一种抗生素发酵菌渣的处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗生素发酵菌渣的处理方法，包括将盐酸林可霉素和庆大霉素的发酵菌渣与水混合均匀，配制成悬浮液；然后对悬浮液进行厌氧发酵处理，是一种对盐酸林可霉素和庆大霉素发酵菌渣的高效发酵处理工艺，属于菌渣资源化利用【技术领域】。本发明方法克服了传统抗生素菌渣进行厌氧发酵过程中残留的抗生素对发酵菌的毒害和抑制作用，同时避免了传统填料投加时产生的堵塞、短流等问题，保证了水解酸化池及L-发酵罐的生物量，提高了产气量，还具有处理成本低、运行过程易于控制、配套反应器负荷高和占地面积小等优点。
【专利说明】一种抗生素发酵菌渣的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于菌渣资源化利用【技术领域】，具体涉及一种盐酸林可霉素和庆大霉素菌 渣的高效发酵处理工艺。
【背景技术】
[0002] 抗生素发酵菌渣是发酵生产抗生素的过程中产生的固体发酵废弃物，其主要成分 是抗生素产生菌的菌丝体、未利用完的培养基、发酵过程中产生的代谢产物、培养基的降解 物以及少量的抗生素等，是一种特殊的危险废物，如处置不当，会对生态环境以及人体健康 产生潜在的危害，其危害具有隐蔽性、滞后性、累计性、协同性和连带性等特点。
[0003] 抗生素发酵废菌渣中，由于有残留的培养基和少量的抗生素及其降解物，对生态 环境存在着潜在的危害性。环境生态系统是由不同种属的生物群类以食物链的形式组成的 生物系统。大多抗生素都有很广的抗菌谱，会杀死环境中的某些种属和群类的微生物或抑 制某些微生物的生长、繁衍，破坏环境中固有的生态平衡，进而影响整个食物链和人类。
[0004] 畜禽等食品动物长期低剂量摄入抗生素，会导致畜禽对抗生素产生耐药性，同时， 抗生素在动物体内蓄积，导致动物食品肉、蛋、奶及内脏中产生抗生素残留。动物食品中的 抗生素沿食物链传递到人，一方面会引起人群过敏反应，严重时引起人群食物中毒；部分药 物还有致癌、致畸、致突变等作用，严重干扰人类各项生理功能。另一方面，含有抗生素的动 物食品会对人体肠道内正常菌群产生不良影响，破坏肠道内生态区系平衡，使致病菌大量 繁殖，危害人类健康。同时，还会将动物中耐药菌传递给人类，威胁人类健康。
[0005] 抗生素发酵菌渣中，由于有残留的培养基和少量的抗生素及其降解物，对生态环 境存在着潜在的危害性，已被国际社会视为抗生素生产的主要公害之一，这也是世界上一 些发达国家抗生素原料药生产纷纷下马，而将其转入第三世界国家生产的主要原因。同时 由于菌渣有机质含量较高，可引起二次发酵，颜色变黑，产生恶臭味，严重影响环境，因而长 期以来，人们一直在积极寻求一种经济、高效且处理量大的治污方法。
[0006] 目前我国已成为世界最大的抗生素原料药生产与出口大国。据统计，2009年我国 抗生素产量达到14. 7万吨，占全球市场总量的70%以上，按照生产It抗生素产生8?10 吨湿菌渣估算，2009年我国抗生素菌渣的产生量为130万吨。
[0007] 《制药工业污染防治技术政策》（公告2012年第18号2012-03-07实施）规定抗 生素菌渣按危险废物处理，并且禁止用于生产饲料。针对抗生素菌渣产生量大、处理难度大 等现实问题，以及《制药工业污染防治技术政策》（征求意见稿）中提出的"鼓励开发发酵 菌渣在生产工艺中的再利用技术、无害化处理技术、综合利用技术"政策建议，如何实现抗 生素菌渣合理有效利用与安全处置成为了制药企业亟待解决的难题。
[0008] 目前对抗生素菌渣的处理处置技术包括焚烧、肥料化、饲料化、填埋、能源化及其 他处理处置技术。国内有数家单位开展了抗生素菌渣用作高蛋白饲料及有机肥料的研究， 均获得了较为满意的效果。但是，菌渣中残留的少量抗生素及其降解产物会在动物体内富 集，进而可影响到人类本身产生耐药性，因而使菌渣用作动物饲料的可能性遭到质疑。
[0009] 抗生素菌渣的常用处理方法中：采用危险废物焚烧炉焚烧处置抗生素菌渣运行成 本太高；抗生素菌渣生产饲料目前已被国家禁止，但如果抗生素菌渣经过处理能通过生物 安全性评价，则可彻底解决抗生素菌渣处理处置的难题；危险废物填埋技术不适于处置产 生量大、含水率和有机质含量高的抗生素菌渣；利用抗生素菌渣制备培养基、吸附剂以及提 取有用成分等综合利用技术，由于有用成分的回收利用率低，大量剩余菌渣仍需要进一步 处置。相对而言，抗生素菌渣的肥料化技术和能源化技术（厌氧消化和热解气化技术）是 解决大宗抗生素菌渣处置问题的最有效途径。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是针对现有抗生素发酵菌渣的处理技术中存在的技术问题提供一 种抗生素发酵菌渣的处理方法，本发明方法解决了目前抗生素菌渣厌氧产气资源再利用中 的抗生素残留对微生物的抑制、菌渣残留沉淀、及泥渣分离难等技术问题，充分利用了抗生 素发酵菌渣的有机资源，提供了抗生素菌渣厌氧发酵的效率，增加了厌氧发酵罐的负荷，增 加产气量，是一种能经济、高效的处理抗生素发酵菌渣尤其是处理庆大霉素和盐酸林可霉 素菌渣的发酵处理方法。
[0011] 为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种抗生素发酵菌渣的处理方法，包括 首先将抗生素发酵菌渣与水混合后配制成菌渣悬浮液；然后对菌渣悬浮液进行厌氧发酵处 理。
[0012] 其中，所述抗生素菌渣选择庆大霉素发酵菌渣和盐酸林可霉素发酵菌渣。
[0013] 特别是，所述庆大霉素发酵菌渣、盐酸林可霉素发酵菌渣的重量份配比为1 :1-3， 优选为1-1. 5-2. 5,进一步优选为1 :2。
[0014] 尤其是，所述庆大霉素发酵菌渣、盐酸林可霉素发酵菌渣的粘度为 0· 15-0. 35mPa · s，优选为 0· 2-0. 3mPa · s ;含水率为 80-85%，优选为 80-82%。
[0015] 其中，所述的水选择自来水、回用水、污水处理厂处理后达到排放标准的水或抗生 素生产单位污水处理的二沉池出水。
[0016] 特别是，所述水的色度彡 30 ;pH :6. 5-7. 5 ;C0D 彡 100mg/L ;SS 彡 30mg/L ; NH3-N 彡 20mg/L ;TP 彡 lmg/L。
[0017] 其中，所述菌渣悬浮液的固含量为5-8%，优选为6-7%;所述菌渣悬浮液的化学需 氧量 COD 为 25000-40000mg/L，优选为 30000-35000mg/L。
[0018] 特别是，还包括将菌渣悬浮液通入水解酸化池中，对悬浮液进行水解酸化处理，然 后在进行所述的厌氧发酵处理。
[0019] 其中，向水解酸化池内添加木质素降解菌，进行所述的水解酸化处理。
[0020] 特别是，水解酸化池内所述木质素降解菌的含量为300_800mg/L，即水解酸化池内 每IL菌渣悬浮液中加入的木质素降解菌的含量为300-800mg，也就是向IL菌渣悬浮液中加 入300-800mg的木质素降解菌，优选为500-600mg/L。
[0021] 特别是，所述的水解酸化处理是将所述的菌渣悬浮液通入水解酸化池中在搅拌状 态下进行水解反应，降解菌渣悬浮液中的抗生素和木质素，将不溶性有机物水解为溶解性 有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废 水的可生化性，其中所述水解酸化池中投加了木质素降解菌。
[0022] 特别是，所述的木质素降解菌为地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis CH15)， 其微生物保藏号为CGMCC No. 4392。
[0023] 特别是，所述木质素降解菌为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所培育出 的菌株，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC)，保藏地址： 北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。
[0024] 其中，水解酸化池内所述木质素降解菌的含量为300_800mg/L，优选为 500-600mg/L〇
[0025] 特别是，水解酸化处理过程中水解酸化池内的污泥浓度为4000-6000mg/L，优选为 4500-5500mg/L〇
[0026] 其中，所述水解酸化处理过程中水力停留时间为16_24h，优选为18_20h，进一步 优选为18h。
[0027] 特别是，水解酸化处理过程中，水解酸化池内的容积交换率为60-80%，优选为 65-75,进一步优选为70%。
[0028] 特别是，水解酸化处理过程中，搅拌速率为20-250r/min，优选为200-250r/min。
[0029] 其中，所述水解酸化池内使用阿科曼生态基填料，可以增加微生物附着表面积，进 而增加反应器中的微生物浓度。
[0030] 特别是，所述填料在水解酸化池内的填充比为25-35%，优选为28-32%，进一步 优选为30%。
[0031] 尤其是，水解酸化池内接种的污泥选择消化池消化污泥或经放置的二沉池剩余污 泥。
[0032] 特别是，经过水解酸化处理后的菌渣悬浮液通入调节池内，进行对水解菌渣混合 物进行水质和水量的调节处理。
[0033] 其中，所述的水质和水量的调节处理是指调节所述水解菌渣混合物的温度为 35-38 °C，优选为 36-37 °C。
[0034] 特别是，调节所述水解菌渣混合物的pH为6. 5?7. 5,优选为7. 0?7. 5。
[0035] 特别是，在所述水质和水量的调节处理过程中水力停留时间为16_24h，优选为 18-22h。
[0036] 其中，所述的厌氧发酵处理是将经过水质、水量调节后的混合液通入厌氧发酵罐 内，进行厌氧发酵，菌渣在厌氧污泥的作用下，发酵生成沼气。
[0037] 特别是，所述的厌氧发酵处理是将经过水质、水量调节后的混合液通入厌氧发酵 罐内，向厌氧发酵罐内接种污泥，利用污泥的生物作用使菌渣发酵生成沼气，并释放出能 量。
[0038] 其中，所述厌氧发酵处理的污泥负荷为7. 1?7. 6kgAkg ·(!)，优选为7. 3-7. 5kg/ (kg · d)。
[0039] 特别是，所述厌氧发酵处理过程中反应器容积负荷< 3. 5kg CODAm3 · d)，优选为 2. 8-3. 5kg CODAm3 · d)，进一步优选为 2. 8-3. 2kg CODAm3 · d)。
[0040] 特别是，所述厌氧发酵处理过程中厌氧污泥的浓度为6. 9?7. 6kg VSS · πΓ3,优选 为 7. 0-7. 4kg VSS · πΓ3。
[0041] 其中，所述厌氧发酵处理的发酵温度为35?38°C，优选为36. 5-37. 5°C。
[0042] 特别是，所述厌氧发酵处理的发酵混合液的pH值为6. 5?7. 5,优选为6. 8-7. 2。
[0043] 尤其是，所述厌氧发酵处理的水力停留时间为19_24h，优选为20_22h。
[0044] 特别是，所述厌氧发酵处理反应器的容积交换率为20-30%，优选为23-27%，进 一步优选为25%。
[0045] 尤其是，所述厌氧污泥选择厌氧颗粒泥、厌氧消化污泥。
[0046] 本发明具有如下优点：
[0047] 1、本发明方法提供了一种抗生素发酵菌渣的新的利用方法，不仅充分利用了资 源，还减少了抗生素发酵菌渣对环境的污染；
[0048] 2、本发明方法对庆大霉素和盐酸克林霉素发酵菌渣首先在木质素降解菌地衣芽 胞杆菌（Bacillus licheniformis CH15)和水解酸化池污泥中的水解酸化菌作用下进行水 解酸化处理，降解菌渣悬浮液中的抗生素和木质素，木质素降解产物为葡萄糖和芳香族醇， 将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小 分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续厌氧发酵的微生物提供能源，利于后续 厌氧发酵处理，减少了抗生素残留对厌氧微生物的毒害，提高了后续发酵效率；
[0049] 3、本发明方法对庆大霉素和盐酸克林霉素发酵菌渣进行水解酸化处理的过程中 使用木质素降解菌地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis CH15)降解菌渔中的大量木 质素，生成小分子物质（例如葡萄糖），为水解酸化池内污泥中的大量水解酸化菌种提供能 源，有效的增加了水解酸化池的工作效率；
[0050] 4、本发明方法对庆大霉素和盐酸克林霉素发酵菌渣进行水解酸化处理增加后续 进行厌氧发酵处理的发酵混合液中挥发性脂肪酸（VFA)的含量，有利于厌氧发酵产沼气， 提了厌氧发酵的效率；
[0051] 5、本发明方法处理含有抗生素残留的发酵菌渣，残留的抗生素被分解转化为没有 效价的无毒副作用的物质，例如co 2、H2o等，处理后的剩余污泥中无抗生素残留，满足"制药 工业污染防治技术政策（2012年第18号2012-03-07实施）"，提出的"资源化、减量化、无 害化"要求；
[0052] 6、本发明方法克服了传统抗生素发酵菌渣中抗生素残留对厌氧发酵菌的毒害和 抑制作用，同时避免了传统填料投加时产生的堵塞、短流等问题，保证了水解酸化池及发酵 罐的生物量，提高了产气量，还具有处理成本低、运行过程易于控制、配套反应器负荷高和 占地面积小等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0053] 图1是本发明一种抗生素发酵菌渣的高效发酵处理工艺流程图；
[0054] 图2是本发明抗生素发酵菌种高效发酵处理的装置示意图。
[0055] 附图标记说明
[0056] 1、配料池；2、水解酸化池；3、调节池；4、厌氧发酵罐；5、沼气净化装置；6、沼气储 气装置。
【具体实施方式】
[0057] 下面结合具体实例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而 不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0058] 参照图1、2,首先将庆大霉素和盐酸林可霉素菌渣按I :1_3投放至配料池1中，混 合均匀作为发酵料，接着向发酵料中加入二沉池出水，搅拌混合均匀，配成含固率（TS)为 5-8 %的混和菌渣悬浮液，配成混合液的化学需氧量COD在20000ml/L左右，然后将混合液 经管道输送至水解酸化池2中，进行水解酸化处理，水解酸化池内水力停留时间为16-24h， 水解酸化池中挂有填料（阿科蔓生态基填料），并且投加由中国农业科学院农业资源与农 业区划研究所培育出的木质素降解菌（又称粗纤维降解菌，该菌种保藏于中国微生物菌种 保藏管理委员会普通微生物中心，其微生物保藏号为CGMCC No. 4392,购自广州市微元生物 科技有限公司），保证污泥浓度并且去除部分菌渣中的木质素及抗生素，抗生素的降解率为 60%左右，木质素降解率为75%左右，使反应池的污泥浓度（MLSS)保持在4000-6000mg/L ; 接着将经过水解酸化处理后的悬浮液即水解酸化池出水通入调节池3,对经过水解酸化处 理后的悬浮液的水质和水量进行调节；经过水质和水量调节后的废水进入厌氧发酵罐4， 进行厌氧发酵，抗生素菌渣在厌氧微生物的作用下发酵生产沼气，发酵罐上依次连接有沼 气净化装置5和沼气储气装置6,净化并收集发酵产生的沼气；厌氧发酵罐内还产生沼液、 沼渣和剩余污泥，可以用在肥料。
[0059] 本发明实施例中使用的庆大霉素菌渔和盐酸林可霉素菌渔购自河南南阳普康药 业有限公司，所述庆大霉素菌渣、盐酸林可霉素菌渣是经过多级发酵处理后，发酵罐里的母 液分离提纯抗生素后，废弃的发酵液经过滤（例如板框压滤机等压滤）所得固体部分，其粘 度为0.2-0. 3mPa*s、含水率为80-82%。由于菌渣中含有较多的营养物质如：蛋白质、脂肪、 粗纤维、淀粉等营养物质，其中含有6%?8%的粗蛋白、2%?4%的粗脂肪，这些物质在潮 湿的环境中特别容易变质、发臭以及液化的特点。除了河南南阳普康药业有限公司生产的 庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣之外，其他发酵菌渣的粘度为〇. 15-0. 35mPa · s，含水率 为80-85 %的抗生素发酵菌渣均适用于本发明。
[0060] 实施例1
[0061] 1、配制发酵悬浮液
[0062] 将庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣按照重量之比为1 :2的比例投放至配料池1 内，庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣的总重量为〇. 33kg，接着向配料池1内通入水，搅拌 混合均匀，配制成固含量为6. 6%的菌渣悬浮液，菌渣悬浮液的化学需氧量COD为33000mg/ L ；
[0063] 本发明中向配料池中通入的水可以选择自来水、回用水、相关抗生素生产单位 污水处理二沉池出水等，除了自来水之外，其他色度彡30 ;pH :6. 5-7. 5 ;C0D彡100mg/L ; SS彡30mg/L ;NH3-N彡20mg/L ;TP彡lmg/L的水均适用于本发明。
[0064] 2、水解酸化处理
[0065] 将菌渣悬浮液通入水解酸化池2内在搅拌状态下对菌渣悬浮液进行水解酸化处 理，获得水解菌渣混合液，其中水解酸化池内填充有阿科蔓生态基填料，填料的填充比为 30% ;水解酸化池内投加中国农业科学院农业资源与农业区划研究所培育出的木质素降解 菌地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis CH15)，木质素降解菌的含量为550mg/L，水解 酸化池内污泥的浓度（MLSS)保持在5000mg/L，污泥选择消化污泥或污水处理厂二沉池的 剩余污泥；水力停留时间为18h，水解酸化池内容积交换率为75%，搅拌速度为250r/min ;
[0066] 抗生素菌渣中含有大量的粗纤维，该种物质属于不易被厌氧发酵菌群降解的物 质，加入的木质素降解菌产生的木质素酶可以将菌渣中难降解的纤维素等大分子分解为小 分子物质（如葡萄糖等），水解酸化处理过程中将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将 难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化 性，这样，更有利于进行厌氧发酵，提高发酵效果。
[0067] 在水解酸化池内抗生素发酵菌渣中含有的抗生素通过污泥中的水解酸化酶得到 有效降解，被降解为无害物质，如二氧化碳、水，减轻了抗生素对厌氧发酵的毒害作用；同时 经过水解酸化，增加反应器挥发酸（VFA，volatile fatty acid,即挥发性脂肪酸）的含量。
[0068] 水解酸化池内填充有阿科蔓生态基填料，填料的填充比为30%，底部装有搅拌器， 初始接种污泥为消化池消化污泥（或经放置的二沉池剩余污泥），接种量为5000mg/L，整个 水解酸化池的启动可以分为两个阶段：第一阶段为水解酸化污泥的培养，第二阶段为菌渣 废水水解酸化污泥的驯化。
[0069] 第一阶段：水解酸化污泥的培养及挂膜阶段。
[0070] 向水解酸化池中加入进水（即蔗糖配水），调节进水COD浓度为2000mg/L，pH为 6. 5左右，在此过程中水解酸化菌种快速形成；所述蔗糖配水是将分别含有C、N、P三种元素 的化合物按照一定的比例与水混合进行配水，以提供微生物生长所需的碳源、氮源和磷源； 本发明中所用蔗糖配水的配置方案如下：以进水COD浓度为指标，按照C:N:P的重量配比 为200:5:1的比例，分别称取相应质量的蔗糖、尿素、磷酸二氢钾作为碳源、氮源和磷源，溶 解于自来水（或回用水、相关抗生素生产单位污水处理二沉池出水等），调节其PH值为6. 5 左右即可。该阶段内，每天定时进出水，每次进水的蔗糖配水COD增加幅度为2000mg/L，即 增加蔗糖配水中碳源、氮源和磷源的量，以达到增加每次进水的蔗糖配水的COD值，并且调 节每次进水的蔗糖配水的pH值为6. 5左右，进出水时容积交换率为60-80%，出水时，关闭 搅拌器，静置沉淀5-10min后，再出水，在初次进水时添加接种污泥，初始接种污泥为消化 池消化污泥（或经放置的二沉池剩余污泥），接种量为5000mg/L，以维持反应池中的污泥浓 度为4000-6000mg/L。直至每天进水的蔗糖配水COD稳定在20000mg/L，待目测填料上挂满 污泥后，该阶段完成；
[0071] 第二阶段：菌渣悬浮液与蔗糖配水混合液的驯化阶段。
[0072] 向水解酸化池内投加木质素降解菌（即地衣芽胞杆菌（Bacillus Iicheniformis CH15)，其微生物保藏号为CGMCC No. 4392)，降解菌的投加量为1000mg/L，以菌渣悬浮液与 蔗糖配水混合液作为进水，使其COD浓度约为20000mg/L，氨氮含量1200?1300mg/L，悬浮 颗粒固体物SS浓度约为10000?12000mg/L。该阶段内，每天定时进出水，以10%为梯度 逐步增加进水中菌渣悬浮液的体积比例，即每一次进水中菌渣悬浮液的体积比例较上一次 进水多10%，蔗糖配水的体积比例较上一次进水少10%，直至进水为100 %的菌渣菌渣悬 浮液，此时，仍需保证容积交换率为60-80%,完成水解酸化污泥的驯化过程。驯化完成后水 解酸化池内木质素降解菌的含量为300-800mg/L，污泥浓度为4000-6000mg/L ;
[0073] 运行阶段，每天进出菌渣悬浮液，保证容积交换率为60-80%，出水时，关闭底部搅 拌器。
[0074] 3、水质、水量调节处理
[0075] 将经过水解酸化处理后的水解菌渣混合液通入调节池3中，对水解菌渣混合液的 水质和水量进行调节，调节水解菌渣混合液的温度为37°C，pH为7. 0?7. 5,获得调节混合 液，水力停留时间为18h，调节池3内装有温度、pH调控设备，当进入调节池内的水解菌渣混 合液的温度或pH超出设定范围，温度、pH调控设备自动进行调节，调节水解菌渣混合液水 温至厌氧微生物发酵的最适温度，以保证进入发酵罐中的水解菌渣混合液温度处于最适发 酵温度，使厌氧发酵在较优状态下运行，另外水解菌渣混合液在调节池内暂时存储，起到一 定的水流缓冲作用；并且也能缓解水解酸化处理水流不稳定对后续发酵造成的不适影响。
[0076] 4、厌氧发酵处理
[0077] 将调节混合液通入厌氧发酵罐4内进行厌氧发酵处理，其中，厌氧发酵罐内厌氧 颗粒污泥的浓度为7. 2kg VSS ·πΓ3,发酵温度为37°C，发酵混合液的pH值为7.0,保证厌 氧环境，污泥负荷为7. 5kgAkg · d)，水力停留时间为20h，反应器容积负荷为2. 8kg · COD/ (m3 · d)，反应器的容积交换率为25%。抗生素菌渣在发酵罐内进行厌氧发酵产生沼气，发 酵罐上依次连接有沼气净化装置5和沼气储气装置6,净化并收集发酵产生的沼气，沼气储 气装置收集到的沼气为I. 11X l(T2m3,抗生素菌渣的产气量为33. 6m3/t，即每吨庆大霉素和 盐酸林可霉素混合菌渣经处理能产生37m3的沼气；厌氧发酵罐内发酵除了产生沼气之外， 还生成沼液和沼渣，沼液和沼渣可以用来制作有机肥，发酵罐中的剩余污泥可以直接销售， 不会产生二次污染；沼液的化学需氧量COD为3300mg/L，与庆大霉素和盐酸林可霉素菌渣 悬浮液相比，COD降解率为90%。
[0078] 经处理后的抗生素菌渣满足"制药工业污染防治技术政策（2012年第18号 2012-03-07实施）"，提出的"资源化、减量化、无害化"要求。
[0079] 本发明方法的厌氧发酵处理过程中发酵罐的整个发酵过程分为启动阶段与运行 阶段。
[0080] 启动阶段：1)污泥驯化阶段，向厌氧发酵罐内有效接种污泥，污泥浓度为6. 9? 7. 6kg VSS · πΓ3,其中接种的污泥选择厌氧颗粒泥、厌氧消化污泥等厌氧泥，进入反应器的 菌渣悬浮液COD浓度在20000?25000mg/L范围内，每日监测反应器内的温度和pH ;2)颗 粒污泥培养阶段，在反应器内的环境稳定的条件下，开始改变进料数量，以20%的幅度增加 反应器的容积负荷，初始启动负荷为0. 67kg · COD · πΓ3 · Cf1，每天测定装置内的COD、NH3-N、 ￥?八4认、55、？!1、产气量等的指标变化，如果进水后，反应器出水？!1值介于6.5至7.5之间， 并且出水COD、VFA、SS等保持在相对较低的水平另外不再波动时，才可以继续加料3)调整 及稳定运行阶段，进出水保证罐中体积平衡，并保证过程中容积交换率低于20%，待反应器 的容积负荷提高并稳定在3. 0-3. 5kg · COD · πΓ3范围内，水力停留时间控制在4-5h，认为启 动完成。
[0081] 运行阶段：每天控制进入反应器中的进料量，保证反应器的容积负荷在 2. 8-3. 2kg ·0? ·πΓ3 .Cf1范围内，水力停留时间为19-24h，反应器的容积交换率为20-30%， 每天观察产气情况，当产气量突然下降时，应停止进料，待反应器产气量稳定后再出水进 料。
[0082] 实施例2
[0083] 1、原料准备
[0084] 将庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣按照重量之比为I :2. 5的比例投放至配料 池1内，庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣的总重量为〇. 35kg，接着向配料池1内通入 水，搅拌混合均匀，配制成固含量为7%的菌渣悬浮液，菌渣悬浮液的化学需氧量COD为 35000mg/L ；
[0085] 2、水解酸化处理
[0086] 将菌渣悬浮液通入水解酸化池2内在搅拌状态下对菌渣悬浮液进行水解酸化处 理，获得水解菌渣混合液，其中水解酸化池内填充有阿科蔓生态基填料，填料的填充比为 32% ;水解酸化池内投加中国农业科学院农业资源与农业区划研究所培育出的木质素降解 菌地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis CH15)，木质素降解菌的含量为600mg/L，水解 酸化池内污泥的浓度（MLSS)保持在5500mg/L，污泥选择消化污泥；水力停留时间为19h，水 解酸化池内容积交换率为65%，搅拌速度为200r/min ;
[0087] 3、水质、水量调节处理
[0088] 将经过水解酸化处理后的水解菌渣混合液通入调节池3中，对水解菌渣混合液的 水质和水量进行调节，调节水解菌渣混合液的温度为36°C，pH为7. 2?7. 5,获得调节混合 液，水力停留时间为20h ;
[0089] 4、厌氧发酵处理
[0090] 将调节后的混合液通入厌氧发酵罐4内进行厌氧发酵处理，其中，厌氧发酵罐内 厌氧颗粒污泥的浓度为7. Okg VSS · πΓ3,发酵温度为36. 5°C，发酵混合液的pH值为7. 2， 保证厌氧环境，污泥负荷为7. 4kgAkg · d)，水力停留时间为21h，反应器的容积负荷为 3. Okg · CODAm3 · d)，反应器的容积交换率为23%。抗生素菌渣在发酵罐内进行厌氧发酵 产生沼气，发酵罐上依次连接有沼气净化装置5和沼气储气装置6,沼气储气装置收集到的 沼气为1. 33 X 10_2m3,抗生素菌渣的产气量为38m3/t，即每吨庆大霉素和盐酸林可霉素混合 菌渣经处理能产生38m 3的沼气；厌氧发酵罐内发酵除了产生沼气之外，还生成沼液和沼渣， 沼液和沼渣可以用来制作有机肥，发酵罐中的剩余污泥可以直接销售，不会产生二次污染； 沼液的化学需氧量COD为3500mg/L，与庆大霉素和盐酸林可霉素菌渣悬浮液相比，COD降解 率为90%。
[0091] 实施例3
[0092] 1、原料准备
[0093] 将庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣按照重量之比为I :1. 5的比例投放至配料 池1内，庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣的总重量为0. 25kg，接着向配料池1内通入 水，搅拌混合均匀，配制成固含量为6%的菌渣悬浮液，菌渣悬浮液的化学需氧量COD为 30000mg/L ；
[0094] 2、水解酸化处理
[0095] 将菌渣悬浮液通入水解酸化池2内在搅拌状态下对菌渣悬浮液进行水解酸化处 理，获得水解菌渣混合液，其中水解酸化池内填充有阿科蔓生态基填料，填料的填充比为 28% ;水解酸化池内投加中国农业科学院农业资源与农业区划研究所培育出的木质素降解 菌地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis CH15)，木质素降解菌的含量为500mg/L，水解 酸化池内污泥的浓度（MLSS)保持在4500mg/L，污泥选择消化污泥或污水处理厂二沉池的 剩余污泥；水力停留时间为20h，水解酸化池内容积交换率为70%，搅拌速度为230r/min ;
[0096] 3、水质、水量调节处理
[0097] 将经过水解酸化处理后的水解菌渣混合液通入调节池3中，对水解菌渣混合液的 水质和水量进行调节，调节水解菌渣混合液的温度为36. 5°C，pH为7. 0?7. 3,获得调节混 合液，水力停留时间为22h;
[0098] 4、厌氧发酵处理
[0099] 将调节混合液通入厌氧发酵罐4内进行厌氧发酵处理，其中，厌氧发酵罐内厌 氧颗粒污泥的浓度为7. 4kg VSS · πΓ3,发酵温度为37. 5°C，发酵混合液的pH值为6. 8， 保证厌氧环境，污泥负荷为7. 3kgAkg · d)，水力停留时间为22h，反应器的容积负荷为 3. 2kg · CODAm3 · d)，反应器的容积交换率为27%。抗生素菌渣在发酵罐内进行厌氧发酵 产生沼气，发酵罐上依次连接有沼气净化装置5和沼气储气装置6,沼气储气装置收集到的 沼气为IX l(T2m3,抗生素菌渣的产气量为40m3/t，即每吨庆大霉素和盐酸林可霉素混合菌 渣能产生40m 3的沼气；厌氧发酵罐内发酵除了产生沼气之外，还生成沼液和沼渣，沼液和 沼渣可以用来制作有机肥，发酵罐中的剩余污泥可以直接销售，不会产生二次污染；沼液的 化学需氧量COD为2900mg/L，与庆大霉素和盐酸林可霉素菌渣悬浮液相比，COD降解率为 90. 3%。
[0100] 实施例4
[0101] 1、原料准备
[0102] 将庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣按照重量之比为1 :1的比例投放至配料池1 内，庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣的总重量为〇. 2kg，接着向配料池1内通入水，搅拌 混合均匀，配制成固含量为5%的菌渣悬浮液，菌渣悬浮液的化学需氧量COD为25000mg/ L ；
[0103] 2、水解酸化处理
[0104] 将菌渣悬浮液通入水解酸化池2内在搅拌状态下对菌渣悬浮液进行水解酸化处 理，获得水解菌渣混合液，其中水解酸化池内填充有阿科蔓生态基填料，填料的填充比为 25% ;水解酸化池内投加中国农业科学院农业资源与农业区划研究所培育出的木质素降解 菌地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis CH15)，木质素降解菌的含量为800mg/L，水解 酸化池内污泥的浓度（MLSS)保持在4000mg/L，污泥选择消化污泥或污水处理厂二沉池的 剩余污泥；水力停留时间为16h，水解酸化池内容积交换率为60%，搅拌速度为20r/min ;
[0105] 3、水质、水量调节处理
[0106] 将经过水解酸化处理后的水解菌渣混合液通入调节池3中，对水解菌渣混合液的 水质和水量进行调节，调节水解菌渣混合液的温度为38°C，pH为6. 5-6. 8,获得调节混合 液，水力停留时间为16h ;
[0107] 4、厌氧发酵处理
[0108] 将调节混合液通入厌氧发酵罐4内进行厌氧发酵处理，其中，厌氧发酵罐内厌氧 颗粒污泥的浓度为6. 9kg VSS · πΓ3,发酵温度为35°C，发酵混合液的pH值为6. 5,保证厌氧 环境，污泥负荷为7. IkgAkg · d)，水力停留时间为24h，反应器的容积负荷为3. 3kg · COD/ (m3 · d)，反应器的容积交换率为20%。抗生素菌渣在发酵罐内进行厌氧发酵产生沼气， 发酵罐上依次连接有沼气净化装置5和沼气储气装置6,沼气储气装置收集到的沼气为 7X10_ 3m3,抗生素菌渣的产气量为35m3/t，即每吨庆大霉素和盐酸林可霉素混合菌渣能产 生35m3的沼气；厌氧发酵罐内发酵除了产生沼气之外，还生成沼液和沼渣，沼液和沼渣可以 用来制作有机肥，发酵罐中的剩余污泥可以直接销售，不会产生二次污染；沼液的化学需氧 量COD为2800mg/L，与庆大霉素和盐酸林可霉素菌渣悬浮液相比，COD降解率为88. 8 %。
[0109] 实施例5
[0110] 1、原料准备
[0111] 将庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣按照重量之比为1 :3的比例投放至配料池1 内，庆大霉素菌渣和盐酸林可霉素菌渣的总重量为〇. 4kg，接着向配料池1内通入水，搅拌 混合均匀，配制成固含量为8%的菌渣悬浮液，菌渣悬浮液的化学需氧量COD为40000mg/ L ；
[0112] 2、水解酸化处理
[0113] 将菌渣悬浮液通入水解酸化池2内在搅拌状态下对菌渣悬浮液进行水解酸化处 理，获得水解菌渣混合液，其中水解酸化池内填充有阿科蔓生态基填料，填料的填充比为 35% ;水解酸化池内投加中国农业科学院农业资源与农业区划研究所培育出的木质素降解 菌地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis CH15)，木质素降解菌的含量为300mg/L，水解 酸化池内污泥的浓度（MLSS)保持在6000mg/L，污泥选择消化污泥或污水处理厂二沉池的 剩余污泥；水力停留时间为24h，水解酸化池内容积交换率为80%，搅拌速度为lOOr/min ;
[0114] 3、水质、水量调节处理
[0115] 将经过水解酸化处理后的水解菌渣混合液通入调节池3中，对水解菌渣混合液的 水质和水量进行调节，调节水解菌渣混合液的温度为35°C，pH为7. 2-7. 5,获得调节混合 液，水力停留时间为24h ;
[0116] 4、厌氧发酵处理
[0117] 将调节混合液通入厌氧发酵罐4内进行厌氧发酵处理，其中，厌氧发酵罐内厌氧 颗粒污泥的浓度为7. 6kg VSS · πΓ3,发酵温度为38°C，发酵混合液的pH值为7. 5,保证厌氧 环境，污泥负荷为7. 6kgAkg · d)，水力停留时间为19h，反应器的容积负荷为3. 5kg · COD/ (m3 · d)，反应器的容积交换率为30%。抗生素菌渣在发酵罐内进行厌氧发酵产生沼气， 发酵罐上依次连接有沼气净化装置5和沼气储气装置6,沼气储气装置收集到的沼气为 I. 44X l(T2m3,抗生素菌渣的产气量为36m3/t，即每吨庆大霉素和盐酸林可霉素混合菌渣能 产生36m 3的沼气；厌氧发酵罐内发酵除了产生沼气之外，还生成沼液和沼渣，沼液和沼渣可 以用来制作有机肥，发酵罐中的剩余污泥可以直接销售，不会产生二次污染；沼液的化学需 氧量COD为3600mg/L，与庆大霉素和盐酸林可霉素菌渣悬浮液相比，COD降解率为91%。
【权利要求】
1. 一种抗生素发酵菌渣的处理方法，其特征是包括将抗生素发酵菌渣与水混合均匀， 配制成菌渣悬浮液；然后对菌渣悬浮液进行厌氧发酵处理。
2. 如权利要求1所述的处理方法，其特征是所述抗生素发酵菌渣选择庆大霉素发酵菌 渣和盐酸林可霉素发酵菌渣。
3. 如权利要求2所述的处理方法，其特征是所述庆大霉素发酵菌渣、盐酸林可霉素发 酵菌渣的重量份配比为1:1-3。
4. 如权利要求1-3任一所述的处理方法，其特征是所述悬浮液的固含量为5-8%。
5. 如权利要求1-3任一所述的处理方法，其特征是还包括将所述的菌渣悬浮液通入水 解酸化池中，对悬浮液进行水解酸化处理，然后在进行所述的厌氧发酵处理。
6. 如权利要求5所述的处理方法，其特征是所述水解酸化处理过程中水力停留时间为 16-24h。
7. 如权利要求5所述的处理方法，其特征是向水解酸化池内添加木质素降解菌，进行 所述的水解酸化处理。
8. 如权利要求5所述的处理方法，其特征是所述水解酸化处理过程中水解酸化池内污 泥浓度为 4000-6000mg/L。
9. 如权利要求1-3任一所述的处理方法，其特征是所述厌氧发酵处理的污泥负荷为 7. 1 ?7. 6kgAkg · d);反应器容积负荷彡 3. 5kgC0DAm3 · d)。
10. 如权利要求9所述的处理方法，其特征是所述发酵温度为35?38°C ;发酵混合液 的pH值为6. 5?7. 5 ;水力停留时间为19-24h。
【文档编号】C12P5/02GK104212840SQ201410444142
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】李海松, 王岩, 代吉华, 闫阳, 刘伟鹏 申请人:李海松