水熱預處理提高抗生素菌渣厭氧消化甲烷化.pdf

1、抗生素菌渣是抗生素發(fā)酵生產過程產生的一種生物質廢棄物，其有機成分主要由菌絲體和殘留發(fā)酵原料構成。由于富含蛋白質和糖類等營養(yǎng)成分，曾經的主要利用方式是經干燥處理后作為動物飼料添加劑或者作為土壤改良劑，但由于其中殘留抗生素，易在動植物體內及肉、蛋內形成抗生素積累，存在嚴重的安全隱患，我國已經在2008年將抗生素菌渣列位危險廢棄物，嚴格禁止飼料和肥料利用，要求其排放前必須進行無害化處理。抗生素菌渣高含水且難以機械脫除、加之抗生素殘留對常規(guī)生物

2、質固廢處理的限制作用，迄今還沒有形成有效的技術對其加以處理和資源化。研發(fā)安全地、有效地處理各種抗生素菌渣的方法，是當前急需解決的一個任務。
　　以頭孢菌素C菌渣為原料，本論文開展了其水熱預處理結合厭氧發(fā)酵甲烷化的研究，主要研究內容及成果如下：
　　首先，開展不同條件下菌渣水熱預處理實驗，并考察了菌渣的產氣潛力。不同水熱處理條件為：處理溫度80 ℃、120 ℃、160 ℃、180 ℃，處理時間0min、30min、60min。

3、經過水熱預處理后菌渣中的固體物質的干燥性、脫水性有了明顯改善，尤其是代表可生化能力的SCOD有了明顯的提高，這意味著經過水熱處理之后具有更高的產甲烷的潛力。厭氧消化實驗結果顯示，在優(yōu)化的條件120 ℃、60min下進行水熱處理后，菌渣產氣量（290mlCH4/ g VS）達原料的3倍。
　　其次，為降低水熱預處理強度，開展了低溫水熱處理產氣研究，并針對低溫水熱產量低的問題，進行了加堿強化的研究。低溫水熱處理條件：溫度60 ℃、80

4、 ℃、100 ℃；處理時間0min、60min、120min。堿熱條件為：在80 ℃、60 min和100 ℃，60 min的水熱條件下，加NaOH0.04g/gTS。發(fā)現延長處理時間并沒有明顯的提高產氣量，但堿熱有一定的改善效果。100 ℃、60min水熱處理時加堿比相同水熱條件下提高20 ml CH4/gTS，產氣量213 ml CH4/ gVS。
　　最后，進行了不同濃度和不同接種量時產沼氣實驗研究，探究消化過程中抑制的因素

5、并獲得及消除方法。按照處理后的菌渣（水熱處理條件：120 ℃30min）與接種物體積比為1:5,2:4,3:3的比例進行消化，結果發(fā)現，由于菌渣中的蛋白質在水熱和發(fā)酵當中會產生大量的氨氮引起的氨氮抑制作用，隨消化基質濃度升高，產氣量降低，當接種體積比3:3時，氨氮濃度超過2800mg/L）消化失敗。針對高濃度氨氮抑制作用，采用了沸石吸附法、物理吹脫法、化學法（水熱處理的同時加CaO，之后進行物理吹脫除氨氮）進行了除氨氮實驗，結果表明，氨