[发明专利]一种抗生素菌渣厌氧发酵促进剂及其制备与应用有效

专利信息
申请号: 201611042886.1 申请日: 2016-11-24
公开(公告)号: CN106754474B 公开(公告)日: 2020-01-07
发明(设计)人: 程辉彩;何强;张丽萍;习彦花;崔冠慧;史延茂;赵燕肖;张飞燕;杨继业;刘倩倩;刘洪伟;尹淑丽 申请(专利权)人: 河北省科学院生物研究所
主分类号: C12N1/20 分类号: C12N1/20;C12N11/14;C12P5/02;C12R1/07;C12R1/145
代理公司: 13100 石家庄新世纪专利商标事务所有限公司 代理人: 杨钦祥;董金国
地址: 050081 河*** 国省代码: 河北;13
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摘要:
搜索关键词: 抗生素菌渣 厌氧发酵 沼气 功能微生物 微量元素 促进剂 解淀粉芽孢杆菌 双酶梭菌 有机负荷 生物炭 高蛋白 烘干 造粒 制备 废弃物
【说明书】:

本发明公开了一种抗生素菌渣厌氧发酵促进剂,包含功能微生物、微量元素和载体,所述功能微生物为解淀粉芽孢杆菌Y10和双酶梭菌Z‑13,生物炭作为载体,微量元素包括Fe2+、Co2+和Ni2+,其制备方法为将所述各组分均匀混合,烘干后粉碎或造粒即可。该促进剂用于高蛋白含量废弃物厌氧发酵产沼气,尤其是抗生素菌渣厌氧发酵产沼气,可以使抗生素菌渣有机负荷由2.5 kg/m3d提高到4.5‑5.5 kg/m3d,沼气产量提高40%以上。

技术领域

本发明涉及抗生素菌渣高效资源化处理技术领域,具体涉及一种抗生素菌渣厌氧发酵促进剂及其制备与应用。

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1500~2000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。

大量抗生素菌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。虽然部分科研院所与制药企业已经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抗生素菌渣主要是菌丝体,很难破壁处理,菌渣厌氧发酵有机负荷低,产气效率和综合效益差,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。因此,针对以上问题,该发明通过功能微生物和微量元素双重强化调控技术,研制高效抗生素菌渣厌氧发酵促进剂,显著提高厌氧发酵系统运行稳定性和有机负荷,从而促进企业可持续快速发展。

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抗生素菌渣厌氧发酵有机负荷和水解效率的促进剂及其制备方法和应用。

本发明采用的技术方案:

一种抗生素菌渣厌氧发酵促进剂,包含功能微生物、微量元素和载体;所述功能微生物包含保藏编号为CGMCC No. 8362的解淀粉芽孢杆菌Y10和保藏编号为CGMCC No.11561的双酶梭菌Z-13,所述载体是生物炭,所述微量元素包括Fe2+、Co2+和Ni2+

优选地,功能微生物解淀粉芽孢杆菌Y10培养方法参照专利ZL 2013105646928,双酶梭菌Z-13培养方法参照申请号为201510903168.8的专利申请进行培养。

优选地,将生物炭作为吸附载体。

优选地,将解淀粉芽孢杆菌Y10和双酶梭菌Z-13发酵液离心收集孢子,与生物炭混合均匀,其中Y10和Z-13在促进剂中的含量均为1×108 ~1×1010 cfu/g。

优选地,在促进剂中均匀混入微量金属元素Fe2+、Ni+和Co+,其质量分数分别为:Fe2+ 5~100 mg/g,Ni+ 0.01~1.0 mg/g,Co+ 1.0~12 mg/g。

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),发酵温度25~35 ℃,发酵时间50 d。在发酵启动后2-3d时投加促进剂0.5~4%。

本发明的积极效果是:在抗生素菌渣为原料的厌氧发酵过程中,投加促进剂,可以使抗生素菌渣有机负荷由2.5提高到4.5,沼气产量提高40%以上。

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