C0D、生物可利用的N和生物可利用的P的流的各种营养物来源12A、 12BU2C和12D在混合区17混合在一起，W形成调节的进料。控制器40控制各种来源12A、 12BU2C和12D通过喷射器15A、15B、15C和1抓加入到共混物中的量。控制器40通过分 析自刺激区50A和维持区50B的测量值得到的数据20A和/或20B，测定来自喷射器15A、 15B、15C和15D的共混物的量。运样的数据尤其包括RBC0D、N和/或P的浓度可被测定的 量度化及生物质和PHA生产率的趋势。来自传感器20A和20B的数据也可包括足化测量生 物质呼吸速率的数据。然后控制器40调整喷射器15A、15B、15C和15D，建立RBC0D的供应 率并使调节的进料中的N:RBC0D在2-15mg-N/g-RBCOD之间和调节的进料中的P:RBC0D在 0. 5-3mg-P/g-RBCOD之间。
[01化]在混合区17混合后，使调节的进料流与含有生物质的部分混合液在刺激区50A中 混合。然后所述部分再循环进入维持区50B。生物质的混合液W使得在维持区50B中的平 均RBC0D浓度少于在刺激区50A中的平均RBC0D浓度的一半的运样一种速率再循环。来自 17的进料流底物供应率和再循环率可基于得自传感器20A和/或20B的数据测定。在某些 实施方案中，再循环率可通过尤其是控制器40控制。 阳106] 在混合液中的生物质可经由累10B自维持区移出并送到沉淀罐或澄清器50C。运 种罐允许生物质沉淀和生产流出物，其可在30D除去。沉淀的生物质可经由累10C从沉淀 罐50C除去并通过管30C再循环回到维持区和/或通过管30E收获。
[0107] 注意到一些实施方案可使控制器40、传感器20A和20B、来源12A、12B、12C和12D、 喷射器15A、15B、15C和15D，和混合区17与描述于W0 2011-070544A2中的系统组合。因 此，W0 2011/070544A2通过引用W其全文结合到本文中。 阳10引表1.无任何添加的营养物的FWP的水质
[0110] 表4.在20-小时试验规模PHA生产过程中用乙酸盐作为RBCOD的性能。有目的 调节的N/C0D和P/C0D的影响与无N和P对照的情况比较。
阳111] 注释：使用W下换算因数：1g乙酸=1.0667gCOD;1g3-皿=1.67gCOD; 1gVSS= 1.45gC0D;1gXa= 1.45gCOD，其中Xa对应于非-PHAVSS狂a=VSS-PHA)。X。。指供应给分批进料积聚过程的初始活性生物质。S指作为底物的RBCOD。
【主权项】
1. 一种从开放的混合培养物生产富含PHA的生物质的根据需求进料的分批进料方法， 其包括： 将含有生物质的混合液导入包括至少一个生物质刺激区和至少一个生物质维持区的 分批进料反应器； 提供含有易生物降解的化学需氧量（RBCOD)以及生物可利用的氮（N)和磷（P)的进 料； 调节相对于RBCOD浓度的生物可利用的N浓度，得到平均N与RBCOD之比在2-15mg-N/g-RBCOD的范围内的经调节的进料； 调节相对于RBCOD浓度的生物可利用的P浓度，得到平均P与RBCOD之比在0. 5-3mg-P/g-RBCOD的范围内的经调节的进料； 通过使部分生物质在刺激区暴露于经调节的进料，间歇地和重复地刺激反应器中的 至少部分生物质的生物质呼吸速率，以致刺激生物质至平均大于其现存最大呼吸速率的 50% ； 在将部分生物质在刺激区暴露于经调节的进料后，将至少一部分的所述部分生物质从 刺激区转移至维持区，在那里平均RBCOD浓度少于在刺激区的平均RBCOD浓度的一半；和 使含有生物质的混合液在刺激区和维持区之间来回循环，以使部分生物质反复地暴 露，以达到供应给刺激区的经调节进料的高呼吸速率，和其中在维持区中的生物质另外以 较低的RBCOD浓度维持。2. 权利要求1的方法，其还包括将经调节的进料以与由生物质呼吸速率产生的需求量 成比例的速率供应给刺激区。3. 权利要求1的方法，其中来自至少两个不同的来源的进料经混合，以在供应给刺激 区的进料中提供相对于RBCOD的选择浓度的氮。4. 权利要求1的方法，其中来自至少两个不同的来源的进料经混合，以在供应给刺激 区的进料中提供相对于RBCOD的选择浓度的磷。5. 权利要求1的方法，其包括测量在分批进料反应器中和/或供应给分批进料反应器 的磷、氮和/或RBCOD的浓度，并响应于测量的浓度，调节在供应给刺激区的进料中的氮、磷 和/或RBCOD的浓度。6. 权利要求1的方法，其包括测量在分批进料反应器中的生物质的生物质PHA含量和 /或生物质PHA含量的时间变化率，并响应于测量的含量或含量随时间的变化，调节在供应 给刺激区的进料中确立的氮、磷和/或RBCOD的浓度。7. 权利要求1的方法，其包括测量分批进料反应器中的生物质的生物质呼吸速率和/ 或生物质呼吸速率的时间变化率，和响应于测量的呼吸速率或呼吸速率随时间的变化，调 节在供应给刺激区的进料中的氮、磷或RBCOD的浓度。8. 权利要求1的方法，其包括测量分批进料反应器中的生物质的COD消耗率和/或COD 消耗率的时间变化率，并响应于测量的COD消耗率或COD消耗率随时间的变化，调节在供应 给刺激区的进料中的氮、磷或RBCOD的浓度。9. 权利要求1的方法，其包括权利要求6、7和8的方法的至少两个的组合。10. 权利要求1的方法，其中分批进料反应器包括至少两个罐，其中至少一个罐包括刺 激区和至少一个罐包括维持区和其中给分批进料反应器的进料被导向包括刺激区的罐。11. 权利要求1的方法，其中刺激区的容积足够大，以提供安排在刺激区的生物质至少 20秒的水力保留时间。12. 权利要求1的方法，其中刺激区的容积被整合到维持区的容积中，但其中刺激区的 容积至少部分地通过物理结构与维持区隔开。13. 权利要求1的方法，其包括在生物废水处理系统中生物处理废水流和从废水流分 离混合液和生物质并将混合液和生物质导向分批进料反应器。14. 权利要求1的方法，其包括继续使含有生物质的混合液在刺激区和维持区之间来 回循环并继续维持磷和氮与RBCOD的比例在所述范围内直至生物质的PHA含量平均大于 0. 40g-PHA/g-VSS。15. 权利要求1的方法，其包括从在分批进料操作期间和批处理终止之前的过程收获 至少部分生物质。16. 权利要求15的方法，其包括一旦生物质PHA含量大于0. 40g-PHA/g-VSS，从在分 批进料操作期间的过程开始收获至少部分生物质。17. 权利要求1的方法，其中刺激生物质呼吸速率使得刺激生物质至平均大于其现存 最大呼吸速率的70%。18. 权利要求1的方法，其中生物质在被导向分批进料反应器之前从生物废水处理过 程收获，并且其中收获的生物质的PHA含量少于干燥生物质重量的10%。19. 权利要求1的方法，其包括在将混合液导入分批进料反应器之前预处理混合液，其 中预处理混合液包括使混合液变稠，以便减少在导向分批进料反应器的混合液中的磷和氮 的浓度。20. 权利要求19的方法，其中在混合液变稠后，向混合液中加入稀释剂，以进一步减少 混合液中的磷和氮的浓度。21. -种根据需求进料的分批进料方法，其用于从开放的混合培养物生产富含PHA的 生物质，该方法包括： 将含有生物质的混合液导入包括至少一个生物质刺激区和至少一个生物质维持区的 分批进料反应器； 将进料导入分批进料反应器，其中进料包含RBCOD以及生物可利用的N和P; 通过将进料导入分批进料反应器并使生物质暴露于刺激区中相对高浓度的RBC0D，间 歇地和重复地刺激至少部分生物质的呼吸速率； 在生物质已经暴露于刺激区中相对高浓度的生物质后，将生物质转移至维持区，并在 那里生物质暴露于相对低浓度的RBCOD; 使生物质在刺激区和维持区之间来回循环；和 通过控制进料中N与RBCOD的比率或P与RBCOD的比率，控制在导入分批进料反应器 的进料中的N或P相对于RBCOD的浓度。22. 权利要求21的方法，其包括通过调节相对于RBCOD浓度的生物可利用的N浓度， 得到具有平均N与RBCOD之比在2-15mg-N/g-RBCOD范围内的经调节的进料，和调节相对 于RBCOD浓度的生物可利用的P浓度，得到具有平均P与RBCOD之比在0.5to3mg-P/ g-RBCOD范围内的进料，控制相对于进料中RBCOD的N和P浓度。23. 权利要求21的方法，其包括测量在分批进料反应器的混合液中的N和P浓度并调 节进料中N与RBCOD的比率或P与RBCOD的比率，得到在预定范围内的选择的比率。24. 权利要求21的方法，其包括测量推断分批进料反应器中生物质PHA含量、生物质呼 吸速率和/或COD消耗率的变化的信号，并基于这些信号中的一个或多个，调节进料中的N 与RBCOD的比率或P与RBCOD的比率，得到在预定范围内的选择的比率。25. 权利要求23的方法，其中使用传感器测量在分批进料反应器的混合液中或在进料 中的N、P和RBC0D，且传感器可操作地将数据传输至控制器，在那里数据代表了P、N和/或 RBCOD浓度，且其中控制器可操作地控制N与RBCOD的比率和P与RBCOD的比率，以致平均 起来所述比率落入预选择的范围内。26. 权利要求24的方法，其中使用传感器测量或推断生物质PHA含量、生物质呼吸速率 和/或COD消耗率的比例变化，并且传感器可操作地将数据传输至控制器，在那里数据代表 了在进料供应中的P、N和/或RBCOD浓度，和其中控制器可操作地控制N与RBCOD的比率 和P与RBCOD的比率，以致平均起来所述比率落入预选择的范围内。27. 权利要求21的方法，其包括通过调节相对于RBCOD浓度的生物可利用的N浓度， 得到具有平均N与RBCOD之比在2-15mg-N/g-RBCOD的范围内的经调节的进料，控制进料 中相对于RBCOD的N浓度。28. 权利要求21的方法，其包括通过调节相对于RBCOD浓度的生物可利用的P浓度， 得到具有平均P与RBCOD之比在0. 5-3mg-P/g-RBCOD范围内的进料，控制进料中相对于 RBCOD的P浓度。29. 权利要求21的方法，其包括测量分批进料反应器中的生物质的生物质PHA含量和 /或生物质PHA含量的时间变化率，并响应于测量的含量或含量随时间的变化，调节在供应 给刺激区的进料中确立的氮、磷和/或RBCOD的浓度。30. 权利要求21的方法，其包括测量分批进料反应器中的生物质的生物质呼吸速率和 /或生物质呼吸速率的时间变化率，和响应于测量的呼吸速率或呼吸速率随时间的变化，调 节在供应给刺激区的进料中的氮、磷或RBCOD的浓度。31. 权利要求21的方法，其包括继续使含有生物质的混合液在刺激区和维持区之间 来回循环，并继续维持磷和氮与RBCOD的比率在所述范围内，直至生物质的PHA含量平均大 于 0.40g-PHA/g-VSS。32. 权利要求21的方法，其中刺激生物质呼吸速率使得刺激生物质至平均大于其现存 最大呼吸速率的70%。
【专利摘要】本公开涉及从开放的混合培养物生产富含PHA的生物质的方法。含有生物质的混合液被导入分批进料反应器。反应器包括至少一个生物质刺激区和至少一个生物质维持区。含有RBCOD、生物可利用的N和生物可利用的P的进料被导入分批进料反应器。至少部分生物质的呼吸速率在刺激区通过将进料导入分批进料反应器并使生物质暴露于相对高浓度的RBCOD，被间歇地和重复地刺激。然后将生物质转移至维持区，在那里生物质暴露于相对低浓度的RBCOD。此后，生物质在刺激区和维持区之间来回循环。贯穿这些方法，在进料中N和/或P相对于RBCOD的浓度通过控制进料中N与RBCOD之比和/或P与RBCOD之比进行控制。
【IPC分类】C02F3/12, C12P7/62, C02F3/34
【公开号】CN105189767
【申请号】CN201480013659
【发明人】A.G.维尔克, F.摩根-萨加斯图姆, L.卡拉贝戈维奇, S.O.H.本特森, F.瓦伦蒂诺, M.马琼
【申请人】威立雅水务技术支持公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年1月13日
【公告号】CA2897561A1, EP2943576A1, US20150353967, WO2014108878A1, WO2014108878A9