭活造粒时，包括以下步骤：
(1)将菌渣和碳源通过加渣口投入混合加料装置，在破碎区通过螺旋桨叶混合后转入搅拌区进行搅拌至充分混合后转入输送区通过螺旋桨叶送至出渣口得出渣物料，出渣物料转入生物发酵模块；
(2)出渣物料含水率控制在50％～60％后作为发酵物料投入好氧发酵罐中进行堆肥好氧发酵，启动电机带动转轴，转轴带动多级桨叶转动将好氧发酵罐中的发酵物料翻搅，堆肥好氧发酵过程中通过控制柜控制搅拌桨转速和风机频率，保证好氧发酵过程中氧浓度维持在5％～15％，当罐内氧气含量低于设定值时，开启鼓风机和排气口对罐内气体进行更换，当温度低于设定值时，开启加热装置对罐体进行加热，过程中测定发酵物料中的抗生素残留量，当氧气消耗量≤0.1O2％/min，种子发芽率不小于60％后，发酵结束得发酵后原料，转入灭活造粒模块；
(3)发酵后原料经初次筛分装置筛分为大颗粒和细粉，大颗粒经粉碎机粉碎后和发酵后原料混合再次进入初次筛分装置，细粉转入混合装置和无机物料混合后转入造粒机造粒再进入抛圆装置抛圆得球形颗粒，球形颗粒进入一级烘干机，通过热风炉进行一次烘干处理，转入一级冷却机一次冷却至室温后转入一级筛分机一次筛分得球形颗粒a和细粉a，球形颗粒a转入二级烘干机，通过热风炉二次烘干处理，转入二级冷却机二次冷却至室温后转入二级筛分机二次筛分得球形颗粒b和细粉b，球形颗粒b进入三级筛分机三次筛分为球形颗粒c和大颗粒m，大颗粒m经粉碎机粉碎后和细粉a、细粉b混合转鼓造粒得球形颗粒d，球形颗粒c和球形颗粒d转入颗粒包装装置进行包装得产品。
6.根据权利要求4-5任一项所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述碳源为秸秆和/或木屑，菌渣和碳源混合后含水率降低到65％以下，且碳氮比25-35；
所述步骤(2)中，好氧发酵过程中产生的气体通过排气口排出进入气体处理系统无害化处理后排放。
7.根据权利要求4所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述无机物料为无机肥，无机物料和细粉按照肥料要求碳、氮、磷比例进行混合；所述造粒机造粒粒径、抛圆装置参数、筛分装置参数根据标准《GB15063-2009复合肥料》中要求设置；
所述步骤(3)还包括收集烘干处理、冷却、筛分装置筛分过程中的尾气进行无害化处理后排放。
8.根据权利要求5所述的抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述无机物料为无机肥，无机物料和细粉按照肥料要求碳、氮、磷比例进行混合；所述造粒机造粒粒径、抛圆装置参数、筛分装置参数根据标准《GB15063-2009复合肥料》中要求设置；
所述步骤(3)还包括收集烘干和冷却过程中的尾气进入尾气处理装置无害化处理后排放。
9.一种根据权利要求3-8任一项抗生素菌渣的好氧生物处理及灭活造粒方法所得到的产品。
10.一种根据权利要求9所述产品在肥料中的应用。
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