活性污泥法 產(chǎn)PHAs研究報告 環(huán)境化學

1、活性污泥水解產(chǎn)酸生成聚羥基脂肪酸酯活性污泥水解產(chǎn)酸生成聚羥基脂肪酸酯 的研究進展的研究進展 匯報人：張丹丹 日期：2016.11.10 PHA 污水污水 VFAs 提綱提綱 Outline 一一. PHA簡介簡介 三三. 活性污泥法產(chǎn)活性污泥法產(chǎn)PHA的工藝設計的工藝設計 二二. 活性污泥法中微生物產(chǎn)活性污泥法中微生物產(chǎn)PHA的化學過程的化學過程 一一. PHA簡介簡介 PHA結(jié)構(gòu)通式 短鏈PHA(35): PHB、PHV 中長鏈PHA(616): PHHx、PHO 短鏈中長鏈聚合PHA: PHBHHx、PHBVHHx PHA分類分類 聚羥基脂肪酸酯（PHA）是一類微生物體內(nèi)產(chǎn)生的、 用于儲存

2、能量和碳源的物質(zhì)。 什么是什么是 PHA? 一一. PHA簡介簡介 與聚丙烯塑料與相似的性能 生物可降解塑料 生物可降解性、生物相容性 整形外科、醫(yī)學、印刷 PHA應用特性應用特性PHA應用應用 純種微生物；純種微生物； 葡萄糖、丙酸等昂貴底物；葡萄糖、丙酸等昂貴底物； 必須無雜菌；必須無雜菌； PHA傳統(tǒng)發(fā)酵工藝傳統(tǒng)發(fā)酵工藝活性污泥法產(chǎn)活性污泥法產(chǎn)PHA 大部分細菌可以體內(nèi)積累大部分細菌可以體內(nèi)積累PHA 有機污染物可作為原料有機污染物可作為原料 無需滅雜菌無需滅雜菌 PHA 研究意研究意 義？義？ 二二. 活性污泥法中微生物產(chǎn)活性污泥法中微生物產(chǎn)PHA的化學過程的化學過程 活性污泥法活性污

3、泥法 中中PHA如何如何 產(chǎn)生？產(chǎn)生？ 大分子有機物大分子有機物脂肪酸脂肪酸（如乙酸）（如乙酸） 水解酸化水解酸化 脂肪酸脂肪酸 乙酰輔酶乙酰輔酶A丙酰輔酶丙酰輔酶A 丙酸丙酸乙酸乙酸 丁酸丁酸戊酸戊酸 3-羥基酯酰輔酶羥基酯酰輔酶A l 任何細胞都可以產(chǎn)生任何細胞都可以產(chǎn)生PHA，只是量多少的問題；，只是量多少的問題； l 糖原糖原 細胞在細胞在穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)下產(chǎn)生下產(chǎn)生 PHA 細胞在細胞在不穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定狀態(tài)下產(chǎn)生（抗逆機制）下產(chǎn)生（抗逆機制） l 通常在碳源充足但其它通常在碳源充足但其它營養(yǎng)限制營養(yǎng)限制的情況下被合成的情況下被合成 (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產(chǎn)活性污泥法中微生物產(chǎn)PHA的化學過程的化學過程 1% 三三. 活性污泥法產(chǎn)活性污泥法產(chǎn)PHA的工藝設計的工藝設計 三三. 活性污泥法產(chǎn)活性污泥法產(chǎn)PHA的工藝設計的工藝設計 廢水的水解酸化廢水的水解酸化產(chǎn)產(chǎn) PHAs PHAs 微生物篩選微生物篩選批次試驗進行批次試驗進行 PHAs PHAs 積累積累 糖蜜廢水、 造紙廢水、 橄欖油廢水、 發(fā)酵啤酒廢水 三三. 活性污泥法產(chǎn)活性污泥法產(chǎn)PHA具體過程具體過程 2. 2.產(chǎn)產(chǎn) PHAs PHAs 微生物篩選微生物篩選好氧瞬時供料工藝好氧瞬時供料工藝 l 工藝運行 在反應器中，首先快速加入養(yǎng)料，接下來較長時

5、間只曝氣、不加養(yǎng)料。這段匱乏狀態(tài)可以提高 微生物貯存PHA的能力，這是本工藝的獨特之處。 l 特點 好氧瞬時供料工藝是目前最具應用前景的技術； 這種工藝活性污泥微生物貯存PHA的能力強、產(chǎn)量大； 在本工藝中VFAs等碳源主要被促進轉(zhuǎn)化為PHA，而不是糖原或其他的胞內(nèi)碳水化合物。 l 反應器類型 反應器就是在這種養(yǎng)料時而豐富時而匱乏的動態(tài)下運行的； 可以看出間歇式(SBR)反應器的特點能較好地滿足本工藝的運行要求。 三三. 活性污泥法產(chǎn)活性污泥法產(chǎn)PHA具體過程具體過程 該工藝合成該工藝合成PHA速率的影響因素速率的影響因素 1.底物底物 營養(yǎng)物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)（N.P）：）：磷元素的限制相對于氮元素的限制對 PHA 的 積累有更大的促進作用 底物濃度：底物濃度： 進料方式進料方式: 分次投料 2.污泥齡：污泥齡： 低污泥齡有利 3.PH: PH(8PH9)最有利 4.溫度：溫度： 溫度較低（10），越有利 5.溶解氧：溶解氧： 溶解氧較低，越有利 結(jié)論與展望結(jié)論與展望 結(jié)論結(jié)論 1.微生物體內(nèi)產(chǎn)PHAs的過程 2.活性污泥法產(chǎn)PHAs“三段式”工藝流程 1.如何降低PHA提取