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热解温度对土霉素菌渣焦炭化学性质的影响

中国环境科学 2017年第3期37卷 1058-1065页

作者：洪晨王志强邢奕杨强司艳晓李益飞冯丽慧贾蒙蒙北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 中国科学院生态环境研究中心北京100085 北京科技大学工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室北京100083 清华大学环境学院北京100084

研究了热解温度对土霉素菌渣化学性质的影响.采用电子自旋共振(ESR)波谱、X射线光电子能谱(XPS)和碳-13核磁共振(13C NMR)波谱分析了土霉素菌渣及热解焦碳中自由基、碳官能团的变化.结果表明,土霉素菌渣中含有大量自由基,自由基浓度随... 详细信息

研究了热解温度对土霉素菌渣化学性质的影响.采用电子自旋共振(ESR)波谱、X射线光电子能谱(XPS)和碳-13核磁共振(13C NMR)波谱分析了土霉素菌渣及热解焦碳中自由基、碳官能团的变化.结果表明,土霉素菌渣中含有大量自由基,自由基浓度随热解温度的升高显著变化.热解温度为320℃时,焦碳中自由基浓度最高,为1.239×10^(19)spins/g.热解过程中,随着挥发分分解析出、缩聚反应加剧,土霉素菌渣及其热解焦碳中的自由基由含氧自由基、烃基自由基、含氮自由基向芳香碳自由基转化.土霉素菌渣的碳结构在热解中发生明显改变,甲氧基CH_3—O—、脂肪族C—C键、脂肪族C—O键以及羰基(C=O)基团断键,产生大量的芳香族C—C键、芳香族C—O键.热解温度为600℃时,焦碳中芳香族碳官能团(芳香族C—H、C—C、C—O键)的比例达到94.14%.

关键词：土霉素菌渣热解焦碳自由基碳官能团

土霉素菌渣源酵母菌的筛选及其培养条件的优化

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微生物学通报 2022年第8期49卷 3037-3048页

作者：倪巍洪钱斯日古楞周传文王红英大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034 中肽生物科技(大连)有限公司辽宁大连116034

【背景】随着制药行业的蓬勃发展,中国每年产生大量的抗生素菌渣,已造成了不可忽视的环境污染和资源浪费等问题。由于抗生素菌渣中含有丰富的蛋白质等有机物质,利用其蛋白质等进行二次生产或将成为解决抗生素菌渣处理问题的一种有效方... 详细信息

【背景】随着制药行业的蓬勃发展,中国每年产生大量的抗生素菌渣,已造成了不可忽视的环境污染和资源浪费等问题。由于抗生素菌渣中含有丰富的蛋白质等有机物质,利用其蛋白质等进行二次生产或将成为解决抗生素菌渣处理问题的一种有效方法。【目的】从土霉素菌渣中筛选出天然酵母菌菌株,并利用土霉素菌渣作为酵母菌生长的主要培养基成分,通过其培养条件的优化,实现土霉素菌渣的资源化利用。【方法】以土霉素菌渣为样品,运用稀释涂布法进行酵母菌的筛选,通过其形态学观察和18S rRNA基因序列分析等方法对菌株进行鉴定。通过单因素试验与Box-Behnken Design试验结合,对培养条件进行优化,确定筛选菌株在以土霉素菌渣为主要成分培养基中的最佳生长条件。【结果】筛选的土霉素菌渣源酵母菌为一株希腊接合囊酵母菌(Zygoascus hellenicus)Y1,其最佳培养条件为:土霉素菌渣添加量为5%,葡萄糖添加量为0.5%,接菌量为2%,在pH 5.0、32℃、160 r/min条件下培养24 h。【结论】筛选到一株希腊接合囊酵母菌Y1,该菌能够很好地利用土霉素菌渣进行生长,实现了土霉素菌渣的资源化利用,大大减少了菌渣的排放,也为后续制备菌渣酵母膏奠定了基础。

关键词：土霉素菌渣酵母菌菌种鉴定培养条件优化

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碳酸钾化学活化法制备土霉素菌渣活性炭研究

南京理工大学学报 2012年第6期36卷 1070-1074页

作者：周保华高勤郭斌朱能天津大学环境科学与工程学院天津300072 河北科技大学环境科学与工程学院河北石家庄050018

为了解决制药行业土霉素菌渣处置的难题,该文以土霉素菌渣为原材料,K2CO3为活化剂,采用化学活化法制备土霉素菌渣活性炭。通过电镜扫描和氮气吸附对较佳条件下制备的活性炭特性进行了表征。实验得出制备土霉素菌渣活性炭的较佳工艺条件... 详细信息

为了解决制药行业土霉素菌渣处置的难题,该文以土霉素菌渣为原材料,K2CO3为活化剂,采用化学活化法制备土霉素菌渣活性炭。通过电镜扫描和氮气吸附对较佳条件下制备的活性炭特性进行了表征。实验得出制备土霉素菌渣活性炭的较佳工艺条件为:活化温度800℃,活化时间3 h,活化比1∶3。该活性炭的苯酚吸附值为215 mg/g,比表面积达1 593.09 m2/g,亚甲基蓝吸附值为117 mg/g。该活性炭孔结构丰富,主要以微孔为主,平均孔径为1.09 nm,微孔孔容为0.54 cm3/g,中孔孔容为0.27 cm3/g。

关键词：土霉素菌渣活性炭碳酸钾制备化学活化法

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体系含固率对土霉素菌渣厌氧消化的影响

环境工程学报 2022年第7期16卷 2347-2355页

作者：李月钟为章牛建瑞秦学陈赛男丁雅婷河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

针对抗生素菌渣危害性大、处理处置困难等的问题,采用厌氧消化技术可在降低污染物的同时产生清洁能源,是实现抗生素菌渣减量化、资源化和无害化处理的重要途径。含固率(TS)是厌氧消化的重要影响因素之一,通过改变体系的含固率,研究其对... 详细信息

针对抗生素菌渣危害性大、处理处置困难等的问题,采用厌氧消化技术可在降低污染物的同时产生清洁能源,是实现抗生素菌渣减量化、资源化和无害化处理的重要途径。含固率(TS)是厌氧消化的重要影响因素之一,通过改变体系的含固率,研究其对土霉素菌渣厌氧消化系统的影响。结果表明,系统内氨氮、挥发性脂肪酸(VFAs)均随TS的增加而增加,当氨氮浓度大于2000 mg·L^(-1)、VFAs大于4000 mg·L^(-1)时,会对系统产生明显的抑制作用。系统稳定性能、产气效率以及有机物去除效率均随TS的增加而降低。TS为4%的反应组在各方面均优于其他组,且其中残留的土霉素去除效率最高,可基本实现菌渣的无害化处理。对体系内优势微生物群落进行分析发现,产甲烷菌的优势菌群以Methanosarcinaceae和Methanosaetaceae为主,可知,土霉素菌渣的厌氧发酵以乙酸型发酵为主。本研究结果可为厌氧消化技术在抗生素菌渣处理处置中的应用提供理论参考。

关键词：厌氧消化含固率土霉素菌渣残留土霉素优势菌群

复合菌剂对土霉素菌渣好氧堆肥腐熟及微生物群落结构影响

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环境工程学报 2022年第8期16卷 2672-2681页

作者：陈赛男钟为章牛建瑞秦学宁志芳李月河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

针对抗生素菌渣中抗生素残留难处理的问题,采用好氧堆肥法将其制成有机肥料,以实现其无害化处理及资源化利用。通过将复合菌剂添加到好氧堆肥体系中,研究其对堆体理化性质、肥效、毒性和微生物群落的影响。结果表明,添加复合菌剂最高温... 详细信息

针对抗生素菌渣中抗生素残留难处理的问题,采用好氧堆肥法将其制成有机肥料,以实现其无害化处理及资源化利用。通过将复合菌剂添加到好氧堆肥体系中,研究其对堆体理化性质、肥效、毒性和微生物群落的影响。结果表明,添加复合菌剂最高温度可达70.55℃,比对照组高温期延长了5 d,减少了氮源流失,有机质降解率提高了5.56%,土霉素降解率高达98.86%,使堆肥产品达到安全水平。此外,复合菌剂提高了堆肥中放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度,与堆体升温正相关的嗜热菌属(Thermophilic bacteria genera)丰度显著增加(P菌渣在堆肥中的应用提供参考。

关键词：土霉素菌渣好氧堆肥复合菌剂土霉素降解微生物群落

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土霉素菌渣降解菌的筛选及应用条件优化

生物学杂志 2022年第3期39卷 83-87页

作者：康润泽钱斯日古楞倪巍洪杜欣欣于耀东王红英大连工业大学生物工程学院大连116034

从土霉素生产菌渣中筛选出两株耐土霉素的霉菌M-1、M-2,对两株菌的酸、碱及土霉素的耐受性进行了研究,并以土霉素生产菌渣作为主要培养基成分,对其培养条件进行优化,同时考察两种菌株的产蛋白酶能力以及对土霉素生产菌渣活性成分的转化... 详细信息

从土霉素生产菌渣中筛选出两株耐土霉素的霉菌M-1、M-2,对两株菌的酸、碱及土霉素的耐受性进行了研究,并以土霉素生产菌渣作为主要培养基成分,对其培养条件进行优化,同时考察两种菌株的产蛋白酶能力以及对土霉素生产菌渣活性成分的转化能力。结果表明:两种菌株在pH 3~7的培养基中均生长良好,其中霉菌M-1的耐酸性优于菌株M-2;1800 u/mL以下的土霉素浓度对两种菌株的生长没有产生明显的抑制作用;以5%菌渣悬浮液为培养基对菌株进行培养时,两种菌株均表现出较好的产蛋白酶特性,菌株M-1在最优培养条件下其产蛋白酶活力达到99.33 u/mL,菌株M-2达到44.41 u/mL;经菌株M-1发酵处理的菌渣蛋白质转化率达到12.79%,菌株M-2的蛋白质转化率也达到了3.65%;菌株M-1和M-2的最优菌渣转化条件分别为40 mL/250 mL装液量,菌渣添加量为10%,5%接种量,pH值6.0,30℃,摇床转数160 r/min培养168 h;100 mL/250 mL装液量,菌渣添加量为5%,接种量为9%,pH值6.5,30℃,摇床转数160 r/min,培养144 h。

关键词：蛋白酶土霉素菌渣接种量酶活转化率

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土霉素菌渣活性炭的制备及应用研究

土霉素菌渣活性炭的制备及应用研究

作者：高勤河北科技大学

学位级别：硕士

F 众所周知，制药行业在国民经济中起到了不可或缺的作用。2009年，我国抗生素年产生量大约为14.7万吨，位列世界第一，菌渣的年产生量约100多万吨。过去，这些菌渣一直作为饲料或者饲料添加剂，现在菌渣被列为危险废物。因此，对于... 详细信息

F 众所周知，制药行业在国民经济中起到了不可或缺的作用。2009年，我国抗生素年产生量大约为14.7万吨，位列世界第一，菌渣的年产生量约100多万吨。过去，这些菌渣一直作为饲料或者饲料添加剂，现在菌渣被列为危险废物。因此，对于菌渣的处理国内外尚无切实可行的技术手段，这成为制药行业可持续发展的瓶颈。本文以土霉素菌渣为原料，采用化学活化法制备土霉素菌渣活性炭。在土霉素菌渣特性研究的基础上，本实验研究了制备土霉素菌渣活性炭的最佳工艺条件，并对该活性炭进行了特性表征;同时实验还进一步研究了活性炭对苯酚废水以及甲醛气体的吸附。首先，通过对土霉素菌渣进行（工业分析、元素分析、重金属含量分析、无机成分分析、多环芳烃分析以及热值分析）特性分析，表明土霉素菌渣制备活性炭是可行的。其次，本文以碘吸附值、比表面积、亚甲基蓝吸附值以及得率为性能指标探讨了在不同活化温度、活化时间、活化比条件下对制备活性炭的影响，在单因素实验的基础上进行正交实验，从而确定了其最佳工艺条件。其最佳工艺条件为活化温度800°C、活化时间3h、活化比1:3，在该条件下得到的活性炭的碘吸附值为1002.96mg/g，比表面积为1593.09m~2/g，亚甲基蓝吸附值为117.0mg/g，产率为20.6%。通过扫描电镜分析、孔结构分析、傅里叶红外分析以及X射线衍射分析对土霉素菌渣活性炭进行了表征，分析其表面形态特征、微观结构以及表面官能团等。结果表明，土霉素菌渣活性炭孔结构丰富，而且表面官能团对于其吸附性能具有一定的影响。再次，采用最佳工艺条件下制备的活性炭吸附苯酚溶液，并对吸附动力学以及吸附机理进行了研究。实验考察了影响吸附的主要因素，包括接触时间、苯酚溶液温度、活性炭用量、苯酚溶液的初始浓度、pH值等。实验结果表明：除苯酚溶液温度外，其它实验因素对活性炭的吸附均有较明显的影响。而且实验分别采用Langmuir吸附等温线模型和Freundlich吸附等温线模型对实验数据进行了研究，结果表明Langmuir吸附等温线模型能较好地描述苯酚溶液在活性炭上的吸附平衡。采用准一级吸附动力学模型和准二级吸附动力学模型对实验数据进行了研究，结果表明准二级动力学模型能更好地描述吸附过程。土霉素菌渣活性炭对苯酚溶液的吸附机理可以从两方面分析，即孔结构的作用和表面官能团的作用。该活性炭丰富的微孔结构以及表面含有的C≡C和C=C官能团大大促进了活性炭对苯酚的吸附。最后，研究了不同条件下，最佳工艺条件制备的活性炭对甲醛气体的吸附。研究结果表明在活性炭的粒径为20目，甲醛气体流速为4.5m~3/h，温度为30°C条件下活性炭对甲醛气体的吸附效果最好。同时对活性炭吸附甲醛气体的机理进行了探讨，活性炭丰富的微孔和巨大的比表面积，及活性炭表面含有的官能团，可以提高活性炭对甲醛气体的吸附。

关键词：土霉素菌渣特性制备苯酚溶液甲醛气体吸附

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土霉素菌渣的电子束辐照处理研究

土霉素菌渣的电子束辐照处理研究

作者：熊强南华大学

学位级别：硕士

抗生素菌渣是一种特殊的制药残渣,已被列入危险废物,主要的有害成分是抗生素残留,如何有效去除有害成分、减小对环境的危害是当前需要解决的问题。电子束辐照技术在降解水体中的抗生素方面具有快速、高效的特点,将其应用于抗生素菌渣的... 详细信息

抗生素菌渣是一种特殊的制药残渣,已被列入危险废物,主要的有害成分是抗生素残留,如何有效去除有害成分、减小对环境的危害是当前需要解决的问题。电子束辐照技术在降解水体中的抗生素方面具有快速、高效的特点,将其应用于抗生素菌渣的处理是一种不错的选择。本研究采用电子束辐照对土霉素菌渣进行处理,从菌渣的土霉素降解影响因素、有机物成分变化、生物毒性变化、理化性质变化和危险特征判别五个方面开展研究。主要研究结论如下:(1)辐照剂量、辐照厚度和环境条件对土霉素降解的影响。随着辐照剂量增加土霉素的降解效果越好,但是土霉素的降解速率变缓;辐照厚度1cm比2cm的土霉素降解效果要好,但是土霉素去除率相差不大;菌渣在采用Na OH消解后土霉素的去除效果最好,其次是HO消解,而HSO消解后土霉素的去除效果最差。(2)土霉素菌渣在辐照前后的有机物成分变化特征。液相色谱质谱法在未辐照菌渣中筛查出10种有机物,辐照后被降解的有机物有2种,新出现的中间产物有3种。气相色谱质谱法的有机物总离子流图表明辐照后菌渣的非挥发性有机物成分发生变化,而挥发性有机物成分基本不变。菌渣在辐照前后均出现了-OH、-CH、-CH-、C≡C、C=C、-COO-、C-C、C-N和苯环的官能团特征,其中-CH、-CH-、C≡C、C-N和苯环基团在辐照后减少。(3)土霉素菌渣的生物毒性在辐照过程的变化。随着辐照剂量增加,菌渣的生物毒性逐渐减小。未辐照菌渣的生物毒性等级为重毒性,在100k Gy以后毒性等级为中毒性。(4)土霉素菌渣的理化性质在辐照过程的变化。未辐照菌渣的p H值为4.38,辐照后p H值出现下降;重金属元素检测出Ni、As、Zn,而Cd、Cr、Cu、Pb、Hg未检出;无机阴离子检测出F、Cl、SO和NO,而NO未检出;随着辐照剂量增加Ni、As、Zn、F、Cl和NO浓度基本不变,而SO浓度有所增加;CN只在未辐照和20k Gy时检出,在50k Gy以后未检出;辐照前后菌渣的挥发分含量均在70%以上,灰分含量在10%左右,固定碳在11%～14%之间。(5)辐照前后土霉素菌渣的危险特征判别。辐照前后的菌渣都没有出现超出标准限值的污染物,但是土霉素有一定的残留,其危险特征均是抗生素残留具有的生物毒性。

关键词：土霉素菌渣电子束辐照抗生素危险废物

土霉素菌渣的减量化及菌渣溶液的生物处理研究

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土霉素菌渣的减量化及菌渣溶液的生物处理研究

作者：宁高阳兰州交通大学

学位级别：硕士

土霉素是常见的兽用抗生素,其发酵生产过程会产生大量残留废弃物,即土霉素菌渣。土霉素菌渣作为一种危险废物,在对其如何处理上是各相关企业面临的难题。本论文以土霉素菌渣为研究对象,提出一种创新型的菌渣处理模式并进行试验研究,菌... 详细信息

土霉素是常见的兽用抗生素,其发酵生产过程会产生大量残留废弃物,即土霉素菌渣。土霉素菌渣作为一种危险废物,在对其如何处理上是各相关企业面临的难题。本论文以土霉素菌渣为研究对象,提出一种创新型的菌渣处理模式并进行试验研究,菌渣试验前被调节成98%的含水率,试验方法采用碱-水热预处理后接ASBR-SBR组合工艺的生物处理,前半部分试验探究不同反应条件对菌渣减量效果的影响及对土霉素的去除效果,后半部分试验探究对菌渣碱-水热处理尾液进行生化处理的最佳条件。为土霉素菌渣的安全、高效处理提供理论支持及技术参考。对菌渣进行碱-水热处理,结果如下:(1)正交试验结果表明,不同因素对SS减量率影响大小排序为:反应温度>碱投加量>反应时间。通过条件优化试验,确定了最佳反应时间为2h。(2)SS减量率最大的试验条件是碱投加量0.12 gNaOH/gTS、反应温度120℃、反应时间2h,该条件下SS减量率平均达44.13%,SS含量从平均18941 mg·L降至平均10583 mg·L。(3)TS减量率最大的试验条件是碱投加量0.10gNaOH/gTS、反应温度120℃、反应时间2h,该条件下TS减量率平均达14.40%,TS含量从平均19023 mg·L降至平均16284 mg·L。(4)土霉素减量率最大的试验条件是碱投加量0.08 gNaOH/gTS、反应温度120℃、反应时间2h,该条件下土霉素平均减量率在99.99%以上,土霉素含量从平均1.415mg·mL降至平均0.0002 mg·mL。(5)TCOD反应前后变化不大,约为18927～20418 mg·L,而SCOD反应前后变化显著,反应前SCOD约为884～1036 mg·L,反应后大量溶出,平均溶出率最大的条件是碱投加量0.12 gNaOH/gTS、反应温度120℃,反应时间2h,该条件下COD溶出率平均达45.82%,SCOD含量从平均976 mg·L升高至平均9920 mg·L。(6)氨氮溶出率最大的试验条件是碱投加量0.14 gNaOH/gTS、反应温度75℃、反应时间2h,该条件下氨氮溶出率平均达728.2%,氨氮含量从平均36.9 mg·L升高至平均305.6 mg·L。(7)硝氮溶出率最大的试验条件是碱投加量0.14 gNaOH/gTS、反应温度75℃、反应时间2h,该条件下硝氮溶出率平均达353.4%,硝氮含量从平均22.6 mg·L升高至平均102.3 mg·L。(8)总氮溶出率最大的试验条件是碱投加量0.14 gNaOH/gTS、反应温度120℃、反应时间2h,该条件下总氮溶出率平均达918.8%,总氮含量从平均72.0 mg·L升高至平均733.1 mg·L。对碱-水热处理后的菌渣混合液进行生物处理,采用ASBR-SBR组合工艺。ASBR进水浓度分为5个阶段,以COD为参考标准,进水COD随阶段数增加逐渐提高。ASBR反应周期为4d,而SBR进水为ASBR的出水,反应周期为3h。试验结果如下:(1)COD在ASBR的厌氧反应过程中得到大量去除。整体来说,COD减量率在第V阶段达到最大。其中,反应1d时COD减量率平均为26.1%,反应2d时COD减量率平均为42.2%,反应3d时COD减量率平均为51.9%,反应4d时COD减量率平均为55.5%,COD减量效果良好。(2)氨氮在ASBR厌氧处理过程中仅略有降低,而在SBR硝化过程中,氨氮起始含量平均为19.2 mg·L,硝化0.5h平均降至8.0 mg·L,硝化1h后平均降至2.8 mg·L,1h减量率平均达85.2%。(3)硝氮在ASBR和SBR进水中含量均较低。其中,在ASBR的厌氧反应过程中,硝氮含量由反应起始时平均3.8 mg·L降至反应4d后平均1.8 mg·L。在SBR硝化过程中,硝氮起始含量平均为2.0 mg·L,硝化0.5h后平均升至4.6 mg·L,硝化1h后升至7.9 mg·L;反硝化1h平均降至2.9 mg·L,反硝化2h后平均降至2.3 mg·L。(4)总氮在ASBR-SBR组合工艺的反应过程中持续降低。ASBR进水总氮含量平均为109.3 mg·L,反应1d后平均为92.5 mg·L,反应2d后平均为76.2 mg·L,反应3d后平均为65.2 mg·L,反应4d后平均为61.7 mg·L;SBR进水总氮含量平均为31.4mg·L,硝化1h后略微升高至33.9 mg·L,而后在反硝化过程中持续降低,反硝化2h后降低至23.5 mg·L。

关键词：土霉素菌渣碱-水热处理减量化生物处理