活性污泥合成生物可降解塑料的研究进展

活性污泥合成生物可降解塑料的研究进展活性污泥合成生物可降解塑料的研究进展林东恩1,张逸伟1,沈家瑞2(1.华南理工大学应用化学系;2.华南理工大学材料学院,广州510641)摘要:PHAs(polyhydroxyalkanoates,聚羟基脂肪酸酯)是许多原核微生物在不平衡生长条件下合成的细胞内能量和碳源储藏性物质,作为完全可生物降解的热塑性聚酯而倍受关注。介绍了利用生物处理污水中活性污泥的混合碳源及微生物群体发酵合成PHAs的有关研究成果,包括微生物的种类、碳源及合成途径等,重点分析厌氧2好氧法活性污泥积累PHAs的量化关系,指出合理的工艺及适当的营养条件可以提高污泥中PHAs的积累量。此工作为污水处理资源化及污泥减量化、实现清洁生产提供了非常有潜力的研究方向。关键词:聚羟基脂肪酸酯;活性污泥;生物降解塑料中图分类号:X78文献标识码:A文章编号:100326504(2004)0220101203聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,以下简称PHAs)是许多原核微生物在不平衡生长条件(如缺乏氮、氧等)下合成的胞内能量和碳源储藏性聚合物。PHAs具有生物可降解性、生物相容性、压电性和光学活性等优良特性,还具有类似于化学合成塑料的理化性质,无毒无害,是一种很有应用前景的新型材料[1-3]。目前PHAs已经可以通过真养产碱杆菌(Al2caligeneseutrophus)进行工业化生产,但成本太高[4],因此PHAs的价格昂贵,主要应用于人体医药学、药物缓释体系等方面[5]。在降低生产成本到一定程度后,可代替合成塑料广泛应用于农业、日用化工等行业,解决各方面引起的白色污染问题。而另一方面,PHAs与废水生物处理特别是生物除磷有着密切的联系。细菌是以糖原、PHAs等作为其含碳有机物的贮藏物质(植物以淀粉、人以脂肪作为含碳的贮藏物),因此,PHAs在有机废水处理特别是厌氧-好氧生物除磷过程中起着能量转换器的作用。如果通过工艺理论研究把除磷与生产PHAs作为共同的目标实现废水处理的无害化与资源化的有机结合,这将具有非常重要的科学意义和研究价值。1PHAs的生物合成1.1合成PHAs的微生物和碳源能合成PHAs的微生物分布极为广泛,包括光能和化能、自养和异养菌共计65个属中的许多种,如产碱杆菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas