[發明專利]一種快速降解畜禽糞便四環素類抗生素的厭氧堆肥裝置及方法

有效

• 申請號: 201611259381.0
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106699244B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 汪華;儲意軒;方程冉;吳新楷;姜瀾慧
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: C05F3/06
• 分類號: C05F3/06;C02F11/04;C02F103/20
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 黃平英

本發明公開了一種快速降解畜禽糞便四環素類抗生素的厭氧堆肥裝置及方法，裝置包括：水浴鍋；置于所述水浴內的厭氧發酵罐，所述發酵罐內設有測溫裝置；以及與所述厭氧發酵罐排氣口相連的集氣裝置。方法包括：(1)將畜禽糞便與經磨碎的調理劑混合均勻，得混合堆料；(2)混合堆料進行厭氧堆肥，堆肥過程中避光，堆肥過程中的溫度通過水浴控制至25℃～70℃；堆肥時間為10～20天。本發明解決了當前畜禽糞便等有機固體廢棄物處理及資源化技術存在的抗生素環境污染、難降解、資源利用率低的問題。

技術領域

本發明屬于有害廢棄物無害化和資源化利用領域，具體涉及一種可降解畜禽糞便中抗生素的厭氧堆肥裝置及方法。

背景技術

抗生素是真菌、放線菌或細菌等微生物在其代謝過程中產生的具有殺滅或抑制其他微生物作用的一類化學物質。自20世紀50年代美國食品與藥物管理局首次批準抗生素用作飼料添加劑后，飼用抗生素用量在全球范圍內迅速增長。我國是世界上最大的抗生素生產國和消費國之一，據估計，目前我國每年抗生素的使用量達到21萬噸，位居世界首位，其中約有46.1％用于畜禽養殖業，相當于美國1999年畜禽業使用量的4倍。

目前，每年畜禽排放出的糞便多達25億噸多是工業固體固體廢物的兩倍多。張樹清、Halling-Sorensen、Gulknwska等研究表明，動物使用抗生素后，只有少量被動物吸收利用，有25％～75％甚至70％～90％經消化道隨畜禽糞便、尿液排出體外。一部分隨養殖廢水進入污水廠，而抗生素在污水處理廠的去除率并不高，導致大量抗生素通過淋濾、地表徑流等進入地表水和地下水，對水生生物造成各種毒害，引起河流抗生素污染，威脅人類飲用水安全；另一部分作為有機肥施入農田，導致土壤抗生素污染，破壞土壤微生物的群落結構和功能，并對農作物吸收累積，并通過食物鏈傳遞，影響植物、動物和微生物的正常生命活動，最終威脅人類的健康。大量抗生素進入環境中還會誘發病原體耐藥性，導致耐藥性致病菌的產生和擴散，由此引起的環境污染和生態毒性已逐漸成為人們普遍關注的一個社會問題。因此我們要深刻認識到濫用抗生素的危害，在畜禽糞便利用之前有必要采取措施去除其中的抗生素殘留，以達到經濟效益和安全健康的雙重保障。

在世界各國包括中國，畜禽糞便常作為有機肥用于農田里，雖然畜禽糞便能給農作物提供各種營養物質、改善土壤質量，但是它們的土地應用提高了水土污染的風險，它們可能含有病原體和不穩定物質，如有機氮、可溶性磷和各種抗生素殘留在畜禽糞便中。Rynk、Kuchta等研究表明當畜禽糞便中的抗生素進入土壤或湖泊中能相對穩定的存在5-9個月。抗生素長期存在于環境中對公眾和生態健康帶來巨大的潛在風險。

堆肥法是常見的糞便資源化、無害化手段，長久以來在國內外廣泛地被研究和應用。近年來在對畜禽糞便堆肥去除抗生素研究中多集中在磺胺類，而對四環素類抗生素鮮有報道，尤其是厭氧堆肥對畜禽糞便中四環素類抗生素的的降解只有零星研究。

厭氧堆肥法是畜禽糞便的主要處理方式之一，通過厭氧消化可以有效的減輕污染物環境負荷，并回收可利用的生物質能源。因此，在厭氧堆肥過程中，探明畜禽糞便堆肥過程四環素類抗生素轉化降解的主控因子與關鍵參數，為開發畜禽養殖廢棄物抗生素生態風險削控技術提供技術依據。

發明內容

為了克服當前畜禽糞便等有機固體廢棄物處理及資源化技術存在的抗生素環境污染、難降解、資源利用率低的問題，本發明要解決的第一個技術問題是提供一種可快速降解畜禽糞便中四環素類抗生素的厭氧堆肥裝置。

一種實驗室用快速降解畜禽糞便四環素類抗生素的厭氧堆肥裝置，包括：

水浴鍋；

置于所述水浴內的厭氧發酵罐，所述厭氧發酵罐內設有測溫裝置；

以及與所述厭氧發酵罐的排氣口相連的集氣裝置。

本發明裝置用于對畜禽糞便進行厭氧堆肥處理，關鍵在于通過水浴鍋控制堆肥中心處溫度，快速降解畜禽糞便中的四環素類抗生素。