抗生素菌渣处理处置技术焚烧肥料化饲料 [复制链接]

北极星固废网讯:研究背景

目前我国已成为世界最大的抗生素原料药生产与出口大国。据统计，年我国抗生素产量达到14.7万t，占全球市场总量的70%以上，其中青霉素工业盐、头孢菌素、土霉素和链霉素的年产量分别占全球产量的75%、80%、90%和90%。按照生产1t抗生素产生8～10t湿菌渣估算，年我国抗生素菌渣的产生量为万t。依据年修订后的《国家危险废物名录》，抗生素菌渣属于化学药品原料药生产过程中的培养基废物，须按危险废物进行管理。抗生素菌渣含有残留抗生素及代谢中间产物等，是一种特殊的危险废物，如处置不当，会对生态环境以及人体健康产生潜在的危害，其危害具有隐蔽性、滞后性、累计性、协同性和连带性等特点。

针对抗生素菌渣产生量大、处理难度大等现实问题，以及《制药工业污染防治技术*策》(征求意见稿)中提出的“鼓励开发发酵菌渣在生产工艺中的再利用技术、无害化处理技术、综合利用技术”*策建议，如何实现抗生素菌渣合理有效利用与安全处置成为了制药企业亟待解决的难题。

一摘要

我国是抗生素原料药生产大国，抗生素菌渣产生量大、处理难度大，且属于危险固废，其合理、安全处置是目前制药企业亟待解决的难题。对抗生素菌渣的焚烧、肥料化、饲料化、填埋、能源化及其他处理处置技术的现状进行了归纳和总结，并对抗生素菌渣处理处置技术的发展趋势进行了展望。

二抗生素菌渣的来源及特点

1.来源

在发酵类抗生素的生产过程中，菌渣产生于药物有效成分的提取工序，根据抗生素发酵细菌的生化特性不同，有效成分提取有两种方式：药物有效成分从发酵液中提取，菌渣被压缩为滤饼，直接作为固体废物排出；药物有效成分从菌丝体中提取，菌渣全部从提取工序排出。不论哪种提取工艺，抗生素菌渣的主要成分均为菌丝体、剩余培养基、代谢中间产物、有机溶媒以及少量残留的抗生素。

2.特点

抗生素菌渣的含水率在79%～92%，抗生素菌渣干基中的粗蛋白含量为30%～40%、粗脂肪含量为10%～20%，还有部分代谢中间产物、有机溶媒、钙、镁、微量元素和少量残留的抗生素，例如青霉素菌渣中含0.2%～0.4%的青霉素，土霉素菌渣中含0.25%～0.60%的土霉素；四环素菌渣中含0.3%～0.5%的四环素；洁霉素菌渣中含0.3%～0.4%的洁霉素。

三抗生素菌渣处理处置技术现状

1.焚烧技术

焚烧技术是一种高温热处理技术，废物在～℃的焚烧炉内进行氧化燃烧，被氧化或热解为小分子有机物或CO2，是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理处置技术。美国、欧盟等国家对于制药行业产生的固体废物多采用焚烧方法进行处置。我国华药集团、石药集团等大型制药企业也建设了抗生素菌渣焚烧处理装置。焚烧能在短时间大规模减少抗生素菌渣的总量，菌渣的体积可降至原来体积的5%以下，同时消除其中许多有害物质，并回收热量。该方法的缺点是抗生素菌渣的含水率高达70%～80%，热值较低，在焚烧过程中需要外加燃料，导致运行能耗和成本较高，如焚烧1t菌渣大约需元。同时，抗生素菌渣焚烧处理必须严格执行GB—《危险废物焚烧污染控制标准》，如果焚烧不当，易导致残留抗生素、二噁英等有*物质的多介质传播，造成二次污染。

由于危险废物专用焚烧炉处理能力一般都较小，难以与抗生素菌渣的处理量相匹配。加之处理成本高、尾气治理难度大等原因，目前我国采用焚烧技术处置抗生素菌渣的实例还较少。欧盟针对危险废物焚烧和高温窑炉共处置技术颁布了/76/EC《关于废物焚烧的指令》，美国年9月发布了工业锅炉、工业加热炉、盐酸生产炉处置危险废物过程中有害大气污染物的国家排放标准。而目前我国关于危险废物共处置技术的管理体系尚属空白，没有与之相关的法律、法规、标准和规范。可见，抗生素菌渣焚烧和高温窑炉的共处置技术将会是我国今后的发展方向之一。

2.肥料化技术

抗生素菌渣富含有机质、有机酸、氮、磷、钾和多种微量元素，尤其是菌渣中的蛋白含量高，可以用来制作有机肥。

华北制药集团利用HB菌渣、青霉素菌渣混合，通过微生物发酵使残留的青霉素及HB失去活性成为有机肥料。田间试验表明，该有机肥不仅能提高土壤肥力、增产，还能保证农产品品质安全。李路平等利用制药行业废水处理站污泥、Vc发酵渣液、抗生素菌渣和肌苷发酵渣液等混合发酵，加工成有机肥料，对玉米、水稻、芹菜等蔬菜和粮食作物增产效果显著。成建华等采用“中温预处理+生物发酵”制作有机肥工艺。屈凌波等申请了“大环内酯类抗生素菌渣无害化处理方法”的专利。刘大群等申请的发明专利是将一种农用玫瑰*链霉菌变种发酵液的废弃菌渣作为原料来生产微生物肥料。

利用抗生素菌渣做有机肥是一种适于推广应用的处置方式，但是如果抗生素菌渣处理不完全，生产的有机肥中可能含有残留的抗生素和代谢中间产物等，在有机肥使用过程中易在微生物及生物体内累积，形成抗药性，导致潜在的生态风险。因此，必须要对抗生素菌渣再生产品的安全使用问题进行评估。

3.饲料化技术

抗生素菌渣中优质蛋白质量分数为30%～40%，10多种人体常见的氨基酸以及丰富的微量元素，国内常见的做法是将抗生素菌渣进行无害化处理后生产蛋白饲料，喂养畜禽后长势良好。但利用抗生素菌渣生产的饲料及添加剂容易造成抗生素在肉、蛋、奶等畜禽产品中残留，诱发人畜共患病等隐患，美国农场出现的超级细菌就是很好的例证。该领域的研究重点是是