一种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固体废弃物处理技术领域，更具体的涉及一种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法。
【背景技术】
[0002]四环素是一种利用生物发酵法制得的广谱类抗生素，在人畜疾病治疗与预防控制方面具有广泛的用途。然而，在发酵法生产四环素过程中，会产生大量的废弃菌渣，这些菌渣中虽含有丰富的营养物质，但也残留高浓度的未分离完的四环素，后者极大地限制了菌渣的处理及其资源化利用。近年来，在抗生素制药厂和养殖场附近的土壤和水域中均检测到残留抗生素的存在。而抗生素在环境中的存在带来最突出的问题之一是各种病原耐药菌的产生。这些耐药菌已对人体健康及生存环境造成了危害，甚至还威胁到整个人类的生命安全。目前，残留抗生素的消除一直是制药菌渣处理处置的一大难题。
[0003]而目前国内外有关消除制药菌渣中残留高浓度抗生素的研究报道较少，但在处理动物粪尿、生活废水中残留的低浓度抗生素的研究报道较多。心等、Ho等分别对含有四环素的鸡粪、猪粪和牛粪进行堆肥处理30?45天，发现四环素的去除率为70?95%，但这种方法不适宜处理制药菌渣中残留的高浓度四环素，因为高浓度四环素对微生物菌群有很强的抑制和杀灭作用。Shi等、Prado等采用活性污泥法处理四环素废水，发现四环素的去除主要源于污泥吸附而非生物降解，说明这种方法并没有根除大部分四环素，只是其存在位置发生了改变。Zhu等、Xiao等、宋晨怡等采用光催化法处理含四环素废水，发现75%以上的四环素被降解，但这种方法也不适合处理制药菌渣中残留的四环素，因为光只能催化降解固废表面的抗生素分子。马志强等从土壤中筛选到一株对菌渣中残留低浓度的四环素具有明显降解作用的菌株，然而，生产四环素过程中产生的菌渣，其四环素残留量高达1?8g/kg，加之四环素抗菌能力强，抗菌谱广，仅依靠微生物法难以实现完全消除制药菌渣中残留高浓度四环素的目的。因此，发展高效、经济、环境友好的去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法，对四环素生产企业的可持续发展及环境保护具有重要的现实意义。
[0004]针对目前制药菌渣中残留高浓度四环素消除难、操作复杂等缺点，开展了工艺新颖、操作简单、成本低廉的消除制药菌渣中残留高浓度四环素的研究。
【发明内容】
[0005]本发明针对目前含高浓度四环素菌渣的处理方法存在的去除率低、成本高、操作复杂等缺点，提供一种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法。该方法快速高效，操作简便，所用原料成本低廉，适用于工业化处理制药菌渣中高浓度的四环素。
[0006]为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下:
[0007]—种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法，述去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法是以金属离子催化臭氧氧化的方法处理高浓度四环素菌渣，包括:
[0008]以四环素菌渣质量为基准，加入6?12倍的水搅拌混合后，再加入固体硫酸亚铁，搅拌至其充分溶解；
[0009]在常温、搅拌条件下通入臭氧催化氧化处理。
[0010]进一步，所述四环素菌渣中残留四环素的浓度为1?8g/kg。
[0011]进一步，所述硫酸亚铁的使用量是以四环素菌渣质量为基准，每公斤四环素菌渣中加入硫酸亚铁固体0.01?0.15mol。
[0012]进一步，所述在常温、搅拌条件下通入臭氧催化氧化处理的时间为60?120min，搅拌速率为120?180r/min，臭氧通量为0.3?0.8L/min。
[0013]进一步，所述方法处理四环素菌渣后，对四环素的去除率为97?98%。
[0014]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:
[0015]本发明能够对制药菌渣中所残留的高浓度四环素具有很好的去除率，本方法快速高效，操作简便，成本低廉，且对任何生产四环素工艺过程中产生的残留高浓度四环素的菌渣均适用。经高效液相色谱法检测，经本发明方法处理的含1?8g/kg高浓度四环素的菌渣，对四环素的去除率高达97?98%。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本发明实施例提供的一种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]图1示例性的示出了本发明实施例提供的一种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法流程示意图，该方法至少可以应用于制药菌渣中残留四环素的去除。本发明实施例去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法是以金属离子催化臭氧氧化的方法处理高浓度四环素菌渣。
[0020]如图1所示，本发明实施例提供的一种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法，包括以下步骤:
[0021]步骤101，以四环素菌渣质量为基准，加入6?12倍的水搅拌混合后，再加入固体硫酸亚铁，搅拌至其充分溶解；
[0022]步骤102，在常温、搅拌条件下通入臭氧催化氧化处理。
[0023]在本发明实施例中，四环素菌渣中残留四环素的浓度为1?8g/kg。
[0024]在本发明实施例中，硫酸亚铁的使用量是以四环素菌渣的质量为基准，每公斤四环素菌渣中加入硫酸亚铁固体0.01?0.15mol。
[0025]在本发明实施例中，在常温、搅拌条件下通入臭氧催化氧化处理的时间为60?120min，搅拌速率为120?180r/min，臭氧通量为0.3?0.8L/min。
[0026]在本发明实施例中，该方法处理四环素菌渣后，对四环素的去除率为97?98%。
[0027]本发明能够对制药菌渣中所残留的高浓度四环素具有很好的去除率，本方法快速高效，操作简便，成本低廉，且对任何生产四环素工艺过程中产生的残留高浓度四环素的菌渣均适用。经高效液相色谱法检测，经本发明方法处理的含1?8g/kg高浓度四环素的菌渣，对四环素的去除率高达97?98%。
[0028]实施例1
[0029]取四环素新鲜菌渣，经高效液相色谱法检测，四环素的残留量为1.9g/kg。以四环素菌渣的质量为基准，加入6倍的水搅拌混合后，按每公斤四环素菌渣的量再加入固体硫酸亚铁0.05mol，搅拌至其充分溶解，最终菌渣呈棕色浆状。然后开启臭氧发生器，调节进气压力，待臭氧浓度稳定后，在常温、搅拌速率140r/min条件下，以0.4L/min的量通过鼓泡装置从反应器底部通入菌渣中，充分反应80min即可。反应过程中将尾气收集到装有碘化钾溶液的吸收瓶中。经高效液相色谱法检测，经上述方法处理后菌渣中四环素的去除率为97.5%。
[0030]实施例2
[0031]取四环素新鲜菌渣，经高效液相色谱法检测，四环素的残留量为4.8g/kg。以四环素菌渣的质量为基准，加入9倍的水搅拌混合后，按每公斤四环素菌渣的量再加入固体硫酸亚铁0.lOmol，搅拌至其充分溶解，最终菌渣呈棕色浆状。然后开启臭氧发生器，调节进气压力，待臭氧浓度稳定后，在常温、搅拌速率150r/min条件下，以0.6L/min的量通过鼓泡装置从反应器底部通入菌渣中，充分反应lOOmin即可。反应过程中将尾气收集到装有碘化钾溶液的吸收瓶中。经高效液相色谱法检测，经上述方法处理后菌渣中四环素的去除率为97.7%。
[0032]实施例3
[0033]取四环素新鲜菌渣，经高效液相色谱法检测，四环素的残留量为7.7g/kg。以四环素菌渣的质量为基准，加入12倍的水搅拌混合后，按每公斤四环素菌渣的量再加入固体硫酸亚铁0.15mol，搅拌至其充分溶解，最终菌渣呈棕色浆状。然后开启臭氧发生器，调节进气压力，待臭氧浓度稳定后，在常温、搅拌速率160r/min条件下，以0.8L/min的量通过鼓泡装置从反应器底部通入菌渣中，充分反应120min即可。反应过程中将尾气收集到装有碘化钾溶液的吸收瓶中。经高效液相色谱法检测，经上述方法处理后菌渣中四环素的去除率为98.3%。
[0034]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0035]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法，其特征在于，所述去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法是以金属离子催化臭氧氧化的方法处理高浓度四环素菌渣，包括: 以四环素菌渣质量为基准，加入6?12倍的水搅拌混合后，再加入固体硫酸亚铁，搅拌至其充分溶解； 在常温、搅拌条件下通入臭氧催化氧化处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述四环素菌渣中残留四环素的浓度为1?8g/kg03.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸亚铁的使用量是以四环素菌渣的质量为基准，每公斤四环素菌渣中加入硫酸亚铁固体0.01?0.15mol。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在常温、搅拌条件下通入臭氧催化氧化处理的时间为60?120min，搅拌速率为120?180r/min，臭氧通量为0.3?0.8L/min。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法处理四环素菌渣后，对四环素的去除率为97?98%。
【专利摘要】本发明公开了一种去除制药菌渣中残留高浓度四环素的方法，该方法是以金属离子催化臭氧氧化的方法处理高浓度四环素菌渣，包括：以四环素菌渣质量为基准，加入6～12倍的水搅拌混合后，再加入固体硫酸亚铁，搅拌至其充分溶解；在常温、搅拌条件下通入臭氧催化氧化处理。本方法快速高效，操作简便，成本低廉，且对任何生产四环素工艺过程中产生的残留高浓度四环素的菌渣均适用。经高效液相色谱法检测，经本发明方法处理的含1～8g/kg高浓度四环素的菌渣，对四环素的去除率高达97～98％。
【IPC分类】B09B3/00
【公开号】CN105478454
【申请号】CN201610039015
【发明人】马玉龙, 田怡, 王丽琼
【申请人】宁夏大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月12日