抗生素发酵菌渣是抗生素生产过程中产生的固体危险废物。因产量大、处理困难,含有残留抗生素等问题已成为制约抗生素产业发展的瓶颈。本课题针对青霉素G发酵生产菌渣中残留抗生素的无害化处理展开研究。利用生物降解的方法,探索出一条能耗低、绿色环保、实际操作简便的菌渣无害化处理工艺,形成实用技术。为抗生素发酵工业固体废物综合利用技术的研发奠定基础。本文中用于高效降解菌渣中残留青霉素的生物催化剂为副球菌KDSPL-02全细胞。为了获得大体量活性细胞,对副球菌KDSPL-02的发酵条件进行了筛选及优化,通过单因素试验和正交试验,确定了摇瓶以及20 L发酵罐规模的最优发酵条件。即实验室发酵时,培养基中碳源液糖的添加浓度为5.0 g/L,每12 h补加一次,补加量为5.0 g/L;氮源为酵母浸膏,其添加浓度为3.0 g/L,诱导剂为青霉素,最适p H为7.0,并在发酵过程中始终保持发酵液的p H 7.0左右。当发酵装液量的体积与容器体积比为1:2时,放置在30～35℃,转速为150 rpm的恒温振荡器中发酵效果最好。20L放大发酵实验时,搅拌转速为120 r/min,装液量为15 L,液糖投入量为7.5 m L/L时,OD600达到10.2。全细胞降解抗生素的过程中,外界环境因素对全细胞内酶活性有很大的影响。因此,对全细胞生物降解外界环境因素进行了研究和优化,实验结果表明,在自然光照的条件下降解环境的p H为7.0～8.0,温度为30℃,青霉素起始浓度低于1.2 g/L以下时,全细胞的降解效率最高。研究中,菌渣与残留抗生素的分离过程是经陶瓷膜过滤、洗涤实现完全分离,再通过固定化全细胞塔实施降解。首先,对细胞固定化的材料及配比进行了考察,优选的固定化材料为海藻酸钠与PVA,Ca Cl2溶液作为固化液的组合,最佳配比为PVA 3%、Ca Cl2 2%、海藻酸钠1%。最终,开发了利用固定化KDSPL-02全细胞高效降解菌渣中青霉素残留的工艺,即将固载的全细胞球体添加于扩张床中,构建生物降解-分离耦合过程,初步确定了抗生素菌渣的无害化处理工艺。应用膜过滤截留料液中所泄露的KDSPL-02细胞及抗性基因,实现了水的循环利用。本文对抗生素废菌渣中残留抗生素的生物降解工艺进行了系统研究,并建立了基于降解-分离耦合的抗生素菌渣无害化过程。