[发明专利]一种土霉素菌渣处理及利用方法

说明书

本发明涉及一种土霉素菌渣处理及利用方法，其包括如下步骤：土霉素菌渣含水率的调节、调pH、高压破壁溶胞、蛋白质溶出液分离、蛋白质沉淀分离与回收、剩余残渣混合液厌氧消化处理和沼渣浓缩处理；本发明采用碱/高压破壁技术对土霉素菌渣的进行溶破胞预处理，提取回收菌渣中的蛋白质，实现菌渣的高效厌氧消化产沼气能力，最终达到菌渣减量化和资源化利用的目的。

技术领域

本发明属于固体废弃物处理处置，尤其是抗生素菌渣的处理处置，具体涉及一种用“碱/高压破壁预处理+蛋白质回收+剩余残渣厌氧消化”联合处理土霉素菌渣的方法。

背景技术

我国是世界上最大的抗生素原料药生产国与出口国，据统计，2013年抗生素产量达12.12万t，包括青霉素工业盐、头孢菌素、土霉素和链霉素等。即使按生产1t的抗生素产生菌渣8t计（实际可能超过此值），我国抗生素菌渣年产生也达到100万t以上。抗生素菌渣为生产抗生素提纯后剩余的发酵残渣，被列入2008年实施的《国家危险废物名录》；2016年新修订实施的《国家危险废物名录》中，抗生素菌渣依然被列入危险废物。针对抗生素菌渣产量高、处理处置难度大等困境，抗生素菌渣的减量化、资源化和安全化处理处置问题成为目前环保领域研究的难点之一。

土霉素菌渣主要由菌丝体、剩余培养基、发酵代谢产物组成，其中含有大量的残留抗生素、多糖、蛋白质和多种氨基酸及微量元素，具有极大的可生化处理的潜能。但由于菌渣细胞中刚性细胞壁的保护作用，导致胞内大分子有机物难以释放出来，从而难以与水解酸化菌直接接触和降解利用。

因此，寻找一种即可使菌渣减量、又可提高抗生素菌渣中胞内有机质的溶出率、改善菌渣厌氧消化特性的方法，从而提高土霉素菌渣的资源化利用率和厌氧产沼气效率，最终实现土霉素菌渣的减量化和资源化利用，并降低抗生菌渣中抗生素残留浓度，这对节约资源、防止环境污染、发展循环经济具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是在对土霉素菌渣的破胞预处理的基础上，提取菌渣中的蛋白质，从而进一步提高土霉素菌渣的厌氧消化特性。本发明采用碱/高压破壁技术对土霉素菌渣进行溶破胞预处理，提取回收菌渣中的蛋白质，实现菌渣的高效厌氧消化产沼气能力，最终达到菌渣减量化和资源化利用的目的。

本发明采用如下技术方案：

一种土霉素菌渣处理及利用方法，其包括如下步骤：

（1）土霉素菌渣含水率的调节：调整土霉素菌渣含水率为95%~99%；

（2）调pH：向步骤（1）处理得到的菌渣中加碱，调整其pH为11~13.5；

（3）高压破壁溶胞：将经步骤（2）处理得到的菌渣送入高压破壁机内，破壁次数为1~5次；

（4）蛋白质溶出液分离：将经步骤（3）处理得到的菌渣在离心机内进行固液分离，得到蛋白质提取液和残渣；

（5）蛋白质沉淀分离与回收：调节步骤（4）得到的蛋白质提取液的pH对蛋白质进行等电点沉淀，静置1~5min，离心分离到蛋白质和提取液残液；蛋白质干燥后回收利用；

（6）剩余残渣混合液厌氧消化处理：将步骤（4）得到的残渣与步骤（5）得到的提取液残液混合，得到剩余残渣混合液；向所述剩余残渣混合液中加碱调节pH为6.8~7.5后进入UASB厌氧反应器中处理，厌氧反应产生的沼气通过碱吸收和水封后进入沼气收集装置；

（7）沼渣浓缩处理：经步骤（6）处理得到的沼渣经浓缩后进行填埋或肥料化利用。

进一步的，所述步骤（1）中，向土霉素原菌渣中加入水，搅拌均匀后待用，调整土霉素菌渣的含水率为95%~99%（质量百分含量）。优选的，调整土霉素菌渣含水率为98%。

进一步的，所述步骤（2）中，调整菌渣溶液pH为11~13.5，优选的，pH值为13。