选择的有限营养物（N、巧供应，W及COD供应，导致在PPP中的PHA生产超过由 现有方法提供的生长和生产的稳固的、持续的活性生物质生长。策略是生成在PPP中的生 物质的代谢刺激，W使部分储存PHA的生物质在分批进料过程操作中，对于利用营养物为 其自身生长尽可能长的时间，维持一个选择性优点。如果在确保最大生物质呼吸的有限碳 底物可用性的条件下供应营养物，运样一种优点在PPP可得到鼓励，如此促进生物质生长， 随着时间的推移，平均PHA胆藏产量增加。在运样的合并生长和储存的条件下，有可能驱使 PHA胆藏过程和操作PPP，W从分批进料系统获得更大的最终量的产物。
[0028] 一般来说，在具有易获得的碳底物的营养物有效性下，与胆藏比较，生长将倾向于 变得有利，然而，在营养物受限时，更高部分的底物可朝向胆藏驱动，而生物质生长将受到 限制。例如，已观察到在限制锭的条件下，生长产量与增加的锭浓度呈正比增加，而胆藏量 减少（Serafim等 2004.BiotechnologyandBioengineering, 87:145-160.)。如果在过 量胆藏中的生长发生在PHA批积聚期间，在生物质中的PHA含量将达到最大值，从该最大值 其含量将减少，因为非-PHA生物质择优生长超过PHA的胆藏成为占优势的度engtsson等 2008.BioresourceTechnology, 99:509-516.)。因此，为实现获得衍生自批混合培养物 PHA生产过程的PHA量的生产率增加的条件，本公开设及最优化的营养物和底物供应。
[0029] 已用PPP进行了许多学术研究，其中已检查供应的N和P水平对生物质PHA积聚潜 力（PAP)的影响。（例如见DionisiD等 2004.BiotechnologyandBioengineering, 85: 569-579,DionisiD等 2005.JournalofChemicalTechnologyandBiotechnology, 80:1306-1318,DionisiD等 2006.BiotechnologyandBioengineering, 93(1): 76-88.BengtssonS.等2008BioresourceTechnology, 99:509-516.Johnson等2010. WaterResearch, 44:2141-2152.Wen等 2010.JournalofEnvironmentalSciences, 22(10):1602-1607.Basak等 2011.BioprocessandBiosystemsEngineering, 34(8) : 1007-1016)。不管在PPP中使用营养物的实验的评述结果，运些研究已主要集中于 营养物对表达的生物质PAP的影响，而未集中于关于可靠地驱动合并的PHA胆藏与活性生 物质生长的稳定过程的PPP生产率。一直缺乏关于理解为了PHA胆藏的持续活性，为控制 分批进料PPP将选择范围的N和P供应至生物质，与相对于由供应给PPP的生物质生产的 PHA质量的过程生产率增加的结果的组合的技术诀资。
[0030] 在此描述的方法设及增加从自生物处理系统收获的生物质生产富含PHA的生物 质的生产率的手段（实施例3)。改进运样的生产率的手段是获得每单位体积和时间生成的 PHA质量的增加。通过控制相对于积聚过程中给料的RBC0D的氮和憐的供应，可获得生产的 富含PHA的生物质的量的整体增加。选择的加入到积聚过程的营养物可W用来刺激非-PHA 储存的部分生物质，而不降低在生物质中的PHA含量。超过PHA胆藏率的非-PHA生物质生 产率的增加的趋势可通过W限制营养需求（一般理解为用于生物质生长而不是PHA胆藏的 过程）的水平供应营养物（例如氮和憐）而减轻。
[0031] 在一个实施方案中，进行了生物质用于PHA积聚过程的生物可利用的氮和憐来源 的评价。生物可利用的氮和憐可能已经存在于（收获的）正沉积在积聚过程中的含有生物 质的混合液中。在该实施方案中，导入积聚过程的含有生物质的混合液在积聚过程之前可 能需要增稠。如果变稠，除去过量的水（至少部分），W减少相对于要供给积聚过程的COD量 的氮和憐的混合液量。在变稠和从生物质除去过量的水后，可直接使用混合液。如果必要， 混合液可用例如含有可W忽略的生物可利用的COD和可W忽略的氮和憐的稀释水稀释。在 本上下文中，可W忽略的氮和憐意指足够低的初始氮和憐浓度，W致在积聚过程中，给料生 物质的生物可利用的氮和憐的量不超过由与15 mg-N/g-COD和3 mg-P/g-COD的限度有关 的生物质消耗的RBC0D总量。
[0032] 生物可利用的氮和憐也可存在于提供由用于PHA积聚过程的生物质要使用的COD 供应的一个或多个进入流中。一般来说，发明人发现，为维持积聚过程中生物质的高呼吸速 率，氮和憐的供应应当与生物质的COD需求同步提供。在一个实施方案中，用于积聚过程的 含有COD供应的进入流用其它COD供应或进入流预处理，或与它们共混，W致进料给生物质 的氮和憐的供应W及易生物可用的COD的供应保持在2-15mg-N/g-RBCOD和0. 5-3mg-P/ g-RBCOD的范围内。进入流的预处理或共混是增加、除去或者稀释氮和憐浓度的手段，W使 RBC0D:N:P落入所述范围内，W支持（对于至少部分的积聚过程）PHA和非-PHA生物质生 产的组合。本领域技术人员将理解，其它预处理过程，例如物理-化学处理，也可用于从水 中除去氮和憐。
[0033] 在本申请的上下文中，生物质划分为PHA-生物质部分和非-PHA生物质部分。生 物质是运两部分的总和。一般来说，发明人为了测量的目的，仅考虑生物质的有机部分，即 是说反应器要素的挥发性有机固体（VS巧浓度乘W各自的体积。在本上下文中，"活性生物 质"是生物质的非-PHA部分，或换言之，即总生物质（或过程VS巧减去PHA-生物质。发明 人称PHA-生物质，是因为PHA由包含生物质的细菌作为细胞内颗粒胆藏。在此公开的营养 物限制被设计来确保更大程度的可靠性，即积聚过程中"活性生物质"的质量增加率等于或 少于PHA的质量增加率。
[0034] 在另一个实施方案中，和其中积聚过程进入流含有在2-15mg-N/g-RBCOD和0. 5-3 mg-P/g-RBCOD范围内或在该范围W下的COD:N:P时，氮和憐可作为与主要进入的COD供应 分开的进入流加入。在运样一种过程中，随着COD供应流的主要进入和分开进入的营养物 供应，营养物的进入流速可在积聚过程间进行动态的调节。在该实施方案中，生物质浓度和 PHA含量可通过相对快的离线测量或者还可在线使用光吸收光谱，包括红外或近红外光谱 测量。可W平行地考虑悬浮的固体浓度（VS巧和悬浮的固体的PHA含量的两种变化。从运 样的测量，生物质的PHA含量的趋势可根据时间变化。运种趋势的斜率是重要的。
[00对 ?正斜率指示PHA生产率大于活性生物质生产率的情况。在运些情况下，存在生 物质中的PHA的净积累，如由生物质的PHA含量的整体增加所指示的。
[0036] ?零斜率指示PHA生产率和活性生物质生产率之间的平衡。在运些情况下，如果 过程中的生物质的量仍然增加，则指示生物质中储存PHA的细菌正在繁殖，而各个细胞同 时在储存PHA。本领域技术人员通常已知，当含有PHA的细菌分裂时，则两个子细胞继承相 同数目的PHA颗粒。换言之，如果含有6个PHA颗粒的细胞分裂时，则两个子细胞都将含有 3个颗粒。子细胞在再次分裂前，在"活性质量"和PHA含量两方面成比例增加，生长和再次 分裂，如此等等。运样各细胞的PHA含量维持生物质生长，导致在整个生物质的PHA的恒定 含量。
[0037] ?负斜率指示PHA生产率低于活性生物质生产率。在运种情况下，生物质作为整 体由于细菌细胞繁殖，或其它非-PHA生物质生产而增加，但一般来说，现在非-PHA生物质 生长完全竞争生物质PHA胆藏活性。
[0038] 不加限制，例如，控制策略可包括W下定性决策要素： 1.正斜率：PHA含量随W下而增加： a. 特定COD需求的减少，然后增加营养物供应率；或 b. 增加或恒定特定COD需求，然后保持营养物供应率恒定或减少营养物供应率。
[0039] 2.零斜率：PHA含量随W下而恒定： a. 特定COD需求减少，然后增加营养物供应率；或 b. 增加或恒定特定COD需求，然后保持营养物供应率恒定或减少营养物供应率。 W40] 3.负斜率：PHA含量随W下而降低： a. 特定COD需求减少，然后终止分批进料过程；或 b. 增加或恒定特定COD需求，然后减少营养物供应率或终止分批进料过程。
[0041] 与本文所包含的研究结果一致，应该维持在运样一种控制策略中的营养物供应 率，W使C0D:N:P供应保持在 2-15mg-N/g-RBCOD和 0. 5-3mg-P/g-RBCOD范围内。
[0042] 可被用来提高混合微生物培养物的生物质中PHA积聚的生产率的营养物（氮和 憐）的程度了解甚少。设及从混合的微生物培养物生产PHA的科学文献认为，PHA胆藏最 好在至少一种营养物的限制下获得，W促进碳底物作为PHA胆藏并达到最终生物质中储存 的高水平的PHA。因此，运一学科领域的学术重点一直集中在混合培养物PHA积聚过程中实 现尽可能高的生物质的PHA含量。相反地，虽然生物质的相当高的PHA含量被认为是重要 的，但本公开的焦点是获得从混合培养物分批进料PHA积聚过程中生产PHA的普遍提高的 生产率的方法和过程。用于PHA积聚的分批进料过程的高生产率不仅依赖于生物质中PHA 的总含量；它还依赖于从提供给分批进料过程的初始量的生物质起始的每单位体积反应器 生产的PHA的最终总质量或量。生产率还可考虑为依赖于PHA质量生产率/每单位体积。 尽管为PHA生产过程，可W不同的方式限定生产率，本公开设及相对于提供给在分批进料 积聚中处理的每一批生物质的积聚过程的生物质的量，分批进料PHA积聚过程的生产率的 改进。换言之，在此描述的方法和实施方案的目的是在W下给出的分批进料混合培养物积 聚过程中，生产在合理的PHA含量范围内的更大总量的PHA: 1.具有预期PHA积聚潜力大于40% (g-PHA/g-VS巧但具有可W忽略的初始PHA含量 的生物质初始量。
[0043] 2.从供应的生物质实现PHA生产的限定的可利用时间通常长于12小时但（由于 实际考虑到管理来自BiPP的生物质流的成本和后勤保障）少于72小时。
[0044] 采用在此描述的方法，在有机底物"根据需求进料供应"的条件下，在共同供应氮 和憐的范围内，维持高生物质呼吸速率的分批进料过程可支持PHA和活性生物质生产的组 合和持续平衡。在进料中限制的营养物（N和巧供应，限制的有机底物可用性（通过维持 区环境建立），和高生物质呼吸速率（通过刺激区环境建立）的组合的效果导致供应给该过 程的每单位质量活性生物质生产更大可能量的PHA。
[0045] 太少的氮和憐的供应限制分批进料过程为一种具有很少或可W忽略的活性生物 质生长的排他性或几乎排他性的PHA生产。在运种营养物饥饿的情况下，分批进料过程的 潜力尚未开发出来。如果提供最佳水平的营养物与RBC0D，则PHA和活性生物质生产的组合 可导致能够从供应给积聚过程的生物质生产的PHA总量的至少25%的增加且优选多于至少 50%的增加。一般来说，更大的过程生产率可通过在生物质已达到由其现存PAP表达的PHA 含量后，延长生物质生长（与PHA胆藏组合）的时期而获得。
[0046] 太多供应的氮和憐，与供应率远远超过了生物量的新陈代谢"需求"的有机碳的组 合，增加非-PHA生物质生产将在导致生产率净减少的过程中占主导地位的风险。在过量的 营养物和有机底物供应的情况下，分批进料过程和用于PHA生产的生物质的潜力可由于生 产没有PHA的生物质而失去。
[0047] 为了具有高分子量的PHA的胆藏，在维持整体高生物质呼吸速率的过程中需求的 碳底物传递的实施方案先前已在W0 2011/070544A2中公开。已描述了根据需求进料的分 批进料的过程，其中生物质呼吸能力通过反复地刺激至少一个刺激区的部分生物质维持。 然而，趋向于在至少一部分分批进料过程中，促进在生物质中生长和PHA胆藏的组合的营 养物供应的条件W前从未公开。
[0048]