一种抗生素菌渣资源化处理方法

本发明属于固体废弃物处理，更具体的说是涉及一种抗生素菌渣资源化处理方法。

背景技术：

1、抗生素菌渣是在生产抗生素类药物时通过微生物发酵产生的固体废弃物。我国每年生产约24.8万吨的抗生素，达全球总产量的70％，其中每生产1吨的抗生素会产生10吨的抗生素菌渣，每年抗生素菌渣总产量可达200多万吨。

2、我国抗生素制药企业数量繁多，但总体规模较小，缺乏科学有效的抗生素菌渣处理能力。由于抗生素菌渣中含有药物残留，且作为国家规定的危险废物之一，如果不能进行安全处理，将会通过生态环境系统转移和积累，最终对人类赖以生存的环境造成破坏，严重威胁人类健康。抗生素菌渣的科学化、无害化、资源化处理是制药企业亟待解决的关键技术问题。

3、抗生素菌渣处理技术主要分为热化学处理技术和非热化学处理技术，其中热化学处理技术包括焚烧技术、水热技术和热解气化技术；非热化学技术包括厌氧发酵、堆肥技术等。焚烧技术具有工艺流程简单、处理速度快等优点，然而由于抗生素菌渣含水量较高、热值低，焚烧过程需要较高的成本，且会产生氮、硫氧化物及二噁英等有害物质，产生严重的环境污染。水热技术具有处理高含水率和高污染的固废原料的优势，然而由于温度及压力条件的限制，存在反应条件苛刻、处理时间长、设备要求高等缺点，限制其进一步发展与推广。厌氧发酵与堆肥技术具有处理量大、无害化等优势，但其处理时间长、环境要求苛刻等缺点，不利于广泛推广。

4、热解气化技术是在无氧或缺氧的条件下将抗生素菌渣中大分子有机物高温裂解为可燃性小分子、液体油和固定碳，与焚烧技术相比，可实现在根源处减少二噁英的产生，有效缓解环境问题。与水热技术相比具有处理时间短，设备要求较低等优点。同时热解气化技术处理抗生素菌渣获得的产品种类多，且对环境造成影响较小，优于厌氧发酵与堆肥技术。因此，发展热解气化技术是实现抗生素菌渣无害化、资源化处置的重要途径。

5、但是目前热解气化技术热解过程涉及预处理、热解温度较高、需要额外惰性气体等条件，资源消耗较大，需进一步改善，因此，如何通过一步法实现抗生素菌渣的降解、热解、活化过程是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种抗生素菌渣资源化处理方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现抗生素菌渣无害化、资源化处置难的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明技术方案之一：提供一种抗生素菌渣资源化处理方法，步骤包括：

4、将抗生素菌渣干燥后经热解反应得到热解气、热解油和热解炭；

5、所述热解气为热解反应提供少氧环境，并与热解反应过程中产生的蒸汽对所述热解炭进行活化，得到产物活性炭；

6、剩余热解气和热解油进行二次燃烧处理，燃烧产生的能量用于干燥抗生素菌渣和热解反应供能。

7、进一步的，所述热解反应的温度为200～550℃，时间为0.5～2h。

8、由于热解和活化是同步进行的，因此，本发明中的热解时间即为活化时间。

9、进一步的，所述热解气的成分包括h2、ch4、co和co2。

10、进一步的，所述热解油的成分包括硅氧烷、酸、酮、醛、酚和胺。

11、在热解反应吸收热量过程中会进一步干燥产生蒸汽，蒸汽和二氧化碳能够对于热解炭进行活化，进而得到活性炭产物。

12、本发明中抗生素菌渣通过螺旋加料器进入回转炉进行热降解，此过程产生的烟气可将回转炉中空气排出，无需惰性气体加入。进一步为实现能源利用最大化，活化后多余的烟气及热解油回注到热解器中二次燃烧，提供系统热量。在回转炉内部可实现菌渣的降解、热解、活化等过程，随着回转炉的旋转，内部热解炭进入收集系统，自然降温后得到高品质的热解炭产品。

13、本发明技术方案之二：提供一种由上述方法制备得到的活性炭。

14、本发明技术方案之三：提供一种上述活性炭作为炭基肥前驱体在肥料制备中的应用。

15、本发明公开了以下技术效果：

16、本发明在热解过程中不需要注入惰性气体进行保护，通过热解反应得到的热解气和热解油燃烧产生的烟气达到少氧环境。

17、本发明通过热解产生的蒸汽和二氧化碳等气体对于热解炭活化，实现了无需惰性气体，由一步法制备得到高品质热解活性炭。并且热解活性炭可进一步制备为生物炭有机肥。

18、本发明通过一步法实现了抗生素菌渣的降解、热解、活化过程，此过程操作简单，能量消耗低。

19、本发明提供了一种抗生素菌渣的无害化、规模化综合处置方式。进一步将热解产生的高品质生物炭作为炭基肥前驱体利用，实现了对抗生素菌渣的规模化处置。本发明实现了菌渣降解、热解气化、活化的一体化技术集成，获得了处置方式过程简单、能源消耗低、产品品质高的技术路线。

20、本发明方法适用于多种菌渣的综合处置。

技术特征：

1.一种抗生素菌渣资源化处理方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解反应的温度为200～550℃，时间为0.5～2h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解气的成分包括h2、ch4、co和co2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解油的成分包括硅氧烷、酸、酮、醛、酚和胺。

5.一种如权利要求1～4任一项所述方法制备得到的活性炭。

6.一种如权利要求5所述的活性炭作为炭基肥前驱体在肥料制备中的应用。

技术总结本发明属于固体废弃物处理技术领域，涉及一种抗生素菌渣资源化处理方法。方法的步骤包括：将抗生素菌渣干燥后经热解反应得到热解气、热解油和热解炭；热解气为热解反应提供少氧环境，并与热解反应过程中产生的蒸汽对热解炭进行活化，得到产物活性炭；剩余热解气和热解油进行二次燃烧处理，燃烧产生的能量用于干燥抗生素菌渣和热解反应供能。该方法不仅能提升抗生素菌渣热解过程中产物的综合利用，还能够促进抗生素菌渣的无害化、规模化处理，得到高品质活性炭产品。技术研发人员：赵保峰,关海滨,张宇恒,韩淑媛,刘素香,朱地,乌兰巴日,冯翔宇,纪祥,宋安刚,徐丹受保护的技术使用者：山东省科学院能源研究所技术研发日：技术公布日：2024/2/25