[0020] 圖2是接種污泥馴化中COD及VFAs總量隨時間的變化。
[0021] 圖3是周期內(nèi)COD與PHA的變化情況。
[0022] 圖4-1至圖4-4分別是周期內(nèi)VFAs及組分乙酸、丙酸和丁酸的變化情況。
[0023] 圖5是合成的PHBV的紅外光譜。
【具體實施方式】
[0024] 實施例1 :影響厭氧污泥發(fā)酵的單因素實驗一 pH
[0025] 本實施例主要確定pH的取值，為了加快產(chǎn)酸速度，加了接種污泥，可通過剩余污 泥馴化得到，含產(chǎn)酸菌較多，具體馴化方法如下。剩余污泥直接厭氧發(fā)酵的效果可以滿足要 求時可不必加接種污泥。
[0026] 接種污泥馴化
[0027] 為提高污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的效果，預先對部分剩余污泥進行厭氧發(fā)酵培養(yǎng)，馴化 出富集產(chǎn)酸菌的接種污泥，接種污泥馴化反應裝置如圖1所示。反應器為5L的下口瓶1，瓶 口有膠塞，用導管連通內(nèi)外，底部出口用止水夾2封住，加入2L待用污泥和1L馴化營養(yǎng)液。 反應器固定在恒溫水浴鍋3中，水浴鍋3下部為加熱圈4,側(cè)面具有數(shù)顯裝置5,調(diào)節(jié)水浴溫 度為30-35°C。實驗前通過導管將氮氣吹入瓶中，維持3min以排空瓶內(nèi)的空氣。
[0028] 馴化營養(yǎng)液采用葡萄糖為單一碳源，其成分包括：C6H120 64688mg/L， NH4C1477. 68mg/L，K2HP0487. 18mg/L，CaCl2ll. 10mg/L，MgS04.7H20 91. 20mg/L，以及2mL/L微 量元素。微量元素含有供微生物生長所需的各種物質(zhì)，其配方為：EDTAlOg^L'ZnSCV?^ 0? 12g ? I71，Na2Mo04 ? 2H20 0? 06g ? I71，MnCl2 ? 4H20 0? 12g ? I71，KI 0? 18g ? I71，CuS04 ? 5H20 0? 03g ? I71，H3B030. 15g ? I71，F(xiàn)eCl3 ? 6H20 1. 5g ? I71。
[0029] 連續(xù)每天從反應器底部出口取樣20mL置于50mL離心管中，轉(zhuǎn)速5000r/min，離心 lOmin，用0. 45 y m針式過濾器過濾，得濾液5mL用于COD及VFAs的測定。測定COD及VFAs 總量，如圖2所示。
[0030] 由圖2可知，前4天，反應器中COD濃度呈現(xiàn)上升趨勢，在第5~6天逐漸下降，相 應VFAs在前4天增長了 280. 54mg/L，而在第5~6天趨于平穩(wěn)。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因可能 是污泥在完全厭氧環(huán)境下，提供高濃度有機負荷，污泥能夠較快速的進入水解產(chǎn)酸階段，產(chǎn) 酸菌大量增殖，使得污泥發(fā)酵液中的COD與VFAs都有較大程度的增加。而隨著馴化進入第 5天，產(chǎn)酸速率減慢，為了利用接種污泥中的產(chǎn)酸菌，因此確定馴化時間為4天，排出的泥作 為接種污泥，用于與剩余污泥混合進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸實驗。
[0031] 實驗步驟：分別取剩余污泥和接種污泥各200mL混合均勻，平均加入到6組50mL 離心管中，用6mol/L的NaOH或6mol/L的HC1將污泥的pH值分別調(diào)節(jié)為8、9、10、11、12、 13,旋緊管蓋，放入恒溫水浴振蕩器中，在30°C下水浴振蕩3天，離心管全部沒入水中，控制 反應溫度和時間，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速l〇〇r/min，進行發(fā)酵產(chǎn)酸實驗。將完成實驗后的離心管取出，用 針式過濾器過濾，得到至少lmL濾液于2mL離心管，加入50 yL甲酸和100 yL內(nèi)標物質(zhì)，然 后對六組樣品進行氣相色譜分析，結(jié)果見表1。
[0032] 表1不同pH條件的試驗結(jié)果
[0033]
【主權(quán)項】
1. 一種利用剩余污泥發(fā)酵液VFAs合成PHBV的方法，其特征在于：首先將剩余污泥在 厭氧條件下進行產(chǎn)酸發(fā)酵，離心分離得到發(fā)酵液；然后以剩余污泥發(fā)酵液中揮發(fā)性脂肪酸 為碳源，利用活性污泥中的混合菌群合成PHBV共聚物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用剩余污泥發(fā)酵液VFAs合成PHBV的方法，其特征在于： 剩余污泥發(fā)酵液的制備方法，包括如下步驟：將剩余污泥在25-35°C，初始pH為10-11的條 件下，發(fā)酵2-3天，吹氮氣保證其處于厭氧狀態(tài)，離心分離得到發(fā)酵液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用剩余污泥發(fā)酵液VFAs合成PHBV的方法，其特征在于： 所述的剩余污泥發(fā)酵液的制備方法中，溫度為30°C，pH為10,發(fā)酵時間為3天。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用剩余污泥發(fā)酵液VFAs合成PHBV的方法，其特征在于： 所述的剩余污泥中加入由剩余污泥馴化得到的接種污泥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用剩余污泥發(fā)酵液VFAs合成PHBV的方法，其特征在于：合 成PHBV共聚物的方法，包括如下步驟：將活性污泥置于序批式反應器中，采用間歇操作方 式運行反應器，8h為一個周期，一次性注入稀釋的剩余污泥發(fā)酵液，經(jīng)曝氣、沉淀、排水，再 補充等量碳源，重復上述操作若干次，使PHBV的質(zhì)量百分含量達到污泥干重的30%以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用剩余污泥發(fā)酵液VFAs合成PHBV的方法，其特征在于： 合成PHBV共聚物的工藝條件為：溶解氧為0-4mg/L，溫度為30±0. 1°C，pH為6-8,曝氣6h， 沉淀lh、排水，重復操作6~8次，得到PHBV共聚物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用剩余污泥發(fā)酵液VFAs合成PHBV的方法，其特征在于： 所述的稀釋的剩余污泥發(fā)酵液中，化學需氧量為500-600mg/L。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用剩余污泥發(fā)酵液VFAs合成PHBV的方法，屬于可生物降解塑料合成領(lǐng)域。首先將剩余污泥在厭氧條件下進行產(chǎn)酸發(fā)酵，離心分離得到發(fā)酵液；然后以剩余污泥發(fā)酵液中揮發(fā)性脂肪酸為碳源，利用活性污泥中的混合菌群合成PHBV共聚物。本發(fā)明方法解決了目前PHBV生產(chǎn)過程中碳源成本高及合成量低的問題，降低了PHBV的生產(chǎn)成本，有利于剩余污泥的資源化利用。
【IPC分類】C12P7-62
【公開號】CN104651420
【申請?zhí)枴緾N201510105516
【發(fā)明人】張艷萍, 秦清, 李勇智
【申請人】北京工商大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月11日