一种高效处理养殖业畜禽粪便中抗生素的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高效处理养殖业畜禽粪便中抗生素的方法，属于生物环保技术领域。
【背景技术】
[0002]据统计，2002年我国畜禽粪便产生量约为18亿t，是工业固体废弃物的2.8倍左右，其中全国猪粪生产量为12亿t，占畜禽粪便总量的47%。预计到2018年，我国每年约有8000t兽用抗生素用于畜禽饲料添加剂，占全国抗生素饲料添加剂使用量的50%，其中四环素类抗生素在我国及全世界畜禽养殖业中的生产量与实际使用量均最大，被大量应用于畜禽养殖过程。然而，抗生素大多不能被完全吸收，大约有45%?95%以母体或代谢物的形式排出动物体外，进入土壤和水体环境，对土壤生态系统、水体生态系统的健康产生毒害，并通过食物链最终对人体健康产生危害。因此，畜禽粪便中残留抗生素对环境的污染和人类的危害已经引起了人们的高度重视。
[0003]目前人们在处理畜禽粪便中残留四环素类抗生素时，大多数采用的是堆肥化技术，堆肥技术是利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物，加上泥土和矿物质混合堆积，在高温、多湿的条件下，经过发酵腐熟、微生物分解而制成的一种有机肥料的方法。它虽然能够去除畜禽粪便中四环素类抗生素，但是处理效果不理想，去除率比较低，而且处理过程中影响因素比较多，不易控制，使得处理时间过长，不易操作。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前常用的堆肥化技术在处理过程中处理时间较长，且堆肥过程中影响因素较多，不易控制，导致去除效果不稳定的问题，提供了一种利用微生物发酵降解与化学处理相配合，快速降解四环素类抗生素的方法，使得畜禽粪便中残留抗生素去除率高，处理时间缩短，且操作简单，易于控制。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)将畜禽粪便放入烘箱中15?20min，温度设定为50?55°C，把干燥后的畜禽粪便与河道污泥按照质量比4:1进行混合，放入发酵池中，在发酵池底部铺设厚2?3cm的稻草，在稻草上部铺设厚I?2cm的炭化芦苇杆，在发酵过程中控制温度为32?35°C ;
(2)向上述发酵池中通入氧气，保证发酵池内气体中氧气体积含量为25?27%，发酵3?5天，然后向其中加入水，使其发酵物的含水量为40?50%，停止通入氧气，进行密封发酵6?7天，向其中加入发酵物质量的2?5%的白磷，保持温度不变，在发酵过程中，每I?3h向发酵池中加入发酵物质量的1.2?1.5%的葡萄糖量；
(3)将步骤(2)中发酵后的畜禽粪便引入氧化池中，向其中加入水淹没畜禽粪便，向其中加入碳铁混合剂和H2O2,其加入量与畜禽粪便质量比为2:1:1000，搅拌30?50min，加入质量分数为50?55 %的盐酸溶液，调节pH为3.7?4.6，搅拌10?15min，静置20?25min ； (4)上述静置结束后，在压力为1.3?1.SMPa的环境下，使用合纤维微孔滤膜对氧化池内的物质进行过滤，然后将过滤后的畜禽粪便烘干，检测其抗生素的含量即可。
[0006]所述的步骤(3)碳铁混合剂的制备方法为:
(1)取煤矸石放入粉碎机中进行，粉碎成50?70目粉末，然后将粉末放入容器中，向其中加入质量分数为30?40%硫酸溶液淹没粉末和煤矸石粉末质量分数的I?5%的娃烧偶联剂，温度设定为65?75°C，搅拌30?40min，转速设定为600?700r/min，然后过滤；
(2)将上述过滤后的煤矸石颗粒物放入容器中，把容器置于频率为700?850MHz的电磁波中，用高压高温气流负载150?200目的铁粉末对煤矸石颗粒物进行轰击，其铁粉末添加量为煤矸石颗粒物质量的40?50%，然后搅拌10?25min，即可。
[0007]所述的抗生素为四环素类抗生素。
[0008]所述的步骤(2)中高压高温气流为温度为350?400°C，气体罐为2.1?2.3MPa
的氢气。
[0009]本发明的有益效果是:
(O能够快速降解畜禽粪便中残留的四环素类抗生素，使得处理时间缩短了 45%?50% ；
(2)通过微生物发酵降解与化学处理相配合，使得畜禽粪便中残留的四环素类抗生素去除率达到95%以上；
(3)处理过程中影响因素少，易于控制，处理效果显著。
【具体实施方式】
[0010](I)将畜禽粪便放入烘箱中15?20min，温度设定为50?55°C，把干燥后的畜禽粪便与河道污泥按照质量比4:1进行混合，放入发酵池中，在发酵池底部铺设厚2?3cm的稻草，在稻草上部铺设厚I?2cm的炭化芦苇杆，在发酵过程中控制温度为32?35°C ;
(2)向上述发酵池中通入氧气，保证发酵池内气体中氧气体积含量为25?27%，发酵3?5天，然后向其中加入水，使其发酵物的含水量为40?50%，停止通入氧气，进行密封发酵6?7天，向其中加入发酵物质量的2?5%的白磷，保持温度不变，在发酵过程中，每I?3h向发酵池中加入发酵物质量的1.2?1.5%的葡萄糖量；
(3)将步骤(2)中发酵后的畜禽粪便引入氧化池中，向其中加入水淹没畜禽粪便，向其中加入碳铁混合剂和H202，其加入量与畜禽粪便质量比为2:1:1000，搅拌30?50min，加入质量分数为50?55 %的盐酸溶液，调节pH为3.7?4.6，搅拌10?15min，静置20?25min ；
(4)上述静置结束后，在压力为1.3?1.SMPa的环境下，使用合纤维微孔滤膜对氧化池内的物质进行过滤，然后将过滤后的畜禽粪便烘干，检测其抗生素的含量即可。
[0011]所述的步骤(3)碳铁混合剂的制备方法为:
(1)取煤矸石放入粉碎机中进行，粉碎成50?70目粉末，然后将粉末放入容器中，向其中加入质量分数为30?40%硫酸溶液淹没粉末和煤矸石粉末质量分数的I?5%的娃烧偶联剂，温度设定为65?75°C，搅拌30?40min，转速设定为600?700r/min，然后过滤；
(2)将上述过滤后的煤矸石颗粒物放入容器中，把容器置于频率为700?850MHz的电磁波中，用高压高温气流负载150?200目的铁粉末对煤矸石颗粒物进行轰击，其铁粉末添加量为煤矸石颗粒物质量的40?50%，然后搅拌10?25min，即可。
[0012]所述的抗生素为四环素类抗生素。
[0013]所述的步骤(2)中高压高温气流为温度为350?400°C，气体罐为2.1?2.3MPa
的氢气。
[0014]首先将四环素类抗生素含量为1.23mg/kg的畜禽粪便放入烘箱中15min，温度设定为50°C，按照总体质量100g，取干燥后的畜禽粪便SOg与河道污泥20g进行混合，放入发酵池中，在发酵池底部铺设厚2cm的稻草，在稻草上部铺设厚Icm的炭化芦苇杆，在发酵过程中控制温度为32°C ;然后向上述发酵池中通入氧气，保证发酵池内气体中氧气体积含量为25%，发酵3天，然后向其中加入水，使其发酵物的含水量为40%，停止通入氧气，进行密封发酵6天，向其中加入发酵物质量的2%的白磷，保持温度不变，在发酵过程中，每Ih向发酵池中加入发酵物质量的1.2%的葡萄糖量；接下来将上述步骤中发酵后的畜禽粪便引入氧化池中，向其中加入水淹没畜禽粪便，向其中加入碳铁混合剂和H2O2，其加入量与畜禽粪便质量比为2:1:1000，搅拌30min，加入质量分数为50%的盐酸溶液，调节pH为3.7，搅拌lOmin，静置20min ;最后上述静置结束后，在压力为1.3MPa的环境下，使用合纤维微孔滤膜对氧化池内的物质进行过滤，然后将过滤后的畜禽粪便烘干，检测其抗生素的含量即可。其中所述的碳铁混合剂的制备方法为首先取煤矸石放入粉碎机中进行，粉碎成50目粉末，然后将粉末放入容器中，向其中加入质量分数