论文部分内容阅读
中国是抗生素生产大国,每年可以生产和出口大量的抗生素。在生产抗生素时,会产生大量的发酵残渣,这些残渣就是我们常说的抗生素菌渣。抗生素菌渣的含水率比较高,且含有抗生素残留。如果不及时处理抗生素菌渣,堆积的抗生素菌渣会严重污染大气、水体、土壤,并且会对动物和人的安全构成潜在风险。目前能够安全有效地处理抗生素菌渣的单位非常少,这些单位处理抗生素菌渣的数量也是有限的,处理抗生素菌渣也需要高额的费用。这些问题都影响了抗生素菌渣的处理和处置,如何进行有效地处置抗生素菌渣并能够资源化利用抗生素菌渣是当前需要解决的问题。本文以青霉素菌渣作为研究对象,首先探究了青霉素菌渣的理化特性。研究结果表明,青霉素菌渣中的挥发分含量较高,菌渣中的有机物主要由蛋白类物质和脂肪类物质组成,这些条件都有利于菌渣的资源化利用。干燥过的青霉素菌渣具有较高的热值,其热值可以达到普通褐煤热值的66%80%。以青霉素菌渣为原料,使用横式热解炉热解青霉素菌渣,探究热解温度和热解方式对热解产物的产生量和热解油组成的影响。当在400℃下快速热解菌渣时,热解炭的产率最高;当在600℃对菌渣进行快速热解时,热解油的产率最高;当在700℃对菌渣进行快速热解时,气体的产率最高。热解油中的物质主要有酸类、醇类、酯类、酮类、胺类、苯系物、酚类、吡嗪、吡啶、吲哚等物质。在不同热解温度下,热解油的成分及其对应的含量都会发生变化。使用HZSM-5分子筛和不同金属的硝酸盐制备混合催化剂,再用制备的催化剂催化青霉素菌渣热解。这些催化剂会对热解油成分产生影响,改善热解油的质量,部分催化剂可以明显地降低热解油中的含氮量和含氧量。特别是Fe2O3/HZSM-5可以明显提高碳氢化合物的含量,而且苯系物所占的比重也较小,主要由烷烃、烯烃和炔烃组成。当使用Fe2O3/HZSM-5、ZnO/HZSM-5和ZrO2/HZSM-5分层催化菌渣热解,热解油中的含氮量明显减少;当使用Ag/HZSM-5、CoO/HZSM-5和NiO/HZSM-5混合催化菌渣热解时,也可以减少热解油中的含氮量。最后将青霉素菌渣用化学活化剂进行活化,并将活化的菌渣用热解炉进行热解,以此来制备活性炭。使用K2CO3活化菌渣制备的活性炭吸附亚甲基蓝的能力强于市售的活性炭,且这种活性炭具有较高的比表面积和孔体积。通过单因素实验,探究浸渍比、热解温度和热解时间对制备菌渣活性炭的影响。使用菌渣活性炭吸附亚甲基蓝,探究吸附时间、温度和pH值对菌渣吸附性能的影响。