抗生素菌渣利用处置技术现状及对策建议

2017年9月
J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y
第18期
收稿日期:2017-08-16
作者简介:王丽君(1982—)
,女,硕士,工程师,主要从事危险废物管理工作。

王丽君
(宁夏回族自治区固体危险废物和化学品管理局,宁夏银川750011
)摘要:指出了抗生素菌渣作为危险废物,具有产生量大、处理难度大、对环境隐形危害大等特点,如何合理及安全处置抗生素菌渣已成为国内制药企业亟待解决的难题。

阐述了我国抗生素菌渣的利用处置技术发展现状,并结合宁夏抗生素菌渣的产生、利用处置情况,对其利用处置的监督管理提出了建议。

关键词:抗生素菌渣;危险废物;利用处置中图分类号:X 705 文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2017)18-0152-03
1 引言
抗生素菌渣是制药行业中经微生物发酵后产生的废弃物。

我国作为世界上最大的抗生素原料药生产大国,每年产生大量抗生素菌渣,其成分复杂,含有菌丝体、未利用完培养基、发酵代谢产物、培养基降解物和少量抗生素等药物成分,直接排放将会给自然生态环境带来致命破坏,对人体健康构成潜在威胁。

2002年国家禁止将抗生素菌渣作为饲料或饲料添加剂使用,2008年将其列入《国家危险废物名录》作为危险废物管理,
2016年名录修订,抗生素菌渣作为危险废物的属性再次得到确认,归属于HW 02医药废物类。

如何安全有效处置抗生素菌渣,已成为摆在抗生素生产企业面前亟需解决的难题。

2 抗生素菌渣主要来源及特点
2.1 主要来源
抗生素菌渣是将抗生素产生菌如青霉菌、链霉菌等接种在固体或液体培养基上,经多级纯种培养,再将抗生素提取后脱水处理得到的干燥物,主要来自于药物提取工序,包括发酵液提取和菌丝提取,两种方式均会产生大量的抗生素菌渣[
1
]。

2.2 主要特点
抗生素底物成分主要为大豆、玉米、淀粉等原料,在发酵、生产和提取过程中,需添加培养基、提取药物、酸化剂、絮凝剂等各类药剂
[2
],这些药剂大量残留于抗生
素菌渣中。

不同抗生素品种,因工艺不同菌渣成分多种
多样,即使是同种抗生素,工艺不同菌渣具体成分也各
有不同。

因此,抗生素菌渣无害化处理工艺复杂,在分
离和去除有害成分方面存在难度。

3 我国抗生素菌渣利用处置现状
3.1 焚烧
焚烧是目前国内外抗生素菌渣处置主流应用技术,通过高温焚烧可将菌渣中的有害成分热解为无害的小
分子有机物和二氧化碳,产生的热量可回收利用,具有处理效率高、资源可回收、工艺简单等优点。

3.2 填埋
填埋是一种低成本抗生素菌渣处置方式。

抗生素菌渣作为危险废物,必须填埋于安全填埋场,但填埋存在菌渣中部分成分难以自然降解,对环境具有潜在威胁性、含水量高、填埋所需场地面积大、处置成本高等问题,且无法实现抗生素菌渣中有机物和能量的回收,不符合固体废物综合利用发展方向,目前极少有企业采用填埋方式安全处置抗生素菌渣。

3.3 饲料化
分析数据显示[3
],抗生素菌渣中蛋白质含量约为
30%~40%,
含有多种人体内常见的氨基酸及微量元素,国内企业以前常将抗生素菌渣处理后用于生产动物蛋白饲料,但后续发现以抗生素菌渣为原料生产的动物饲料及添加剂容易造成抗生素在肉、蛋、奶等畜禽产品中的残留,存在引发人畜共患病等食品安全隐患,因此2002年国家将抗生素菌渣列入《
禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录》,禁止作为饲料或饲料添
加剂使用。

3.4 肥料化综合利用
抗生素菌渣中含有大量有机物,通过无害化处理后可直接作为肥料应用于农业生产。

河北省华北制药集团、石药集团等企业通过抗生素菌渣肥料化处理,实现了抗生素菌渣回收利用,提高了企业利润[
4
]。

抗生素菌渣有机肥综合利用作为一种较适于推广应用的处置方
式,存在若菌渣处理不完全、有机肥可能含有残留抗生素和代谢中间产物,在微生物及生物体内累积形成抗药
性的潜在生态风险。

因此,抗生素菌渣有机肥产品的安全性尚需进一步评估。

3.5 能源化
抗生素菌渣中含有大量有机成分,可通过厌氧消化处理沼气回收技术、热解回收可燃气体和燃油技术等能源化技术实现资源化回收利用[5
]。

其中,厌氧消化技术
是将抗生素菌渣在高温环境中使用厌氧菌消化,将其中的有机成分转化为沼气,沼气可用于燃烧供热,沼气残
2
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王丽君椇抗生素菌渣利用处置技术现状及对策建议环境与安全
渣直接用做农肥。

该技术存在因环境要求较高、初期成本大等问题。

3.6 菌渣提取技术
抗生素菌渣中因诸多物质通过提纯后可用于循环利用,提纯应用也成为处理技术发展研究方向。

目前,抗生素菌渣中能够提取并获得经济效益的物质有核糖核酸、壳聚糖等,但如何提高提取效率并降低提取成分还需进一步研究开发。

4 存在的问题
抗生素菌渣中含有丰富的蛋白质,现阶段符合我国环保政策要求的处置方式包括烘干封存或作为危险废物进行安全处置,处置过程中存在以下问题。

4.1 处置成本过高
2008年抗生素菌渣列入《国家危险废物名录》,根据《制药工业污染防治技术政策》要求,须通过焚烧或安全填埋方式进行安全处置,因菌渣含水率高、热值低,在烘干和焚烧过程中需要添加大量的外部热量和燃料,增加了运行能耗和处置成本。

据统计,每吨菌渣焚烧成本约为2000元[6],高昂的处理费用加重了企业负担。

填埋处置也存在因菌渣含水率高填埋场不愿接收等问题。

4.2 二次污染严重
抗生素菌渣现阶段处置方式不同程度存在环境二次污染风险。

首先,抗生素菌渣经烘干封存后在场地堆放,若保护措施不当,菌渣渗滤液可能会污染周边土壤,对动植物和地下水构成威胁;其次,焚烧虽能有效降解抗生素残留,但菌渣中有机溶剂在焚烧过程中会产生异味及含氯烟气、二氧化硫等气体,甚至二口恶英等有害物质,对大气造成二次污染。

5 宁夏抗生素菌渣利用处置现状
宁夏现有抗生素制药企业7家,其中抗生素菌渣产生量较大有启元药业、泰瑞制药、泰益欣生物科技等,年产生量均在1万t以上,集中分布于银川地区。

现阶段银川市仅有一家可从事危险废物焚烧处置的危险废物经营单位,处置能力有限,大量抗生素菌渣存在长期贮存无法得到及时处置的问题,对环境的潜在影响不容忽视。

2015年宁夏环保厅牵头成立泰乐菌素、硫红霉素等4种抗生素菌渣及污泥无害化处理研究课题组,采用物理化学等方式去除菌渣和污泥中的抗生素残留,将菌渣制成安全性较高的农业有机肥,使宁夏在全国率先攻克了抗生素菌渣污泥无害化处理这一难题。

该项目设计处理能力27万t,每年可无害化处理10万t以上抗生素菌渣和污泥,生产3万t高含量有机肥,能够基本满足宁夏境内制药企业抗生素菌渣污泥处理需求。

目前,企业已获发危险废物经营许可证并已于2016年正式投入运营。

6 意见建议
6.1 加大危险废物环境监管力度
抗生素菌渣作为危险废物,其对环境的有害影响不容忽视,制药企业须切实担负起企业环境保护主体责任,严格按照危险废物规范化管理要求加强抗生素菌渣的管理,贯彻执行危险废物产生、贮存、转移及处置申报制度,抗生素菌渣必须交由具有相应资质的危险废物经营企业进行安全处置。

6.2 加强政策指引
抗生素菌渣具有巨大的潜在利用价值,环保部门可在保障环境安全的前提下,针对抗生素菌渣及其处置产物制订系统、公正、科学的危险废物鉴别标准,评估筛选合理、可行、安全的抗生素菌渣处理处置技术,研究制定抗生素菌渣无害化处理地方标准的可行性,为抗生素菌渣的无害化、减量化、资源化提供政策引导,最终达到无害化综合治理应用目的。

6.3 加大科技攻关
加强抗生素菌渣药物残留消除科技研发力度,根据企业的生产工艺、抗生素菌渣成分和产量,尽量采用就地无害化治理和综合利用技术,如研发抗生素菌渣肥料化技术、能源化技术、抗生素菌渣无害化及资源化成套技术集成等,为企业实现低成本、高效率的抗生素菌渣处置夯实基础。

参考文献椇
[1]李再兴,田宝阔,左剑恶,等.抗生素菌渣处理处置技术进展[J].环境工程,2012,30(2):72~75.
[2]朱 培,张建斌,陈代杰,等.抗生素菌渣处理的研究现状和建议[J].中国抗生素杂志,2013,38(9):647~651.
[3]刘勇钢,韩继红,蒋翠岚,等.抗生素菌渣处理新技术进展[J].煤炭与化工,2015,38(2):154~156.
[4]赵卫凤,鲍晓磊,张 媛,等.河北省发酵类抗生素菌渣处置现状及存在的问题[J].安徽农业科学,2013,41(31):12417~12421.
[5]余 庆.论述抗生素制药菌渣的处理处置技术[J].医药化工, 2016,42(12):109~111.
[6]艾 晗,石 鹏,王 辉,等.抗生素制药菌渣处理处置技术评价与分析[J].环境工程学报,2016,10(2):906~913.
P r e s e n t S i t u a t i o na n dC o u n t e r m e a s u r e S u g g e s t i o n
o nT r e a t m e n t T e c h n o l o g y o fA n t i b i o t i cB a c t e r i a
W a n g L i j u n
(,750011,)
A b s t r a c t:C h i n ah a s b e c o m e t h e l a r g e s t a n t i b i o t i c sm a n u f a c t u r e c o u n t r y i n t h ew o r l d.A s h a z a r d o u sw a s t e,a n t i b i o t i c m a n u f a c t u r i n g b i o w a s t e h a s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f l a r g e a m o u n t o f l a b o r,q u i t e d i f f i c u l t y i n h a n d l i n g a n d g r e a t e n v i r o n-m e n t a l i n v i s i b i l i t y.H o wt o s a f e l y d i s p o s e a n t i b i o t i c s b i o w a s t e h a s b e c o m e a n u r g e n t p r o b l e mf o r p h a r m a c e u t i c a l c o m-p a n i e s.T h i s p a p e r d e s c r i b e d t h e d e v e l o p m e n t o f t h eu t i l i z a t i o n a n dd i s p o s a l o f a n t i b i o t i c b i o w a s t e i nC h i n a.i t a l s o
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J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y
第18期
收稿日期:2017-07-18
作者简介:董永亮(1982—)
,男,硕士,工程师,主要从事环境评价工作。

p r o p o s e d s o m es u g g e s t i o n so ns u p e r v i s i o nc o m b i n i n g w i t ht h e p r o d u c t i o na n du t i l i z a t i o no fa n t i b i o t i cb i o w a s t ei n N i n g
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n 董永亮
(北京国寰环境技术有限责任公司,北京100000
)摘要:指出了城市垃圾焚烧项目可以有效降低城市生活垃圾的填埋处理量,不仅节省了填埋处理所要求的用地面积,而且可以消除有害病毒和细菌的次生影响;同时焚烧产生的热能可以用于发电或供热,提高了资源的利用率。

但是在生活垃圾运输和处理过程中会因为环保治理措施的局限性、日常管理不完善等因素对环境造成持久性污染,对社会环境造成较大影响。

以实际工程为例,对垃圾焚烧大气污染物可能产生的环境影响进行了分析,并对垃圾焚烧的长期积累性影响进行了探讨。

关键词:垃圾焚烧;大气污染物;环境影响
中图分类号:X 820.3 文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2017)18-0154-02
1 引言
随着城镇化水平的提高,城镇人口数量也不断增多,从而为城镇带来了更多的生活垃圾。

由于生活垃圾过多,传统的土地填埋技术使土地资源大量减少,所以就需要采取其他方法进行处理。

利用垃圾进行焚烧发电这种方法既可以处理垃圾,还可以产生电能,但是也有其弊端,在焚烧垃圾的同时会产生二氧化硫、氮氧化物、烟尘、重金属、二噁英类等对大气和人体有害的废气,焚烧飞灰的不合理处置也会对周边的环境产生影响。

2 工程概况
某生活垃圾焚烧发电厂总投资金额26406.1万元,
总施工面积为5.21h m 2
,设计日处理垃圾量为1000t
,设计年发电量125×105
k W ·h
,垃圾进行焚烧后采用S N C R 脱硝+半干法烟气脱硫+活性炭喷射+布袋除
尘器处理后,烟气中各类污染物的排放浓度达到了《生
活垃圾焚烧污染无控制标准》(C B 1845-2014)
达到了规范要求;同时,焚烧炉脱硝产生的逃逸氨排放按照8
m g
/m 3
控制,其它颗粒物(除焚烧烟气外)、烟气中氟化物排放满足《大气污染物综合排放标准》(G B 16297-
1996)标准,NH 3、H 2
S 和恶臭等污染物满足《恶臭污染物排放标准》(G B 14554-1993
)二级新建标准。

3 焚烧生活垃圾对周边环境的影响
在焚烧生活垃圾过程中对大气环境的影响主要有
以下几点:生活垃圾焚烧过程中会产生大量的S O 2、
N O x 、
烟尘、酸性污染物、重金属和二噁英等污染物,其中,S O 2、N O x 可能会对植被和农作物产生一定影响;
重金属和二噁英会随着浓烟飘散,最终落到地表污染土壤
和地表水体,并产生长期积累性影响[
1
]。

4 垃圾焚烧对环境影响的预测与评价
由于我国之前对二噁英环境质量研究处于空白,所以就没有具体的评判依据,只能参考国外的标准数据。

为了控制和减少二噁英对环境的危害,需对二噁英进行长期监控,并利用监控数据计算出二噁英在距离多少米
远时对地面环境影响降至最低[
2
]。

本垃圾焚烧发电厂要做好以下工作。

4.1 做好环境质量现状监测和气象数据统计
在进行环境影响预测之前首先要对发电厂周边的环境质量现状进行背景监测,以取得本底数据值;同时收集当地的气象数据,对当地的地面风场、低空风场、温度风场等具体情况进行数据收集和统计。

4.2 对垃圾发电厂进行全方位的监测
在对垃圾发电厂监测时,要对垃圾焚烧时产生的污染物进行实时监测和跟踪监测,在监测污染物时要对
S O 2、N O x 、
烟尘、H C l 、H g 、P b 、C d 和二噁英等污染物进行重点监测,因为这些污染物对人类和环境的危害最
大。

其中二噁英的监测费用和监测难度最大,为了解决这一问题,监测人员需要在焚烧之前对垃圾的源头进行
分析。

4.3 垃圾焚烧对环境影响的预测评价4.3.1 预测影响环境的因素
预测影响环境的因素主要有S O 2、N O 2、
烟尘、H C l 、P b 、H g
、C d 、H 2S 、N H 3、二噁英等。

4.3.2 预测污染物排放浓度
在发电厂的排放系统处于正常工作的前提下,结合
4
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