本發(fā)明涉及固體廢物處置和資源化再利用領(lǐng)域，特別是涉及一種真菌強(qiáng)化紅霉素發(fā)酵菌渣好氧堆肥高效脫毒和養(yǎng)分回收方法。
背景技術(shù)：
1、紅霉素(erythromycin)大量應(yīng)用于臨床醫(yī)療、畜禽養(yǎng)殖及水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域細(xì)菌性傳染疾病的防治，同時(shí)也是其他新型大環(huán)內(nèi)酯類抗生素不可或缺的合成前體。紅霉素生產(chǎn)過(guò)程完全依賴于微生物發(fā)酵，但由于產(chǎn)藥率低，每生產(chǎn)1噸紅霉素將排放10噸以上的發(fā)酵菌渣。這些菌渣形如泥漿，含水量高(>80％)，營(yíng)養(yǎng)豐富，且含有高濃度的紅霉素殘留(200-1000mg/kg，甚至更高)，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中極易腐敗變質(zhì)，散發(fā)出令人不悅的惡臭。若未經(jīng)妥善處理，菌渣中的有害成分一旦泄露至土壤或水體環(huán)境將引發(fā)一系列的生態(tài)毒性。更為令人擔(dān)憂的是，殘留的紅霉素可能誘導(dǎo)環(huán)境中耐藥菌和抗生素抗性基因(args)的增殖與傳播，從而加大抗性菌的進(jìn)化與擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。同時(shí)，菌渣中蘊(yùn)含的大量營(yíng)養(yǎng)若無(wú)法得到有效轉(zhuǎn)化利用，不僅是對(duì)資源的極大浪費(fèi)，還可能引發(fā)環(huán)境的二次污染。如何加強(qiáng)抗生素菌渣的資源化利用成為極為關(guān)注的問(wèn)題。
2、紅霉素菌渣中大量存在的耐藥菌(包括紅霉素生產(chǎn)菌體、耐藥雜菌等)成為實(shí)現(xiàn)其安全資源化利用的巨大風(fēng)險(xiǎn)。因此，有效殺滅這些耐藥菌成為必要的前處理手段。盡管已有報(bào)道利用高溫高壓、高能電子輻射、強(qiáng)酸酸化和氧化劑(如臭氧、過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸鹽)等處理手段可高效殺滅耐藥菌，但這些方法因設(shè)備投資大、運(yùn)行成本高、外加化學(xué)品易造成二次污染等問(wèn)題，難以在實(shí)際中大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此，研發(fā)處理效率高、節(jié)能環(huán)保的菌渣殺菌前處理技術(shù)顯得尤為迫切。
3、堆肥技術(shù)被視為是實(shí)現(xiàn)抗生素菌渣深度脫毒和養(yǎng)分資源化利用的重要途徑。然而，傳統(tǒng)堆肥技術(shù)雖能部分降解有機(jī)物，但在抗生素脫毒效率低、脫毒不徹底、處理周期長(zhǎng)、養(yǎng)分揮發(fā)流失嚴(yán)重等不足之處，部分用于降解抗生素的微生物菌種還可能存在的動(dòng)植物致病性和傳播耐藥性風(fēng)險(xiǎn)等明顯缺陷。因此，開(kāi)發(fā)安全、高效、低成本的耐藥菌削減、微生物強(qiáng)化抗生素脫毒和養(yǎng)分回收資源化利用技術(shù)是破解紅霉素菌渣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與資源浪費(fèi)雙重困境的核心路徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種真菌強(qiáng)化紅霉素發(fā)酵菌渣好氧堆肥高效脫毒和養(yǎng)分回收方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，通過(guò)接種以棘孢木霉為核心的抗生素降解菌劑來(lái)強(qiáng)化紅霉素發(fā)酵菌渣與農(nóng)作物秸稈的好氧共堆肥，生產(chǎn)養(yǎng)分含量高且無(wú)毒無(wú)害的有機(jī)肥，以為解決紅霉素發(fā)酵菌渣資源化利用難題提供一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的解決方案。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、本發(fā)明提供一種真菌強(qiáng)化紅霉素發(fā)酵菌渣好氧堆肥高效脫毒和養(yǎng)分回收方法，包括將經(jīng)高溫殺菌處理的紅霉素發(fā)酵菌渣與玉米秸稈粉混合后，接種棘孢木霉(trichodermaasperellum)進(jìn)行好氧堆肥發(fā)酵的步驟。
4、優(yōu)選的是，所述高溫殺菌的條件為：80℃加熱30min。
5、優(yōu)選的是，所述紅霉素發(fā)酵菌渣與玉米秸稈粉的質(zhì)量比為(3-5)：(5-7)。
6、優(yōu)選的是，所述紅霉素發(fā)酵菌渣與玉米秸稈粉的質(zhì)量比為5:5。
7、優(yōu)選的是，所述高溫殺菌處理的紅霉素發(fā)酵菌渣調(diào)節(jié)ph值為7.0-7.5后，再與所述玉米秸稈粉混合。
8、優(yōu)選的是，所述棘孢木霉為棘孢木霉ts7-1，保藏編號(hào)為cgmcc?no.41372；
9、和/或所述棘孢木霉以孢子懸浮液形式接種，按照紅霉素發(fā)酵菌渣和玉米秸稈粉的總質(zhì)量計(jì)，棘孢木霉孢子懸浮液的接種比例為1g:10ml；
10、和/或棘孢木霉孢子懸浮液的濃度為109個(gè)/ml。
11、優(yōu)選的是，所述好氧堆肥發(fā)酵的溫度為20～25℃，時(shí)間為30天，發(fā)酵期間每隔一天進(jìn)行一次徹底翻堆。
12、優(yōu)選的是，還包括將好氧堆肥發(fā)酵完成后得到的固體基質(zhì)自然曬干至含水量低于30％的步驟。
13、本發(fā)明還提供所述的方法在提高紅霉素發(fā)酵菌渣中紅霉素降解效率中的應(yīng)用。
14、本發(fā)明還提供所述的方法得到的固體基質(zhì)在促進(jìn)白菜種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)中的應(yīng)用。
15、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：
16、本發(fā)明堆肥發(fā)酵前，將紅霉素發(fā)酵菌渣在80℃下熱處理30min，可使紅霉素耐藥菌(包括紅霉素生產(chǎn)菌、耐藥雜菌)密度降低至100cfu/ml以下，在相對(duì)溫和、低能耗的條件下有效殺滅菌渣中的耐藥菌，有效控制菌渣后續(xù)發(fā)酵中的耐藥菌、耐藥基因傳播風(fēng)險(xiǎn)。
17、本發(fā)明通過(guò)將高溫預(yù)處理的紅霉素發(fā)酵菌渣與玉米秸稈粉混合，僅需接種1/100的棘孢木霉孢子懸浮液，室溫下進(jìn)行好氧堆肥發(fā)酵即可高效降解紅霉素，使紅霉素的含量降到50μg/kg。通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，紅霉素菌渣經(jīng)棘孢木霉強(qiáng)化發(fā)酵的有機(jī)肥中紅霉素被完全降解，對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的毒性被完全脫除，保證了有機(jī)肥使用的安全性。
18、經(jīng)檢測(cè)，紅霉素菌渣經(jīng)真菌棘孢木霉強(qiáng)化發(fā)酵的有機(jī)肥養(yǎng)分含量、重金屬殘留和種子萌發(fā)指數(shù)等指標(biāo)均遠(yuǎn)高于中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《有機(jī)肥料(ny?525-2021)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)小盆栽實(shí)驗(yàn)表明菌渣發(fā)酵生產(chǎn)的有機(jī)肥可為白菜植株生長(zhǎng)提供充足的肥力，顯著促進(jìn)植株的生物量、葉面積、株高和根長(zhǎng)的生長(zhǎng)。本發(fā)明為紅霉素發(fā)酵菌渣資源化利用提供了新的方法，可以破解紅霉素菌渣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與資源浪費(fèi)。
1.一種真菌強(qiáng)化紅霉素發(fā)酵菌渣好氧堆肥高效脫毒和養(yǎng)分回收方法，其特征在于，包括將經(jīng)高溫殺菌處理的紅霉素發(fā)酵菌渣與玉米秸稈粉混合后，接種棘孢木霉(trichodermaasperellum)進(jìn)行好氧堆肥發(fā)酵的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高溫殺菌的條件為：80℃加熱30min。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述紅霉素發(fā)酵菌渣與玉米秸稈粉的質(zhì)量比為(3-5)：(5-7)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述紅霉素發(fā)酵菌渣與玉米秸稈粉的質(zhì)量比為5:5。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高溫殺菌處理的紅霉素發(fā)酵菌渣調(diào)節(jié)ph值為7.0-7.5后，再與所述玉米秸稈粉混合。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述棘孢木霉為棘孢木霉ts7-1，保藏編號(hào)為cgmcc?no.41372；
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述好氧堆肥發(fā)酵的溫度為20～25℃，時(shí)間為30天，發(fā)酵期間每隔一天進(jìn)行一次徹底翻堆。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將好氧堆肥發(fā)酵完成后得到的固體基質(zhì)自然曬干至含水量低于30％的步驟。
9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法在提高紅霉素發(fā)酵菌渣中紅霉素降解效率中的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法得到的固體基質(zhì)在促進(jìn)白菜種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)中的應(yīng)用。