好氧瞬時供料法合成聚羥基烷酯的研究.pdf

1、化工合成塑料由于不可生物降解而滯留環(huán)境中逐步累積造成日益嚴(yán)重的污染,同時其合成原料也面臨日益短缺的局面。開發(fā)和利用生物可降解塑料越來越受到人們的重視。聚羥基烷酯(polyhydroxyalkanoates PHAs)它不僅具有合成塑料的物化特性,而且具有合成塑料所不具備的完全生物可降解性、生物相容性、光學(xué)活性、壓電性以及在生物合成過程中可利用再生原料等優(yōu)異性能,因而作為一種非常有前景的合成塑料替代品而日益受到關(guān)注。在所有利用微生物合成P

2、HAs方法中,好氧瞬時供料法由于高PHAs合成能力及可利用混合菌群(如活性污泥)和有機廢棄物合成PHAs顯著降低成本而成為目前最具應(yīng)用前景的技術(shù)。國外諸多學(xué)者對活性污泥好氧瞬時供料法合成PHAs進行了各種研究,但對如何把市政污泥污水處理廠的活性污泥培養(yǎng)成高存儲能力微生物的過程鮮有報道,同時,對于磁場對活性污泥好氧瞬時供料法合成PHAs的影響研究也未曾有過報道。鑒于此,本文著重地研究以下兩個方面的內(nèi)容:1)高PHAs存儲能力的微生物的培養(yǎng)

3、。采用市政污水處理廠的活性污泥,以易揮發(fā)性有機酸乙酸、丙酸、丁酸為底物,通過逐步增加負荷法在好氧瞬時供料條件下進行馴化和培養(yǎng),形成具有高PHAs存儲能力的微生物。2)磁場對活性污泥好氧瞬時供料法合成PHAs的影響。將市政污水處理廠的活性污泥分別接種到平均磁場強度為42mT,21mT,6.7mT,0mT的四個批式反應(yīng)器(SBR1、SBR2、SBR3、SBR4)中,通過培養(yǎng)過程和不同底物的批式實驗,測定不同磁場強度對PHAs合成的影響。實驗

4、結(jié)果分別如下:1)采用逐步增加負荷法可以有效地培養(yǎng)高PHAs存儲能力的微生物,其培養(yǎng)效果與初始負荷、負荷增加率及豐盛-饑餓期比例直接相關(guān)。初始負荷為1.096gCOD/l,30天內(nèi)增加到6.48gCOD/l,豐盛-饑餓期比例為1:1,結(jié)果微生物體內(nèi)PHAs含量從1.24％增加到40.62%,但系統(tǒng)極不穩(wěn)定;初始負荷為0.36gCOD/l,35天內(nèi)增加到6.48gCOD/l,豐盛-饑餓期比例為1:3,結(jié)果微生物體內(nèi)PHAs含量從8.74%

5、增加到50.24%,且系統(tǒng)穩(wěn)定運行?？梢?初始負荷越低,越有利于豐盛-饑餓模式的形成,有利于高存儲能力微生物形成優(yōu)勢菌種。負荷增加率不宜太大,豐盛期不宜太長,否則底物存在時間較長,微生物產(chǎn)生適應(yīng)性,以生長為主而非存儲。2)磁場的存在對PHAs合成有較顯著的影響,影響隨磁場強度和底物不同而不同。底物不同,合成的產(chǎn)物也不同,參與代謝的酶也不同,而不同強度的磁場對不同的PHA聚合酶的作用不同。同樣條件下,在磁場強度為6.7mT時,微生物合成聚