头孢菌素菌渣厌氧消化处理技术研究

【摘要】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，但同时也产生大量的抗生素菌渣。自从2008年抗生素菌渣被国家列为危险废物后，现阶段并没有找到一种低能耗、低污染、高效率的处理处置抗生素菌渣的方法，抗生素菌渣的处理处置问题已成为我国制药行业发展的瓶颈。本文以头孢菌素菌渣为研究对象，采用碱热联合预处理方法提高头孢菌素菌渣中溶解性有机物的含量，并通过生物化学产甲烷潜能实验（BMP）评价预处理前后头孢菌素菌渣的可生化性，确定最佳预处理条件；并在此基础上将预处理前后头孢菌素菌渣进行厌氧消化试验，确定厌氧消化处理头孢菌素菌渣的工艺控制参数；同时开展餐厨垃圾强化菌渣厌氧消化试验研究，为头孢菌素菌渣的有效处理处置提供技术参考。主要试验结论如下：在对头孢菌素菌渣基本理化特性分析的基础上，开展菌渣的碱热联合预处理试验研究，考察其对菌渣的破胞效果，结合BMP试验对预处理前后的菌渣的可生化性进行评价。通过正交试验分析确定最优水平为预处理温度75°C、加碱量6%、预处理时间30min，此条件下的产气量和产气率为495mL和0.27L/gVSadded，是未经过预处理头孢菌素菌渣的3.54倍。预处理前后的头孢菌素菌渣中温厌氧消化处理试验结果表明，对比五个不同有机负荷的运行情况确定预处理后头孢菌素菌渣厌氧消化的最高有机负荷为4gVS/(Ld)，在此条件下菌渣VS去除率为51.8%，日平均沼气产量和日平均沼气产率分别为5.03L/d和0.252L/(gVSaddedd)，运行良好。但是，由于菌渣碳氮比较低，该厌氧消化反应器内的氨氮呈升高的趋势，当氨氮浓度超过3000mg/L时，出现抑制产甲烷的现象。为解决头孢菌素菌渣碳氮较低而导致系统中氨氮累积抑制厌氧消化的问题，采用碳氮比较高的餐厨垃圾与其进行混合厌氧消化。通过比较5个不同碳氮比下头孢菌素菌渣和餐厨垃圾混合厌氧消化试验结果，加入餐厨垃圾平衡碳氮比能有效提高沼气产率、VS去除率，解决高浓度氨氮的抑制作用的问题。试验表明碳氮比为20/1和25/1时反应器运行效果较好其有机负荷为4gVS/(Ld)，最终沼气产量和产率分别为6.38L、0.32L/gVSaddedd和6.68L、0.334L/gVSaddedd。但本试验考虑以处理头孢菌素菌渣为主，所以选取最优碳氮比为20/1。
【作者】尹青；
【导师】李再兴；
【作者基本信息】河北科技大学，环境科学与工程，2014，硕士
【关键词】头孢菌素菌渣；厌氧消化；碱热预处理；生物化学产甲烷潜能；混合厌氧消化；

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