活性污泥法 产PHAs研究报告 环境化学

1、活性污泥水解产酸生成聚羟基脂肪酸酯活性污泥水解产酸生成聚羟基脂肪酸酯 的研究进展的研究进展 汇报人：张丹丹 日期：2016.11.10 PHA 污水污水 VFAs 提纲提纲 Outline 一一. PHA简介简介 三三. 活性污泥法产活性污泥法产PHA的工艺设计的工艺设计 二二. 活性污泥法中微生物产活性污泥法中微生物产PHA的化学过程的化学过程 一一. PHA简介简介 PHA结构通式 短链PHA(35): PHB、PHV 中长链PHA(616): PHHx、PHO 短链中长链聚合PHA: PHBHHx、PHBVHHx PHA分类分类 聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一类微生物体内产生的、 用于储存

2、能量和碳源的物质。 什么是什么是 PHA? 一一. PHA简介简介 与聚丙烯塑料与相似的性能 生物可降解塑料 生物可降解性、生物相容性 整形外科、医学、印刷 PHA应用特性应用特性PHA应用应用 纯种微生物；纯种微生物； 葡萄糖、丙酸等昂贵底物；葡萄糖、丙酸等昂贵底物； 必须无杂菌；必须无杂菌； PHA传统发酵工艺传统发酵工艺活性污泥法产活性污泥法产PHA 大部分细菌可以体内积累大部分细菌可以体内积累PHA 有机污染物可作为原料有机污染物可作为原料 无需灭杂菌无需灭杂菌 PHA 研究意研究意 义？义？ 二二. 活性污泥法中微生物产活性污泥法中微生物产PHA的化学过程的化学过程 活性污泥法活性污

3、泥法 中中PHA如何如何 产生？产生？ 大分子有机物大分子有机物脂肪酸脂肪酸（如乙酸）（如乙酸） 水解酸化水解酸化 脂肪酸脂肪酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A丙酰辅酶丙酰辅酶A 丙酸丙酸乙酸乙酸 丁酸丁酸戊酸戊酸 3-羟基酯酰辅酶羟基酯酰辅酶A l 任何细胞都可以产生任何细胞都可以产生PHA，只是量多少的问题；，只是量多少的问题； l 糖原糖原 细胞在细胞在稳定状态稳定状态下产生下产生 PHA 细胞在细胞在不稳定状态不稳定状态下产生（抗逆机制）下产生（抗逆机制） l 通常在碳源充足但其它通常在碳源充足但其它营养限制营养限制的情况下被合成的情况下被合成 (例如氮限制、磷限制、溶解氧限制例如氮限制、磷限制、

4、溶解氧限制) 二二. 活性污泥法中微生物产活性污泥法中微生物产PHA的化学过程的化学过程 1% 三三. 活性污泥法产活性污泥法产PHA的工艺设计的工艺设计 三三. 活性污泥法产活性污泥法产PHA的工艺设计的工艺设计 废水的水解酸化废水的水解酸化产产 PHAs PHAs 微生物筛选微生物筛选批次试验进行批次试验进行 PHAs PHAs 积累积累 糖蜜废水、 造纸废水、 橄榄油废水、 发酵啤酒废水 三三. 活性污泥法产活性污泥法产PHA具体过程具体过程 2. 2.产产 PHAs PHAs 微生物筛选微生物筛选好氧瞬时供料工艺好氧瞬时供料工艺 l 工艺运行 在反应器中，首先快速加入养料，接下来较长时

5、间只曝气、不加养料。这段匮乏状态可以提高 微生物贮存PHA的能力，这是本工艺的独特之处。 l 特点 好氧瞬时供料工艺是目前最具应用前景的技术； 这种工艺活性污泥微生物贮存PHA的能力强、产量大； 在本工艺中VFAs等碳源主要被促进转化为PHA，而不是糖原或其他的胞内碳水化合物。 l 反应器类型 反应器就是在这种养料时而丰富时而匮乏的动态下运行的； 可以看出间歇式(SBR)反应器的特点能较好地满足本工艺的运行要求。 三三. 活性污泥法产活性污泥法产PHA具体过程具体过程 该工艺合成该工艺合成PHA速率的影响因素速率的影响因素 1.底物底物 营养物质（营养物质（N.P）：）：磷元素的限制相对于氮元素的限制对 PHA 的 积累有更大的促进作用 底物浓度：底物浓度： 进料方式进料方式: 分次投料 2.污泥龄：污泥龄： 低污泥龄有利 3.PH: PH(8PH9)最有利 4.温度：温度： 温度较低（10），越有利 5.溶解氧：溶解氧： 溶解氧较低，越有利 结论与展望结论与展望 结论结论 1.微生物体内产PHAs的过程 2.活性污泥法产PHAs“三段式”工艺流程 1.如何降低PHA提取