廢水產(chǎn)酸合成聚羥基烷酸酯工藝穩(wěn)定運行研究.pdf

1、聚羥基烷酸脂(Polyhydroxyalkanoates,簡稱PHAs或PHA)可以由PHA產(chǎn)生菌利用有機廢物水解發(fā)酵液進行合成,由于良好的生物可降解性及可再生性,是一類有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)石化塑料的新型生物塑料。但是傳統(tǒng)PHA純菌合成過程中較高的原料、消毒以及微生物分離純化成本,使得PHA的生產(chǎn)成本一直居高不下,對其產(chǎn)業(yè)化應用產(chǎn)生了嚴重的阻礙作用。而二十世紀九十年代所興起的PHA混菌合成技術由于其操作簡單、無需滅菌,在采用了低廉成本底物的同時

2、對廢水中的廢棄碳源物質進行了有效的回收利用?；旌暇豪脧U棄碳源合成聚羥基烷酸酯的工藝,在解決廢棄污染物對環(huán)境的污染問題的同時,獲得了高價值的生物塑料PHA產(chǎn)品,對降低其生產(chǎn)成本、促進其大規(guī)模生產(chǎn)與應用具有極其重要的意義。
　　三段式PHA混菌合成工藝是近期研究中被廣為采用的一種PHA生產(chǎn)模式,包括廢碳源的水解酸化、產(chǎn)PHA菌的定向富集以及PHA的合成三大步。而PHA產(chǎn)生菌的定向富集直接決定了后期PHA合成步驟的合成效率以及工藝成

3、本,是三段式工藝中至關重要的一個環(huán)節(jié)。如何控制富集期中易于出現(xiàn)的污泥膨脹問題,優(yōu)化富集菌群提取時機,為PHA合成階段提供穩(wěn)定高效的菌源,是該工藝實際應用所面臨的最關鍵的一個難題。
　　本實驗基于以蔗糖產(chǎn)酸廢水為底物的PHA三段式生產(chǎn)工藝,采用蔗糖產(chǎn)酸廢水作為底物,考察了不同進水底物濃度與不同生活污水摻混比對SBR富集反應器啟動期污泥穩(wěn)定性及PHA合成效率影響,以及連續(xù)流富集反應器啟動期污泥沉降性能與PHA合成能力的變化規(guī)律。

4、>　　實驗結果發(fā)現(xiàn),在以SBR作為產(chǎn)PHA菌富集反應器時,不同進水底物濃度與不同生活污水摻混比均能對產(chǎn)PHA菌富集反應器啟動期污泥穩(wěn)定性及PHA合成效率造成一定程度的影響,其中摻混10％生活污水的產(chǎn)PHA菌富集反應器的污泥穩(wěn)定性優(yōu)于不摻混及摻混20%生活污水,但這一改變對啟動期污泥沉降性的改善十分有限,仍未能最終避免污泥膨脹的出現(xiàn);而不同的進水底物濃度則對微生物菌群的穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大影響。長期實驗證實,適中的進水底物濃度(約1100mg

5、COD/L)能夠在較低的污泥齡條件下(SRT=1天)長期維持較高的污泥濃度穩(wěn)定運行(MLSS≈3000mg/L),同時又具有令人滿意的PHA富集效果,其在運行第94天批次試驗中分別達到了0.7145PHACOD/底物COD的PHA轉化率以及0.1912mgCODPHA/mgX/h的PHA比合成速率。與此同時,我們證實了連續(xù)流富集反應器不能夠解決啟動期出現(xiàn)的污泥膨脹問題,而在出現(xiàn)污泥沉降性惡化時亦無法便利的采取補救措施,故不宜作為最佳的富