[发明专利]一种以产PHA为导向的非甲烷化工艺

权利要求书

1.一种以产PHA为导向的非甲烷化装置，包括SBR反应器（14）、污泥收集器（12）和带有总磷传感器的收集器（13），其特征在于：所述SBR反应器（14）一侧的底部连通、进水管（2），所述SBR反应器（14）一侧上还连通有二氧化碳进气口（1），所述SBR反应器（14）的内部还设有曝气盘（8），所述SBR反应器（14）的内部设有搅拌组件，用于对SBR反应器（14）内部的物质进行搅拌作业，所述SBR反应器（14）的另一侧底部连通有排泥管（5），所述SBR反应器（14）的另一侧上还连通有出水管（4），所述排泥管（5）另一端通过导管伸入污泥收集器（12）的底部，所述污泥收集器（12）上连通有壹号加药管（6），所述污泥收集器（12）上还通过导管连通有上清液抽水泵（7），所述上清液抽水泵（7）输出端通过导管与带有总磷传感器的收集器（13）相连通，所述带有总磷传感器的收集器（13）一侧上分别连通有贰号加药管（9）和进气口（10）。

2.根据权利要求1所述的一种以产PHA为导向的非甲烷化装置，其特征在于：所述进水管（2）和二氧化碳进气口（1）均位于SBR反应器（14）的同一侧，所述排泥管（5）和出水管（4）位于SBR反应器（14）的同一侧。

3.根据权利要求1所述的一种以产PHA为导向的非甲烷化装置，其特征在于：所述搅拌组件包括电机和搅拌桨（3），所述电机固定端固定安装在SBR反应器的顶部，所述搅拌桨（3）的顶部与电机输出端相固定，所述搅拌桨（3）底端伸入SBR反应器内部并固定连接有搅拌叶片。

4.根据权利要求1所述的一种以产PHA为导向的非甲烷化装置，其特征在于：SBR反应器（14）上还设有在线COD传感器（11）。

5.一种以产PHA为导向的非甲烷化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、微生物的富集；

采用剩余污泥厌氧发酵的方式来富集产PHA微生物，通过调节pH及温度等反应条件将微生物反应控制在产酸阶段；活性污泥菌群的驯化采用充盈-饥饿的模式，在微好氧-好氧的条件下进行富集；

剩余污泥以污水作为碳源，在富集微生物时，首先短时间内通入一定碳源，剩余污泥中微生物在厌氧阶段对碳源进行摄取，产PHA的微生物在体内储存PHA；随后，停止碳源的投加，并在一段时间内通入空气；此时体系碳源不足以供菌群生长代谢，非PHA 合成菌会因为没有碳源而被淘汰，而 PHA 合成菌可以利用储存的 PHA 继续生长；利用充盈-饥饿的模式自然淘汰非PHA 合成菌，增强了PHA 合成菌的生存能力；

S2、PHA的合成：

将厌氧过程控制在产酸阶段，反应温度控制在55℃，pH控制在9.5-10.5，该系统利用水中有机物产生有机酸和氢气，其产生的有机酸是产生PHA的主要原料；在SBR反应器（14）中，微生物先在厌氧条件下以有机酸为原料产生PHA，由于部分PHA合成菌在好氧条件下可以利用氢气作为能源，二氧化碳作为碳源合成PHA；因此，在反应过程中可采用间歇曝气的方式进行PHA的合成；SBR反应器（14）设置有在线COD传感器（11），连接PCL系统，PCL系统控制曝气装置；微生物先在厌氧的条件下进行有机酸的合成PHA，当系统中COD的含量小于50 mg/L时，打开曝气装置，在微曝气状态下以氢气，二氧化碳为原料进行PHA的合成；

S3、PHA的提取：

使用可切换阴离子表面活性剂SAS，SAS为仲烷基磺酸钠，可在特定过程中需要大剂量时轻松避免不必要的表面活性剂消耗；表面活性剂进入脂质膜，增加细胞膜的体积直至破裂；然后形成表面活性剂和膜磷脂的胶束，并释放PHA颗粒；表面活性剂还可以溶解来自非聚合物细胞质NPCM的蛋白质和其他分子；向经SAS处理的混合液上清液中投加铁盐，与污泥破碎释放出来的磷形成蓝铁矿沉淀，回收蓝铁矿。