[发明专利]一种提高含孢子体抗生素药渣厌氧发酵效率的方法

说明书

本发明公开了一种提高含孢子体抗生素药渣厌氧发酵效率的方法，其包括厌氧发酵步骤，在所述厌氧发酵步骤之前还包括对所述含孢子体抗生素药渣进行培养的步骤。以头孢菌素C药渣为例，增加培养步骤后，沼气产率提高50%以上，该方法还可以结合超声、微波、热碱等进行预处理，沼气产率也提高50%以上。本发明的实现，不仅可以解决大量抗生素药渣再利用和环境污染问题，而且对促进抗生素制药业可持续发展、保护生态环境具有重要意义，有着切实的经济、社会效益和广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及抗生素药渣沼气资源化处理技术领域，具体涉及一种提高含孢子体抗生素药渣特别是头孢菌素C药渣厌氧发酵效率的方法。

背景技术

我国是世界上最大的抗生素原料药生产与出口国，生产1吨抗生素约产生8~10吨湿菌渣，因此抗生素药渣年排放达上百万吨，抗生素药渣中残留的培养基、抗生素母体及其降解物对生态环境和人类健康存在着潜在危害性，国家已经将抗生素药渣明确列为危险废物，禁止用于饲料和肥料。在目前政策认可的处置方式主要是焚烧，1吨药渣焚烧约需2 000多元。受处置成本和焚烧设施能力等因素制约，此方式难以实施。

头孢菌素类抗生素是目前广泛应用于临床的一类高效、低毒的重要抗生素之一，在我国其产量占世界的80%以上，大量药渣的产生及后处理问题已经成为环保和制药企业亟待解决的难题。厌氧发酵技术是当前有机废弃物无害化、资源化、能源化处理的一种有效途径。虽然部分制药企业率先开展对药渣的厌氧发酵处理，并取得了阶段性成果，但存在很多问题，其中关键问题之一就是头孢菌素药渣主要成分不是菌丝体，而是真菌分化的孢子体，极难破壁处理，导致头孢菌素药渣厌氧发酵有机负荷低，系统运行不稳定，处理能力与产生量严重不匹配，远不能满足处理需求。

发明内容

针对以上技术现状，本发明所要解决的技术问题是提供一种可有效提高含孢子体抗生素药渣特别是头孢菌素C药渣水解效率和厌氧发酵水平的方法。

本发明采用的技术方案：

一种提高含孢子体抗生素药渣产沼气率的方法，包括厌氧发酵步骤，在所述厌氧发酵步骤之前还包括对所述含孢子体抗生素药渣进行培养的步骤。

优选地，所述含孢子体抗生素药渣为头孢菌素C药渣。

优选地，对所述含孢子体抗生素药渣进行培养所使用的培养基为质量浓度0.1-1.0%的葡萄糖水溶液，pH值为7.0-7.5。

优选地，所述含孢子体抗生素药渣以10-80%（v/v，药渣体积/接种后料液总体积）的接种量接入所述培养基中，摇床震荡（摇床转速可根据实际情况进行选择，对本发明的技术效果不产生实质性影响）培养6-24 h。

优选地，所述培养的温度为25-35 ℃。

具体地，所述厌氧发酵的条件为：以正常发酵沼气池中的沼液为接种物，有机负荷TS为1.5%-4.0%，接种量20-30%（v/v，沼液体积/接种后料液总体积），发酵温度25-35 ℃，发酵时间50 d。

作为本发明进一步的改进方案，在所述培养步骤之后还可以与超声处理、微波处理或热碱处理步骤相结合，超声处理、微波处理和热碱处理的具体条件是本领域技术人员根据具体情况可以自行选择或调整的，在此不做进一步限定。

本发明的积极效果是：在以含孢子体抗生素药渣（以头孢菌素C药渣为例）为原料的厌氧发酵前，采用0.1-1.0%的葡萄糖溶液为培养基，将头孢菌素C药渣按一定比例接入，25-35 ℃震荡培养6-24 h，然后按一定比例加入发酵罐进行厌氧发酵，沼气产率比对照提高50%以上。培养后的头孢菌素C药渣可以结合超声、微波、热碱等进行预处理，培养后的药渣可以减少超声、微波等预处理时间，并且同样情况下比未培养直接进行超声、微波等处理，沼气产率也提高50%以上。