SRT及碳源浓度对厌氧／好氧交替运行SBR工艺中PHB的影响

第26卷第2期2005年3月环境科学ENVIRONMENTALSCIENCEVoI．26．No．2Mar．，2005SRT及碳源浓度对厌氧／好氧交替运行SBR工艺中PHB的影响吴光学，管运涛(清华大学环境科学与工程系，北京100084)摘要：研究了SRT及碳源浓度对厌氧／好氧交替运行SBR工艺活性污泥中PHB的影响．结果表明：SBR51、SBR10及SBR52系统内PHB占MLVSS的最高质量分数分别为9．8％、5．72％和18-89％，好氧初期20min内碳源转化率分别为46％、34％和36．3％，相应PHB的生成速率分别为196．6mg／(L·h)、140mg／(L·h)和295．35mg／(L·h)；PHB降解可用PHB在菌体内含量为参数，表征为一级反应动力学；资源化回收PHB需要综合多因素进行考虑；本研究所驯化得到的活性污泥在批式条件下积累PHB主要受到碳源基质浓度梯度的影响．关键词：厌氧／tf氧交替运行SBR工艺；聚一B一羟基丁酸酯；污泥龄；碳源浓度中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：02503301(2005)02—0126—05EffectsofsRTandCarbonCOncentratiOnonthePHBintheAnaerobic／AerobicAlternativeOperatingSBRProeessWUGuang—xue．GUANYun—tao(DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstl'act：EffectsofSRTandcarbonconcentrationontheP／-／Boftheanaerobic／aerobicSBRprocessarestudied．TberesultsshowthatbytheorderofSBR51．SBR10andSBR52，themaximumPHBcontentofMLVSSwere9．8％，5．72％and18．89％，respec—tively，whilecarbontranslatingratioswere46％，34％and36．3％duringthefirst20minofaerobicphaseandPHBformingratewere196．6mg／(L·h)，140mg／(L·h)and295．35mg／(L‘h)．PHBdegradationratecanbedescribedwithafirstorderdegradationratewithrespecttothePHBcontentofthecells．ReclamationofPHBshouldconsiderfromseveralfactors．Carbonconcentrationgra—dientisthemainfactorinfluencingPlibformationunderbatchexperiment．Keywords：anaerobic／aerobicalternativeSBRprocess；poly——hydroxybutyrate；sludgeretentiontime；carbonconcentration聚一一羟基烷酸酯(简称PHA，主要包括聚一p．羟基丁酸酯和聚．B一羟基戊酸酯，后两者分别简称为PHB和PHv)类细胞内聚物可作为可生物降解塑料，并且在活性污泥中也起到很重要的作用，如果从活性污泥中回收PHA以达到废物资源化利用的目的，则有利于实现环境的可持续发展战略．以往活性污泥积累PHA研究的结果显示，一种具有以下所述代谢模式的活性污泥系统能够较多地积累PHA：碳源物质主要在厌氧／好氧SBR工艺中好氧阶段初期得到去除并积累为PHA，后者在好氧阶段后期被利用；厌氧条件下碳源物质变化较小；这种代谢模式出现的机理还没有得到很好地研究⋯．随着对PHA研究的深入，活性污泥数学模型3(ASM3)也引入了异养菌积累PHA的概念J，并对其降解动力学采用了传统的Monod方程式进行描述．基于以上所述，本文主要采用厌氧／好氧交替运行SBR工艺对活性污泥进行驯化，得到一种如前所述代谢模式的厌氧／好氧活性污泥系统，并进行了污泥龄(sludgeretentiontime，SRT)和碳源浓度对活性污泥中PHB(因为实验主要碳源为乙酸钠，其产物主要是PHB，所以本研究对于PHA主要考察PHB，而不考虑PHv)影响的研究，主要探讨了PHB的动力学变化及如何提高PHB在菌体(以MLVSS表征)中质量分数的问题．1实验部分1．1实验装置和方法反应器(圆柱形玻璃缸，有效容积为6L)采用SBR运行方式：瞬时进水+厌氧搅拌(2h)+好氧曝气(