[发明专利]发酵类抗生素药渣无害化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物处理技术领域，特别是涉及一种发酵类抗生素药渣的处理方法。

背景技术

我国抗生素生产行业现已跃居全球第一，随着经济、科技水平的发展，GDP已不足以成为衡量一个国家或地区强大程度的指标，人们对环境保护的关注度与要求越来越高。伴随行业发展产生的污染日益严重，绝大数抗生素生产企业采用传统的焚烧和填埋方法，造成土地、大气、河流的严重污染。针对现有技术的不足，如采用多级逆流机械并添加酸碱溶液使抗生素降低至检出限以下的方法，虽然可以解决其有害物质残留的问题，但存在机械设备造价较高、酸碱溶液添加导致有新污染物产生、多级操作步骤复杂、工艺要求较高等缺陷，无法达到我国环保、科技的发展要求，如何对药渣加以有效的处理和企业普及，仍是一个需要迫切解决的问题。

发酵类抗生素药渣，是由微生物发酵工艺生产抗生素结束后得到的固体废弃物，除少量抗生素残留及重金属等有害物质外，在药渣中粗蛋白含量为40%左右、粗脂肪、粗纤维、钙等微量元素均可体现出抗生素药渣的营养价值丰富。因此，在解决抗生素药渣无害化问题同时，使其能够被企业充分普及利用具有重要意义。

针对现有技术的不足，本发明提供了一种将发酵类抗生素药渣无害化处理并可做为原料进行后续加工的方法，其中所谓“无害化”处理，是指将抗生素残留以及有害有毒的污染微生物、无机盐等物质，均降至国家安全指标以下或完全被消除，使抗生素药渣成为对人体及生态环境无毒无害的物质；所谓“原料化”处理，是指将无害化处理后混合物，进一步分解出和/或产生出了能够满足益生菌、酶制剂和其它多种生物技术产品以及生化工程产品生产的基础材料和中间体，能够为后续生物质产品的大规模生产提供核心原料物质。为实现上述目的，并充分满足不会产生“二次污染”的前提条件，本方案完全使用物理方法进行抗生素药渣无害化的技术处理路线，具体包括搅拌处理、汽爆处理、干燥处理三大步骤，并将其链接成为紧密连续的工艺流程。

发明内容

发明目的：

1、提供一种发酵类抗生素药渣无害化处理方法，解决发酵类抗生素生产带来的环境污染问题，保护生态环境。

2、处理中无新污染物添加和产生，无需再次处理。

3、工艺步骤简单易操作、设备成本较低，且可对处理后物料进行原料性回收，降低了企业的生产成本和能耗，利于普及应用。

技术方案：发酵类抗生素药渣无害化处理方法，包括搅拌处理、汽爆处理、干燥处理三大步骤，

所述搅拌处理步骤为：将抗生素工程所产出的有机/无机药渣和植物纤维渣按照1:1的重量比例混合得到初级混合物料；在混合机内搅拌混匀达到充分均质化，直至湿度达到初级混合物料的50%以下，得到混合搅拌预处理料；

其中，所述植物纤维渣可选用碳源和氮源较丰富的工农业副产品，例如各类酒渣、果蔬渣、中药渣、各类秸秆粉、草粉、木末等任意一种或几种，且所述植物纤维渣要破碎达到20～80目，相对湿度要达到10%以下；所述混合物料利用粒度和疏松度适宜的植物纤维渣，吸附和均化抗生素药渣中的水分，使物料达到后续汽爆所需的相对湿度设定值，一般为30%～50%；

所述搅拌处理步骤的总能耗将不超过250kW：按目前上市的最大混合机能耗计算，其驱动电机的最大装机功率为200kW；其它能耗包括植物纤维物料粉碎机械的能耗，约需20kW；螺旋输送机或皮带输送机所需能耗，约需20kW；本处理步骤总能耗不超过250kW；

所述汽爆处理步骤为：将混合搅拌预处理料送入预热到150℃以上的汽爆器中，在密闭容器中，通入高压蒸汽，并维压一定时间后，突然打开放气阀进行卸压爆碎（蒸汽闪爆），借由压力进入收集器，得到汽爆后混合物料；

所述工艺的设定：高压蒸汽的压力0.8～3.4Mpa，温度180℃～240℃，维压时间为5～8分钟；

所述汽爆后混合物料中有用成分得到高效分离：蛋白质、纤维素、半纤维素、果胶、木质素，其中蛋白质为小分子形式，如眎、胨、寡肽和游离氨基酸等高级营养成分；纤维素分解率达到80%以上，大规模结构重排，形成更加坚固有序的结构，成为新型可塑材料的基质；半纤维素和果胶几乎全部分解为可溶性糖，能够被微生物全利用；木质素出现多酚特性，可成为天然粘合剂加以应用；甲壳质及腐植酸转变成更为有用的壳聚糖和黄腐酸。所述混合物料中的抗生素及微生物在极端条件下将无法继续存活，例如60℃高温即可使药渣中残留的青霉素失去活性；

当所述汽爆后混合物料的相对湿度大于75%时，可考虑增加脱水工艺；脱水产生的废液与其它废物混合可用于沼气制备，可为无害化工艺提供部份能源；