中草藥藥渣資源化處理技術(shù)研究

吳 欽

（余姚市環(huán)境保護監(jiān)測站浙江余姚315400）

中草藥藥渣資源化處理技術(shù)研究

吳 欽

（余姚市環(huán)境保護監(jiān)測站浙江余姚315400）

本文通過新型高效纖維素降解菌來提高微生物對中藥渣纖維素成分的分解速率，從而縮短中藥渣無害化處理周期。在工藝研究方面，本文針對處理場合的不同，分別開展了厭氧發(fā)酵處理和好氧堆肥化處理兩項技術(shù)，從而滿足不同使用者的需求。

中藥渣；厭氧發(fā)酵；好氧堆肥化

1 前言

隨著中醫(yī)藥運用的日益廣泛，熬（炮、煉）制中草藥產(chǎn)生的藥渣（以下簡稱中藥渣）的產(chǎn)生量也逐年增加，目前我國的中藥渣資源利用水平較低，許多中藥企業(yè)為實現(xiàn)廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生達標，只是進行不定期的清運收集并自行處理。這些中藥渣只有少部分被用來作為飼料，大部分的中藥渣被用作生活燃料被直接焚燒，這種最直接的處理方式不僅污染環(huán)境，也是對有用資源的一種極大的浪費。本文將利用新型生物技術(shù)對中藥渣進行無害化處理和資源化利用，并通過對厭氧發(fā)酵和好氧堆肥化技術(shù)的研究來滿足不同處理規(guī)模和場合的使用者的需求，最終實現(xiàn)無害化處理。

2 中藥渣理化性質(zhì)分析

中藥大多是由植物的根、莖、葉、花、實、皮，以及禽獸的肢體、臟器、外殼組成，還有部分屬于礦物質(zhì)，它含有豐富的有機物和無機物質(zhì)。提取有效成分后的藥渣，一般含大量的粗纖維、粗脂肪、淀粉、粗多糖、粗蛋白、氨基酸、生物堿及微量元素等。

參照有機肥料行業(yè)標準（NY525-2012)測定方法，主要測定的指標有：有機質(zhì)含量、全氮、五氧化二磷、氧化鉀、pH值、水分等指標。

表1 中藥渣理化性質(zhì)

從上表可以看出，中藥渣含有豐富的有機質(zhì)、氮、磷、鉀營養(yǎng)成分，采用有效的堆肥技術(shù)進行資源回收和利用具有重要意義。

3 中藥渣厭氧生物發(fā)酵工藝研究

厭氧發(fā)酵堆肥技術(shù)具有能耗低，工藝簡單，氮素損失少，且可產(chǎn)生清潔能源沼氣。通過設(shè)備的處理有利于對發(fā)酵全過程控制，便于實現(xiàn)自動化管理，一般應(yīng)用于中小型固體廢棄物處理場合。

項目厭氧發(fā)酵裝置主要由水浴恒溫床、發(fā)酵瓶、集氣瓶和集水瓶等部分組成，如圖1所示。水浴恒溫振動搖床振動頻率為100Hz；發(fā)酵瓶為500mL的透明醫(yī)用注射玻璃瓶，發(fā)酵瓶裝料后用帶鋁薄橡膠塞封口，其上固定的帶針頭醫(yī)用輸液管為沼氣導出管，通過沼氣導出管上的鐵夾控制發(fā)酵瓶內(nèi)氣體的導出與關(guān)閉。集氣瓶用500 mL的透明醫(yī)用注射玻璃瓶，以橡膠塞封口，其上穿有兩根3mm的塑料管，分別為進氣管和導水管。集水瓶為500mL的玻璃瓶。

實驗通過考察了厭氧污泥添加量、高效菌劑添加量、尿素添加量、水浴溫度各因素對中藥渣厭氧發(fā)酵影響，得出最佳反應(yīng)參數(shù)為：厭氧污泥添加量：35%，高效菌劑添加量：15%，尿素添加量：4.5%，恒溫水?。?5℃，pH：6.5~7.5。

在以上最佳參數(shù)下，研究厭氧發(fā)酵最佳周期，如圖1所示。

圖1 不同厭氧發(fā)酵周期下產(chǎn)品有機質(zhì)含量

從圖1中可以看出，在實驗前期，隨著厭氧發(fā)酵時間延長，有機質(zhì)含量穩(wěn)步升高，第9天時，有機質(zhì)含量達到55%左右，隨后隨著發(fā)酵時間延長，有機質(zhì)含量基本保持不變，說明在厭氧污泥添加量、高效菌劑添加量、尿素添加量、水浴恒溫、pH等參數(shù)均在最優(yōu)情況下時，厭氧發(fā)酵的最佳發(fā)酵周期可縮短至9天。

經(jīng)檢測，本試驗中藥渣厭氧堆肥產(chǎn)品各項指標均滿足國家《有機肥標準》（NY525-2012）及國家《生物有機肥行業(yè)標準》（NY884-2012）。

表2 中藥渣厭氧發(fā)酵產(chǎn)品檢測

4 中藥渣好氧堆肥工藝研究

目前國內(nèi)外好氧堆肥技術(shù)發(fā)展較為成熟，與厭氧堆肥技術(shù)相比，反應(yīng)周期短，采用場站式好氧堆肥便于大規(guī)模處理場合實施機械化操作。

實驗室內(nèi)小試實驗裝置采用的污泥堆肥裝置如圖2，反應(yīng)器設(shè)計為圓柱形筒狀，材質(zhì)為聚丙烯(PP)材料，尺寸為Φ600mm× 1000mm，堆肥中藥渣堆體高度800mm，容積為0.2m3，并根據(jù)外界條件狀況對裝置進行保溫處理。

圖2 好氧堆肥小試實驗裝置示意圖

裝置底部設(shè)置高度為100mm的布氣室，與鼓風機相連，通風裝置進氣口設(shè)置在布氣室壁上。布氣室頂部通過布氣隔板與堆料相隔，布氣隔板上設(shè)置直徑8mm的進氣孔，進氣孔等邊三角形分布于布氣隔板上，利于氣體均勻進入堆體。同時布氣室底部設(shè)有直徑為10mm的滲濾液排出口，以利于堆肥過程中滲濾液的排除，在反應(yīng)器壁上，距污泥堆體頂部和底部200mm處設(shè)置兩個樣品采集口，并每隔200mm設(shè)置三個溫度檢測口，頂部加蓋密封用于裝填污泥混合堆料，同時設(shè)置氣體排出口，直徑為100mm。

試驗考察了初始C/N、含水率以及通風量對中藥渣好氧堆肥的影響，結(jié)果表明最佳C/N值為25，最佳出水含水率為55%、最佳通風量為0.25 m3/(min.m3)，且為間歇鼓風（通風40min，停止20min）。

在以上最佳參數(shù)下，研究好氧堆肥最佳周期，如圖3所示。