PHA是微生物在碳源过量、氮磷等营养匮乏时合成的胞内碳源和能源储存物,是一种可完全生物降解的生物塑料。高昂的纯碳源成本是限制其大规模生产的主要瓶颈。市政污泥和餐厨垃圾产量巨大,且富含有机物。将两者进行共厌氧发酵,可以克服单独发酵的缺陷,高效稳定地生产富含VFAs(主要是乙酸、丙酸、丁酸)的发酵液。VFAs正是合成PHA的理想底物。本研究利用污泥和餐厨垃圾共发酵产生的VFAs液,经过滤灭菌后作为碳源,在SBR反应器中,利用周期性营养饥饿的“动态供料”策略,成功驯化富集了活性污泥中具有PHA合成能力的混合菌群。研究发现,通过调节共发酵底物中污泥与餐厨垃圾的比例,可以调控发酵产出的VFAs中偶数碳(乙酸、丁酸)和奇数碳(丙酸)的比例,进而精准调控最终合成PHA的共聚物组成(即HB与HV单体的比例)。当丙酸/VFA比例较高时,合成的PHA中HV单体含量增加,PHA的机械和加工性能得到改善。该研究为将城市有机固废转化为高值可降解生物塑料,提供了一条完整的、调控机制清晰的技术路线。
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