[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

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征在于具体过程为：将城市污水进行强化一级处理，污水中的溶解性有机物和悬浮固体得到去除，处理后产生的初沉污泥排入污泥发酵罐进行产酸发酵，污水送入微生物培养罐进行生物质产生过程，生物质产生过程采用厌氧/好氧交替的运行方式进行微生物的培养，接种污泥取自污水处理厂的二沉池污泥进行驯化培养，其中所驯化的微生物类群包括聚磷菌和聚糖菌，它们能够在厌氧条件下积累PHA，而在好氧阶段积累的PHA被作为碳源和能源物质维持相应的生命代谢活动，使得微生物周期性经历底物丰盛期和匮乏期，形成以积累PHA为主的微生物优势菌属过程，反应周期设定为厌氧2h，好氧4h，沉淀0.5h，经沉淀后的含有丰富生物质即具有PHA贮存能力的活性污泥微生物的污泥送入PHA富集罐进行PHA的富集，污水则进行下一步的脱氮处理，经脱氮处理后的剩余污泥送入污泥发酵罐进行产酸发酵，发酵时间为16d，该过程中高浓度可生物降解的物质在厌氧条件下以较快的速率发酵酸化分解成易挥发性有机酸VFAs和乳酸的混合物，其中挥发性有机酸VFAs用于提高底物的利用率以促进底物的吸收和转化，产酸发酵过程中pH值控制在6.0±0.1，在此条件下能够获得最高的VSS去除率，进而获得最高的VFAs浓度，有利于后续PHA的合成，经发酵后的污泥发酵液送入PHA富集罐进行PHA的富集，发酵后的污泥经沉淀后排出进行后续处置，此阶段经发酵后的富含VFAs的污泥发酵液为具有PHA贮存能力的活性污泥微生物提供底物，含有丰富生物质的污泥能够快速地吸收底物并将其贮存为PHA，PHA回收后的污泥则进行下一步处置，经处理后污泥减量为20%‑40%。