剩余污泥合成可生物降解塑料，有效治理水污染

在污泥的处理中，大部分的剩余污泥资源化方法都是利用剩余污泥含量丰富的碳以及大量的植物营养元素，然而污泥中丰富的微生物种群却被人们忽视。污泥的实际处理过程不仅有效降解了废水中的有机物质，还培养了一批生物活性较高的混合菌群，它们能够很好地适应环境，这是由于在污泥处理的过程中它们已经得到了驯化。有效利用这批混合菌群产生高附加值对降低生产成本是很重要的。

鉴于活性污泥的这一特性，采用活性污泥中的微生物种群来积累生物可降解塑料——β-羟基丁酸（PH）B受到越来越多的研究者的关注。在富含可积累PHB的菌种的剩余污泥中添加一些碳源物质，在一定条件下生产高附加值产物——PHB，不但节省了培养菌种的费用，而且能使发酵生产的成本降低，还能为剩余污泥的处置提供新途径，具有良好的应用前景。

聚羟基链烷酸酯（PHA）是一类羟基链烷酸酯的聚合物。在自然界中有许多细菌可以合成PHA。PHA与传统的塑料相比，不仅具有与传统塑料相似的性能，还能够自然降解，因而PHA是传统塑料的优良替代品，其中聚羟基丁酸酯（PHB）是PHA中发现最早、研究最广泛的一种。利用某些细菌菌株的纯培养发酵可以生物合成PHA。在近30年里，大量的研究工作集中于高效菌株的筛选、发酵工艺的改进，来提高PHA的容积产率和胞内含量。但是到目前为止，生物合成PHA的成本仍然是传统塑料的8～10倍。高昂的生产成本使PHA无法与传统塑料竞争，严重限制了它的广泛使用。使用昂贵的高品质底物和纯培养发酵工艺的运行方式是造成生产成本较高的主要原因。(www.xing528.com)

最近，利用污水处理系统中的活性污泥合成PHA得到了广泛的关注。活性污泥可以利用低品质的廉价底物（例如有机废物），并且无须灭菌操作，因而生产成本可以大大降低。

在污水处理过程中，活性污泥微生物常常将可快速降解的碳源物质贮存到PHA中，而不是首先将它们用于生物量的增长。因此，可以通过适当的工艺调控将活性污泥驯化为PHA的生产者。以动态底物投加方式（也称为feast-famine机制）操作序批式反应器（SBR）可以选择和富集具有PHA贮存能力的活性污泥微生物，被认为是一种有发展前景的活性污泥合成PHA的新方法。经此方法培养的污泥，当外源底物存在时，即在feast段，将快速地吸收底物并将其贮存在PHA中，当外源底物耗尽时，即在famine段，贮存的PHA将被降解用于微生物的增长和产能。