污泥厭氧發(fā)酵及污泥發(fā)酵液產(chǎn)PHA的研究

陸已暢　程家齊　王重陽

摘 要：隨著“限塑令”政策的升級，生物可降解塑料的研發(fā)和推廣成為當下熱點。聚羥基脂肪酸酯（PHA）作為一種新興的生物可降解塑料，有著無限的潛力。利用剩余污泥來生產(chǎn)PHA，不僅節(jié)約成本，還有很好的環(huán)境效益，實現(xiàn)了廢棄資源的再利用。本文主要針對污泥厭氧發(fā)酵以及菌種合成PHA的影響因素進行分析，闡述當前剩余污泥發(fā)酵液產(chǎn)PHA的研究進展，并對污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)PHA的發(fā)展前景進行展望。

關(guān)鍵詞：聚羥基脂肪酸酯;厭氧消化;揮發(fā)性脂肪酸;剩余污泥

中圖分類號：X703 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）3-0116-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.03.027

Review on Anaerobic Fermentation of Sludge and PHA Production from Sludge Fermentation Liquid

LU Yichang? ? CHENG Jiaqi? ? WANG Chongyang

（Miami College， Henan University， Kaifeng 475000，China）

Abstract： With the upgrade of the policy of "limit plastic"， the research and promotion of biodegradable plastics has become a hot topic. Polyhydroxyalkanoates （PHA）， as a new biodegradable plastic， has infinite potential. Using surplus sludge to produce PHA not only saves cost， but also has good environmental benefits， realizing the reuse of waste resources. In this paper， the influence factors of sludge anaerobic fermentation and PHA synthesis of bacteria were analyzed， the research progress of PHA production from surplus sludge fermentation liquid was described， and the development prospect of sludge anaerobic fermentation PHA production was prospected.

Keywords： PHA; anaerobic digestion; volatile fatty acids; activated sludge

0 引言

據(jù)統(tǒng)計，目前我國城市污水處理廠達到4 140座，截至2020年底，我國城市污水處理廠日處理能力為1.90億m，污水處理總量為559.2億m[1]。城市污水的處理主要是利用生物處理法，剩余污泥是該過程中常見的有機廢棄物，其成分十分復(fù)雜，每年產(chǎn)生量大，處理成本高，易導(dǎo)致二次污染。常見的處理手段有土地利用、衛(wèi)生填埋和焚燒等。而對剩余污泥進行厭氧消化處理（Anaerobic Digestion）是處置污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一，也是大型污水廠最經(jīng)濟的污泥處理方法[2]。其中，揮發(fā)性脂肪酸（Volatile Fatty Acid， VFA）是厭氧消化過程中產(chǎn)生的重要的中間代謝產(chǎn)物，也是生產(chǎn)生物塑料聚羥基脂肪酸酯（PHA）的良好底物。

聚羥基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates， PHA）在生物體內(nèi)主要的功能是貯藏碳源和能源物質(zhì)。由于PHA具有可生物降解性及可塑料熱加工性，近幾年成為塑料新材料領(lǐng)域的研究熱點，是最有市場前景的生物可降解塑料之一，在未來有望解決當前面臨的白色污染以及微塑料污染等環(huán)境問題[3]。……