包含具有富集PHA积聚潜力的混合的培养物的生物质可预期积聚显著量的PHA至 超过0. 40g-PHA/g-VSS的水平。在实践中更常见的是，远远超过了 0.50g-PHA/g-VSS的 混合培养物PHA积聚结果已得到证实。在混合培养物生物质中运些高的和甚至极端水平的 PHA积聚潜力常常通过在不供应氮和/或憐至生物质的情况下仅进料RBC0D至生物质所证 实（见，例如Johnson等的开放的培养物结果，Biomacromolecules2009, 10, 670-676)。 然而，在运样一个积聚过程中添加营养物W刺激活性生物质生产W及PHA积聚的组合且不 牺牲生物质的PHA含量的方案先前从未描述过。
[0049] 发明人发现，具有PHA积聚潜力在40和70% (g-PHA/g-VS巧之间的生物质，进料 的COD:N:P比例应在200:0. 4:0. 1和200:3:0.6之间。通过添加限制量的生物可利用的氮 和憐W及RBC0D，并根据需求进料过程控制策略，发明人发现从相同的初始来源的活性生物 质增加PHA的生产率。运种生产率的增加是相对于从相同来源的生物质积聚PHA，并具有 相同的RBCOD，但没有添加氮或憐至进料中。当加入过量的营养物（即具有超过200:5:1 的C0D:N:巧W及相同供应的RBC0D时，发明人观察到生物质将在活性生物质中生长而未在 PHA积聚潜力中达到其预期潜力的风险增加。
[0050] 本公开设及在开放的培养过程条件下针对用于混合-培养物的分批进料PHA生产 过程的方法，从而通过确保W下方面获得改进的过程生产率： ?具有易生物降解的碳来源的有限的"根据需求"可用性的高生物质呼吸，组合W?氮和憐二者的有限可用性， W促进在分批进料过程中有限活性生物质生长。在积聚过程期间维持生物质的生长和PHA胆藏的组合可容易地在线和/或离线监测。当时间或生产率目标已经达到（收益递减 准则(^criteriaofdiminishingre1:u;rns))，或当生长状况超过PHA胆藏，W致生产率的开 始减少被检测到的某一点，可终止分批进料过程。生产率的运样一种减少可由于例如，导致 生物质的PHA含量逐渐减少的超过PHA胆藏率的开始生长所致。
[0051] 在生产PHA的混合微生物培养物中的微生物生物质包含能够积聚PHA作为细胞内 颗粒的生物体和那些不胆藏PHA的生物体。此外，在此活性生物质指总生物质的量减去样 品的PHA质量。在此公开的方法和过程的一个目标是在分批进料过程期间创建条件，則足 进与生长同时继续胆藏PHA的那部分活性生物质的择优生长串联的PHA积聚。
[0052] 在分批进料积聚过程的合理的时间内，达到每单位体积生产的PHA量增加需要促 进活性生物质生长和PHA胆藏的组合，特别是相对于每单位体积的生长和储存率。运样的 组合可受营养物的量的影响，与易生物降解的有机碳或RBC0D作为主要底物有关的生物质 随着营养物被加入。选择营养物加入W使在生物质中的PHA含量是至少恒定的或者，更优 选地随时间的推移而增加。典型地，用于PHA胆藏使用的RBC0D是挥发性脂肪酸。在此， 发明人已发现用于驱动分批进料PHA积聚过程的条件，所述条件对于在混合微生物培养物 中获得增加生物聚合物生产率是必要的，其中策略是刺激储存PHA的活性生物质的生长与 PHA胆藏两者，W使生物质的PHA含量维持在大于40% g-PHA/g-VSS的显著水平一段延长的 时间化小时-72小时）。在混合微生物培养物中的挑战是优先鼓励运样的储存PHA的生 物体在积聚过程期间生长。发明人已观察到，储存PHA的生物体在生物质中的择优生长和 PHA胆藏活性可在W下的合并条件下，在分批进料系统中实现： 1. 共同进料在选择的N/C0D(作为mg-N/g-RBCOD)和P/C0D(作为mg-P/g-RBCOD) 比率的范围内营养物氮和憐与RBC0D， 2. W为维持最大或接近最大呼吸速率的运样的方式供应C0D，和 3. 另外维持生物质在COD的最小可用性的环境下，W限制碳底物为"根据需求"的并 由此阻止一类与PHA胆藏不同步的活性生物质生长的开始。
[0053] 许多需要生物-处理的废物流除了易生物降解的COD夕b还含有营养物捆此，从 运样的流有效地生产PHA依赖于建立得到最高PHA生产率的COD:N:P的实际工作范围。在 设及在N或P中COD流比需要的更富或更贫的情况下，在进料中的目标C0D:N:P可通过合 并其它来源的COD或N和P或在必要时除去N和P来调整，W达到提供维持PHA胆藏与储 存PHA的活性生物质生长的目标的C0D:N:P比例。发明人已发现，可应用运样的实践W显 著提高运样的分批进料过程的总生产率。
[0054] 实施例1.使用乙酸盐或者含有作为RBC0D的VFA的混合物的工业过程水，评价 N/COD和P/COD进料供应比率在PHA生产过程中的影响。 阳化日]两个系列的根据需求进料的分批进料PHA生产实验用两个各自的RBC0D来源进 行。各个系列的实验包括在过程进料中，在应用的N/C0D(mg-N/g-RBCOD)和P/C0D(mg-P/ g-RBCOD)比率的范围内，PHA生产分批进料运行的评价。对于所有的实验，使用相同来源的 生物质供应。 材料和方法 来源生物质是富含显著的PHA积聚潜力的活性污泥的混合培养物。运种生物质W试验 规模SBR(400L)生产。试验规模SBR(生物质生产过程或BiP巧在有氧盛宴-饥饿的选 择条件下，在0LR= 1-1.6g-COD/L/d，SRT= 4-8山和HRT= 1-2d下，用发酵乳酪乳清 渗透物作为进料的RBC0D来源，已操作3年W上。从SBR循环结束（饥饿）收获的剩余生 物质与在PHA胆藏容量的性能一致。因此，运种生物质被用作富集生物质的来源，用其测试 营养物水平与给定的RBC0D对PHA生产的生产率的影响。
[0057] 积聚分批进料设置由两个并联操作的1-L反应器（0. 5L操作体积）组成，每个配 备有DO(OxymaxWC0S41,化化ess+化user)、抑（册3SchottInstruments,Reagecon standards;LiquisysMCPM223/253传感器），和溫度探针、隔膜进料定量累（Grim壯os DME)、磁力揽拌板（400rpm)、用于空气供应的空气累，和溫度调节的水夹套。对于各个积聚 实验，将两个分批进料反应器并联操作。一个分批进料反应器是使用总是相同的N/C0D和 P/C0D比率的参照，并由此用作证实在各自的实验系列过程中生物质性能的一致性的实验 对照。在第二个分批进料反应器中，应用不同的N/C0D或P/C0D比率的范围。底物传递是 基于根据需求进料呼吸测定控制，W触发脉冲半连续地进行（W0 2011/070544A2)。注意到 在运样一种小规模的实验室过程中，合并刺激和维持体积是可行的，并由此在该过程中同 时刺激所有生物质。在工业规模时，由W0 2011/070544A2包括的方法公开一种不同时刺 激生物质的方法，从而在单独的刺激区，在给定的时间刺激部分生物质。 阳05引在30°C的恒定溫度下，用大于2mg/L的溶解氧水平，和每脉冲200mg-RBCOD/L的 底物刺激底物浓度，运行积聚24小时。在积聚期间选择的时间点，从两个反应器（4-10mL) 收集过程混合液的采集的样品，用于监测过程性能。
[0059] 两个系列的积聚实验用两个不同的RBC0D来源进行：发酵干酪乳清渗透物（FWP) 和乙酸盐。FWP(表1)W用8-12d的HRT操作的试验规模CSTR(V= 200L)生产，而发 酵的流出物在使用前于4°C冷冻胆存。FWP是相同的RBC0D来源，其被用作用于在400-L试 验BiPP中生物质生产的原料。 W60] 在最初的一组4个积聚实验中，目标是评价N/C0D比率对生物质反应的作用。在 此，参照反应器被喂给含有限定水平的N/C0D和P/C0D的FWP对照进料（表2)。并联反应 器被喂给相同的FWP，其补充有NH4CIW覆盖选择范围的原料N/C0D比率（表2)。在积聚 之一中，N和P饥饿条件（N/C0D= 0和P/C0D= 0)通过使用模仿VFA组成和FWP的抑的 VFA混合物（表2)实施。憐被认为在FWP(表1)中是过量的，因此，在运个第一组实验中， 仅N/C0D比率是系统变化的。在使用FWP的每次实验前，离屯、（4000xg，5min)SBR生物 质，然后再悬浮于自来水中，W消除由于在来源于BiPP的生物质混合液中残留的营养物水 平变化所致实验变异影响的可能性。 阳06U 第二组7个积聚用乙酸钢的原料COD巧0g-COD/L)进行，一定范围的NH4CI和 KH2PO4水平应用于祀向进料中不同的N/COD和P/COD比率（表3)。在运些积聚实验中，离屯、（4000xg，5 min) SBR生物质并再悬浮于缓冲溶液（0. 248 g-NazCOs/UO. 262 g-NaHC〇3/ L、0. 5 g-M拆O4?7&0/1、0. 25 g-CaCl2?2H2O/L)中，W维持一致的基质，其被用来比较 原料中营养物水平的影响。在积聚期间，抑是在7-8之间。微量营养物通过在实验开始 时分别单次加入0.2和0.6mL的化/化储备液和微量元素溶液提供。Fe/化溶液含有 7.8g-FeCls?6&0/1和0. 78 g-ZnS(V7H2〇/l，和微量元素溶液含有0. 25邑-&8〇3/1、0. 25 g-CoCl2?6&0/1、0. 205g-MnClz?2&0/1、0. 1 g-NaMo〇4?2&0/1、0. 05 g-CuS〇4?5H20/L和 0. 3 g-KI/L。用4M化地将进料的抑调节至3. 5。进料中100:1:0. 9的固定C0D:N:P比例 被用作参照反应器的实验对照。在并联的积聚反应器中，应用的C0D:N:P比例覆盖N和P 的饥饿、限制和过量的情况。限制和过量的定义基于通过在使用FWP的第一组积聚中相同 的SBR生物质中除去的观察到的营养物来限定（表2)。在运两组实验中，参照积聚被用来 评价在进行实验的整个时期，在PHA积聚潜力中SBR生物质性能的再现性。
[0062] 离屯、（4000Xg经5min)来自积聚反应器的混合液样品，然后过滤浓缩液 (MunktellMGA, 1.6ym)。通过化ch-Lange方法，必要时使用蒸馈水稀释，分析滤液 0；ri00，Xion500 分光光度计）的可溶性COD〇XK114)、N-NH/ 0XK138 和 238)和 P-P0/化CK349和350)。在通过0.22ym滤器进一步过滤后，VFA浓度通过气相色 谱（Perkin-ElmerAutosystems)测量，如由Morgan-Sagastume等（2010.WaterRes. 44:5196-5211)的稍作修改的方法；将含有25 %的甲酸和3gL-1己豆酸的内部标准加入 到0.9mL过滤的样品中。
[0063] 将生物质颗粒70°C干燥过夜，称重用于TSS测量，然后用于PHA分析。在积聚的 开始、中间和结束时，基于标准方法（APHA, 1998)测量混合液TSS和VSS。生物质颗粒PHA 含量如先前在别处报道的那样测量（Werker等2008.WaterRes. 42:2517-2526)。？ (3皿） 和葡萄糖（A1化ich36,350-2)分别用于3皿和多糖的校准标准。
[0064] 在生物质中的PHA含量计算为g-PHA/g-VSS。通过转换经消耗COD形成的质量PHA 的量（1.67g-COD/g-P皿和1.92g-COD/g-PHV)，计算基于COD的产量。活性生物质狂。） 被定义为VSS减去PHA含量。为了考虑基于COD的生物质生产，采用1.42g-COD/g-X。的 换算因数W表示基于COD的活性生物质，假定标称的生物质组成为C5H7NO2。因此，总生物质 产量为相对于消耗的RBC0D的基于COD的产生的估算VSS。 W65] 使用经验的渐近线或二次函数表示从生物质PHA含量、VSS生产和COD消耗的测 量值随时间（t)的质量平衡趋势。使用各自的基于时间的经验函数的导数W估计积聚参数 变化率的趋势。 阳066] 游欺？7访怒 图1表示在跨越数月的22次PHA生产实验中生物质在表达PHA积聚潜力中的性能的 一致性。一般来说，生物质显示50 %和70 % (g-PHA/g-VS巧之间的PAP。对于乙酸RBC