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聚-β-羟基丁酸(Poly-β-hydroxybutyrate,简称PHB)是许多微生物合成的胞内碳源储藏性物质。作为一种生物可降解塑料,它不仅具有高分子材料的热塑性,还能以可再生生物资源为基本生产原料,因而倍受关注。活性污泥中的许多细菌都能累积PHB,利用污水处理过程中产生的剩余污泥合成PHB,是研究PHB生物合成的一个新热点,也为剩余污泥资源化开辟了一条新途径,具有理论价值和社会意义。本文探讨了利用剩余污泥生物合成PHB的工艺条件,主要内容和结果如下:采用“缺氧+好氧循环”模式驯化活性污泥,考察剩余污泥中兼性菌累积PHB的情况。结果表明在好氧曝气时,添加4.5 g/L乙酸钠为唯一碳源,PHB的累积量最大,可达1318 mg/L,占污泥浓度(MLSS)的质量分数的38.2%,相应的碳源转化率可达55.6%,PHB平均生成速率为190 mg/(L?h)。采用好氧环境驯化活性污泥,考察剩余污泥中好氧菌累积PHB的情况。结果表明添加5.5 g/L乙酸钠为唯一碳源时,在曝气30 min停曝30 min的循环间歇曝气方式下PHB的累积量最大,可达2002 mg/L,占MLSS的质量分数为54.9%,相应的碳源转化率可达69.2%。但间歇曝气延长了PHB累积到峰值所用的时间,PHB的平均生成速率仅为147 mg/(L?h)。用氯仿-次氯酸钠法从累积了PHB的好氧剩余污泥中提取出PHB,提取率为85.4%。进而结合元素分析、红外光谱分析和核磁共振等定性和定量分析手段对其分子结构作进一步验证,并与标准品作比较。结果表明,所提取的样品和标准品的结构一致。差示扫描量热仪(DSC)的分析结果表明,PHB样品的结晶度为60.75%,玻璃化温度为65.09℃。差热及热重综合分析仪(TG-DTA)的分析结果表明,PHB样品的起始热失重温度为266℃,熔点为169.6℃,预测其成型工艺温度约为218℃。