[发明专利]一种高效降低畜禽粪污中抗生素含量的方法

说明书

本发明公开了一种高效降低畜禽粪污中抗生素含量的方法。具体为将畜禽粪污投到近临界水解反应釜，温度≥200℃，压力≥1.8Mpa，并保持压力20min以上卸压出料即可。本发明的方法能安全，可靠，去除率高地降低畜禽粪污中的抗生素含量。

技术领域

本发明涉及降低抗生素领域，尤其涉及一种降低畜禽粪污中抗生素含量的方法。

背景技术

目前抗生素的种类己达几千种，主要分人用和农业用两种。在农业上，抗生素可添加在饲料中使用，经常被应用于畜禽的疾病治疗、鱼类的食品添加剂、畜禽生长促进剂等。2013年中国共使用抗生素16.2万吨，其中50％以上抗生素用于畜禽养殖。然而抗生素大多不能被畜禽完全吸收，大约有45％～95％随畜禽粪便和尿液排出体外，进入土壤、水体等环境中，对环境生态和人类健康造成巨大的威胁。因此畜禽养殖中，抗生素的残留主要集中在畜禽粪便中。一方面大多抗生素都有很广的抗菌谱，会杀死微生物或抑制其生长、繁衍，同时抗生素会沿着食物链进入到高级生物发生作用，从而破坏了生态系统的平衡；另外一方面抗生素在环境中诱发大量耐药菌的产生，这些菌株有的具有致病性，有的虽然不具致病性，但能够将耐药基因转移给致病菌，对人和动物的健康都极具威胁。近日，国家标准化管理委员会批准发布了《有机肥料中土霉素、四环素、金霉素与强力霉素的含量测定高效液相色谱法》(GB/T32951-2016)，(2017年3月1日起实施)，为将来监控有机肥抗生素含量提供了标准依据，可见控制以及减少环境中抗生素的含量刻不容缓，已引起国内外环境科学界乃至公众的广泛关注。

长久以来，堆肥法作为人们处理有机废弃物特别是畜禽粪便，使之资源化、无害化的一种有效手段，在国内外广泛实践着。抗生素的污染处理技术难度相当大，采用堆肥技术生产有机肥，虽然可以降解抗生素，但抗生素种类多，降解所需要的条件不同，难以做到有效去除。仅通过一般的腐熟处理很难降解，若堆肥工艺如果控制得好，经过猪粪+麦秸、鸡粪+麦秸等方式分别高温堆肥后，一般可以降解畜禽粪便残留70％～80％抗生素。专利文献CN103739328 A、中采用的处理畜禽粪便中的抗生素的方法是添加秸秆、锯末等辅料进行堆肥法，28d磺胺类抗生素基本完全降解。CN 105170605 A利用一种微生物发酵降解与化学处理相配合的方法，快速降解畜禽粪便中四环素类抗生素，使得畜禽粪便中四环素类抗生素去除率高(达到95％以上)，处理时间缩短45％～50％。但堆肥处理过程中影响因素比较多，不易控制，且降解的时间至少需要10d，目前尚未有高效降解不同种类抗生素的报道。

近临界水技术是近年来发展起来的一种高新技术，将难降解的有机物分解为小分子物质，在环境保护领域具有广阔的应用前景。同时以廉价易得的水为反应介质，适用于绿色化学发展的方向。由于近临界水低粘度高扩散性等性质使有机污染物、氧气在水中能以任意比例互溶，消除了相互传质阻力，从而大大提高了氧化反应的速率和有机污染物的降解率。所使用的反应器结构简洁，体积小，占地面积小。适用范围广，可以适用于各种有毒物质、废水和固体废弃物的处理。相比类似的焚烧法，不会产生二次污染，能够实现污染零排放，且能量利用率高、操作运行方便、易扩大生产规模。

抗生素按照化学结构主要可分为六类，即四环素类、大环内酯类、磺胺类、氟喹诺酮类、氨基葡糖苷类、β-内酰胺类，其中β-内酰胺类(大部分青霉素类衍生物抗生素)以及大环内酯类抗生素(红霉素等)在高温下较易开环，而氨基糖苷类等抗生素热稳定性就好一些。如氯霉素，热稳定性很好，即使煮沸5小时都对抗菌效果无影响。目前被用于畜禽养殖中的抗生素主要有四环素类、β-内酰胺类、大环内酯类等。不同种类的抗生素的结构差异性大，降解机理和路径各不一样，且近临界水氧化过程虽然看似简单，但微观反应过程极其复杂。即使单一的有机物在近临界水氧化过程中也会形成多种中间产物，这些中间产物的反应机理也相当复杂。从反应类型看，氧化反应是主要的，同时伴随水解、热解、脱水、聚合、异构化等反应。而且在不同的温度压力等条件下，这些反应在不同时段下发生，所占的比重也不同。

因此需要寻找合适的降解畜禽粪便中的抗生素的方法。

发明内容