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文檔簡介
1、聚羥基烷酸酯(PHA)是一類羥基脂肪酸的聚合物,當外界環(huán)境較惡劣時,部分微生物可以在體內(nèi)以內(nèi)碳源的形式貯存PHA。PHA具有生物相容性和可生物降解性,同時根據(jù)單體組分的不同還可以具有同石化塑料相類似的多種物理性質(zhì),可以代替現(xiàn)行的難降解塑料,以此可緩解環(huán)境固體廢棄物污染。然而目前PHA商業(yè)化生產(chǎn)都采用純菌發(fā)酵的方式,成本較高,阻礙了PHA的大規(guī)模應用。采用活性污泥混合菌群生產(chǎn)PHA可以采用更多廉價的有機廢物為底物,有望大大降低PHA的生產(chǎn)
2、成本。
兩段式PHA生產(chǎn)工藝包括有機廢物厭氧酸化和PHA生產(chǎn)兩步,后者在時間上分為污泥適應階段和PHA積累階段,適應階段采用均衡營養(yǎng)比例而PHA積累階段則限制進水中營養(yǎng)元素。本研究發(fā)現(xiàn)在PHA積累階段一步減少進水中80%(相對于均衡比例)的氨氮,比逐步減少可以更有效的促進PHA積累;在每周期底物都可以消耗完畢的條件下,無論底物為乙酸鈉還是污泥水解液,該階段反應器厭氧-好氧運行與好氧運行得到的結(jié)果幾乎沒有區(qū)別;研究還發(fā)現(xiàn)適應期污
3、泥齡較長時可以保證反應器長時間的穩(wěn)定運行,而污泥齡較短時易引發(fā)污泥膨脹,污泥齡低于5天引發(fā)的污泥膨脹會使得污泥產(chǎn)PHA能力下降。以污泥水解液為底物時,其中VFAs可以得到的快速的吸收,PHA積累與其中氨氮水平有很大關系。
三段式PHA生產(chǎn)工藝包括有機廢物厭氧酸化、菌群富集和PHA積累,其中菌群富集是最重要的一步。本研究以乙酸鈉為底物考察以SBR富集產(chǎn)PHA菌群時,發(fā)現(xiàn)反應器易于發(fā)生污泥膨脹。在污泥齡為1天、底物負荷較高(6.6
4、gCOD/L/d)時,反應器膨脹非常嚴重,大量泡沫產(chǎn)生,污泥很快喪失了產(chǎn)PHA能力;而污泥齡為10天、負荷較低(2.7gCOD/L/d)條件下得到的膨脹污泥則具有較高的PHA合成能力,好氧SBR運行102天時污泥積累PHA最大含量達到了53%,PHA平均積累速率為0.19mgCOD/mgX/h,PHA產(chǎn)率為0.76mgCOD/mgCOD,而與此SBR同步運行的厭氧-好氧SBR則運行55天左右后突然崩潰,污泥濃度甚至不足500mg/L。<
5、br> 以蔗糖模擬糖蜜廢水經(jīng)厭氧酸化用于PHA合成時,產(chǎn)酸反應器啟動運行1個月后逐漸穩(wěn)定為乙醇型發(fā)酵,此時出水經(jīng)中空纖維膜過濾后用于SBR富集產(chǎn)PHA混合菌群和PHA積累,實現(xiàn)了生物制氫與PHA合成系統(tǒng)的耦合。SBR運行負荷為4.2-4.5gCOD/L/d,污泥齡為10天,啟動運行1個月內(nèi)污泥濃度從3300mg/L增大到8000mg/L以上,盡管底物充盈時溶解氧控制于3.0mg/L左右,然而30天時SBR依然發(fā)生了污泥膨脹,這可能是污
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