初沉污泥与剩余污泥联合发酵制备PHBV过程中影响丙酸和3-HV代谢的因素及其机理研究

微生物合成的生物可降解高分子聚-3-羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的可塑性、延展性等在一定的3-羟基戊酸(3-HV)含量范围内随3-HV 的增加而提高；向原料中加入化学药剂丙酸是文献采用的一种提高PHBV中3-HV含量的方法。本项目针对初沉污泥或剩余污泥单独发酵产生的短链脂肪酸(SCFA)中丙酸含量低的问题，首先研究了将初沉污泥和剩余污泥联合发酵，通过调控与丙酸产生相关的因素，显著提高污泥产生的SCFA中的丙酸含量，同时污泥挥发性有机物减量超过50%；再将污泥发酵产生的高丙酸含量的SCFA作为碳源，通过优化3-HV的代谢，使活性污泥微生物合成的PHBV达到污泥干重的80%，并且PHBV中3-HV的含量超过50%。在此基础上，从微生物学、酶活性、产物的生成与降解动力学等方面深入研究了两种污泥联合发酵制备高3-HV含量PHBV的机理。

针对微生物合成的生物可降解高分子聚-3-羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)具有可塑性及延展性好等特点，本项目通过资源化利用污泥产生的短链脂肪酸(SCFA)为碳源合成PHBV。首先研究了将初沉污泥和剩余污泥联合发酵，通过调控与丙酸产生相关的因素，显著提高污泥产生的SCFA中的丙酸含量，同时实现污泥挥发性有机物减量的目的。在此基础上，将污泥发酵产生的高丙酸含量的SCFA作为碳源，通过优化3-HV的代谢，显著提高活性污泥微生物合成的PHBV的能力及PHBV中3-HV的含量， 以初沉污泥与剩余污泥联合发酵制备的发酵液为碳源，以活性污泥为菌种，所得PHA为细胞干重的72.9%，其中3-HV含量为PHA的72.6%,并从微生物学、酶活性、产物的生成与降解动力学等方面深入研究了两种污泥联合发酵制备高3-HV含量PHBV的机理。研究成果对于实现污泥的资源化利用及生物可降解材料的合成具有重要指导意义。