[发明专利]一种处理螺旋霉素发酵菌渣的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物环保技术领域，具体涉及一种处理螺旋霉素发酵废渣的方法。

背景技术

螺旋霉素(Spiramycin，SPM)属于大环内酯类抗生素，于1954年由法国Rhone-Poulenc实验室从Streptomyces ambofaciens分离获得。其化学结构、抗菌谱与红霉素相似，其体外抗菌活性低于红霉素，而体内抗菌作用则较强。螺旋霉素为16-碳内酯环，它是一种抑菌剂，仅在很高浓度时才呈杀菌作用。它是一种目前普遍认为对于这类抗生素降解的关键酶是能够将其大环内酯结构开环的酯酶。酯键的形成是大环内酯类抗生素形成闭环的最后一步，它是由聚酮合成酶(polyketidesynthase)中的硫酯酶(thioesterase)模块进行催化的。

螺旋霉素是临床应用较多的大环内酯类抗生素，由SPM I(3-OH)、SPMII(3-OA)和SPM III(3-OPr)三个组分组成，现国内使用较多的是其乙酰化后的衍生物-乙酰螺旋霉素(Ac-SPM)，它是双乙酰螺旋霉素II、III和单乙酰螺旋霉素II、III四个组分的混合物，具有组织浓度高、毒性低、体内疗效长等特点，对急性乳腺炎、淋巴结炎和牙周炎等都有很好的疗效。螺旋霉素无论直接用药或充当乙酰螺旋霉素的前体原料，在国内外都在大量生产。因此，如何妥善处理螺旋霉素的发酵废渣，实现低碳排放，资源化利用意义重大。

已有研究表明厌氧发酵法处理抗生素废水产沼气是资源化的一条有效途径。厌氧发酵可以很好的将青霉素、链霉素、洁霉素和麦迪霉素废水中的COD转化为清洁能源沼气。抗生素发酵废渣与抗生素废水相比具有相似的特点。在螺旋霉素发酵生产过程中，培养基内碳、氮源，无机盐等营养丰富，但却不添加重金属，对产甲烷菌起抑制作用的硫酸盐含量也较低。因此，螺旋霉素废渣非常适合厌氧发酵产沼气。

目前已有不少生产企业利用厌氧法处理抗生素废水，但是利用厌氧法处理抗生素废渣的企业却未见报道。归结原因，其制约因素主要有以下几方面：其一是抗生素废渣中碳、氮比不平衡且两者的浓度远高于一般厌氧法处理废水的浓度，传统厌氧反应器无法耐受如此高的负荷；其二是废渣本身含有重金属、硫酸盐等抑制厌氧菌生产的有害物质；其三是抗生素废渣厌氧处理后抗生素没有得到清除，使得接下来沼液和沼渣的处理或应用仍然存在隐患。

发明内容

为解决上述问题，本申请人发明了一种资源化处理螺旋霉素菌渣的方法，该方法操作简单，运行成本低，在进料总COD高达20000mg/L情况下能长期稳定运行，且能够明显降解菌渣中残留的生物活性物质。

因此，本发明的第一个目的是提供一种资源化处理螺旋霉素菌渣的方法，该方法包括以下步骤：

a)罐体外活化：将沼泥按照总厌氧发酵体积的20～60％接种到装有螺旋霉素菌渣液的罐中，冲入氮气、二氧化碳、氢气或沼气，密闭，然后将整个体系置于30～40℃的环境中活化10～20天，得到罐体外活化的沼液；

b)罐体内活化：将罐体外活化的沼液分别加入到多级厌氧装置的每一级罐体中，密闭，冲入氮气、二氧化碳、氢气或沼气，然后每隔3～8天，向每一级罐体中加入和沼液等体积的螺旋霉素菌渣液，总装料体积占罐体总体积的60～100％；

c)罐体内沼泥活化完成后，每天从第一级罐体底部补入的螺旋霉素菌渣液，而后使第一级罐体顶部的等体积沼液从第二级罐体的底部进入，依此类推，最终从最后一级罐体的顶部出口排出等体积经过多级厌氧系统处理后的料液。

根据本发明一个优选的实施方式，a)步骤中所述螺旋霉素菌渣液的固含量为1～3％。

根据本发明一个优选的实施方式，a)步骤中所述螺旋霉素菌渣液的pH值为6.5～8.5，优选7.2～7.8。

根据本发明一个优选的实施方式，a)步骤中沼泥的接种比例为总厌氧发酵体积的35～50％。

根据本发明一个优选的实施方式，a)步骤中活化的温度为35～38℃，且波动范围不超过1℃/天。

根据本发明一个优选的实施方式，a)步骤中活化时间控制为14～16天。

根据本发明一个优选的实施方式，b)步骤中多级厌氧装置由四个罐体串联而成。

根据本发明一个优选的实施方式，b)步骤中多级厌氧装置的每一级罐体的装料量占罐体总体积的85～95％。

根据本发明一个特别优选的实施方式，b)步骤中多级厌氧装置的每一级罐体的总体积可以为约12L，装料11L。

根据本发明一个优选的实施方式，b)步骤中，加入罐体外活化的沼液的体积占每一级罐体总体积的20～50％，优选30％。