[发明专利]一种利用生物转换将污水中的碳源转化为PHA并进行回收的方法

说明书

本发明公开了一种利用生物转换将污水中的碳源转化为PHA并进行回收的方法，属于废物资源化处理技术领域。本发明的技术方案要点为：利用城市污水一级处理后的剩余污泥和二沉池剩余污泥作为原料进行微生物的混合培养，混合菌种使工艺运行简单且易于操控，不需要严格的消毒纯菌环境，节省了费用。多种底物的使用使底物的选择从价格较高的单一底物转向了廉价的混合底物，可以从根本上降低PHA的价格。本发明在进行废物资源化的同时能够大幅缩减废物量，减少后续处置费用，产生的PHA作为一种生物降解材料具有较高的经济价值，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于废物资源化处理技术领域，具体涉及一种利用生物转换将污水中的碳源转化为PHA并进行回收的方法。

背景技术

聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一类羟基链烷酸酯的聚合物，可由多种微生物作为碳源和能源的储备物贮存在胞内。PHA具有与传统石油基塑料如聚乙烯、聚丙烯等非常相似的理化性质，并且具有可完全生物降解、生物相容和光学活性等优良特性，在医药、农业、化工、建材等领域有着广阔的应用前景，是一种具有广泛应用前景的环境友好型材料，能促进全世界环境的可持续发展，从而引起了科学界和工业界的广泛关注。为了使PHA代替原有传统生物材料实现商业用途，如何最大化的降低PHA的生产成本是一个需要优先考虑的重要问题。

PHA是生物活性污泥法处理污水过程中发生的关键碳转化产物。动态的条件，如一些工艺条件中的间歇进水方式、交替的氧化还原条件（厌氧/缺氧/好氧）都会促进或增强PHA在污泥中的储存能力。由于生物活性污泥法在污水处理中广泛应用，如何利用生物处理过程中的残渣、废物和废水来储存PHA是一种有效的方法，这种方法可以显著降低PHA的生产成本。研究发现，使用回收资源作为底物合成PHA，其生产成本可以降低50%。例如，与纯种培养PHA生产相比，混合微生物培养方法简单，成本较低，不需要严格的无菌条件和无菌生物过程所用的基础设施。而且，在污水处理过程中利用混合微生物培养PHA可以从污水中回收碳源，不但减少了废水处理过程中的剩余污泥排放量，而且可将废水中的污染物转化为环境友好型生物材料。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种利用生物转换将污水中的碳源转化为PHA并进行回收的方法，利用城市污水一级处理后的剩余污泥和二沉池剩余污泥作为原料进行微生物的混合培养，混合菌种使工艺运行简单且易于操控，不需要严格的消毒纯菌环境，节省了费用。多种底物的使用使底物的选择从价格较高的单一底物转向了廉价的混合底物，可以从根本上降低PHA的价格。本发明在进行废物资源化的同时能够大幅缩减废物量，减少后续处置费用，产生的PHA作为一种生物降解材料具有较高的经济价值，具有很好的应用前景。