本發(fā)明涉及污水生物處理及其回用領(lǐng)域，具體涉及一種互營(yíng)脂肪酸氧化菌與產(chǎn)電菌優(yōu)勢(shì)菌群的構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：
厭氧生物處理技術(shù)憑借其經(jīng)濟(jì)性、安全環(huán)保性被廣泛應(yīng)用于高濃度有機(jī)廢水的處理之中，并逐漸成為首選工藝。傳統(tǒng)意義上大分子有機(jī)物厭氧降解過(guò)程的完成，是在產(chǎn)酸發(fā)酵細(xì)菌、互營(yíng)脂肪酸氧化菌和產(chǎn)甲烷菌等不同微生物類(lèi)群的相互配合下逐步完成的。這些微生物類(lèi)群在營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位上是一種“生物鏈”關(guān)系：產(chǎn)酸發(fā)酵細(xì)菌為互營(yíng)脂肪酸氧化菌提供可利用的底物揮發(fā)酸（VFAs），互營(yíng)脂肪酸氧化菌的代謝產(chǎn)物乙酸和H2則為產(chǎn)甲烷菌所利用?；I(yíng)脂肪酸氧化菌的功能生態(tài)位在產(chǎn)酸發(fā)酵菌和產(chǎn)甲烷菌之間，起著承上啟下的關(guān)鍵作用，是厭氧代謝的第一限速步驟。但由于熱動(dòng)力學(xué)的限制，互營(yíng)脂肪酸氧化菌的代謝反應(yīng)無(wú)法自發(fā)進(jìn)行，必須依靠噬氫菌(產(chǎn)甲烷菌、同型產(chǎn)乙酸菌、硫酸鹽還原菌等)的代謝來(lái)拉動(dòng)，在傳統(tǒng)的厭氧工藝中主要是通過(guò)和產(chǎn)甲烷菌互營(yíng)共生來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是產(chǎn)酸發(fā)酵菌的代謝生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于互營(yíng)脂肪酸氧化菌和產(chǎn)甲烷菌，這種中間產(chǎn)物代謝和轉(zhuǎn)化的不平衡很容易引起厭氧反應(yīng)器酸化的問(wèn)題，影響反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性。累積的有機(jī)酸不僅嚴(yán)重抑制后續(xù)的乙酸化及甲烷化的過(guò)程，還會(huì)反饋抑制剩余有機(jī)物的水解酸化，使厭氧代謝過(guò)程全程受阻，不利于有機(jī)廢水處理效能的提高。目前提高高濃度有機(jī)廢水處理效能和運(yùn)行穩(wěn)定性的主要思路是：構(gòu)建高效互營(yíng)脂肪酸氧化菌共培養(yǎng)體和培育酸性產(chǎn)甲烷菌。通過(guò)對(duì)pH,ORP(氧化還原電位)和堿度等生態(tài)因子的研究，找出共培養(yǎng)體最適合的生態(tài)因子范圍，通過(guò)在工程上調(diào)控其最適合參數(shù)達(dá)到提高處理效能的目的，但是依舊不能解決中間產(chǎn)物代謝和轉(zhuǎn)化的不平衡的問(wèn)題；目前能被分離培養(yǎng)出的耐酸產(chǎn)甲烷菌是有限的，并且這些菌株生長(zhǎng)環(huán)境苛刻，對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力不強(qiáng)，對(duì)有機(jī)物的去除能力有限，這些都不能從根本上解決反應(yīng)器酸化的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是針對(duì)厭氧發(fā)酵領(lǐng)域出現(xiàn)的“反應(yīng)器酸化和運(yùn)行不穩(wěn)定”現(xiàn)象，提供一種高效去除揮發(fā)性有機(jī)脂肪酸、提高高濃度有機(jī)廢水的處理效能和運(yùn)行穩(wěn)定性的方法。為了解決該問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種互營(yíng)脂肪酸氧化菌和產(chǎn)電菌優(yōu)勢(shì)菌群的構(gòu)建方法，包括以下步驟：（1）互營(yíng)脂肪酸氧化菌的富集通過(guò)在連續(xù)攪拌槽反應(yīng)器(CSTR)中接種污水處理廠二沉池好氧活性污泥（固體懸浮物SS=19.56g/L）并調(diào)控相關(guān)因子來(lái)實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)器通過(guò)固定水力停留時(shí)間，以揮發(fā)性有機(jī)脂肪酸（丙酸、丁酸）為底物，逐步增加進(jìn)水負(fù)荷的方式啟動(dòng)。運(yùn)行穩(wěn)定后主要通過(guò)測(cè)定底物的去除率、甲烷產(chǎn)量來(lái)判斷互營(yíng)脂肪酸氧化菌是否富集成功。（2）產(chǎn)電菌的富集則以微生物燃料電池（MFC）的方式進(jìn)行，構(gòu)建MFC反應(yīng)器接種二沉池好氧活性污泥，通過(guò)測(cè)定電極兩端產(chǎn)生的電壓和底物的降解率來(lái)判斷產(chǎn)電菌的富集情況。（3）將富集成功的產(chǎn)電菌陽(yáng)極生物膜轉(zhuǎn)移到微生物電解池(MEC)中，外加0.9V電壓，按照1:10的接種比例加入富集成功的優(yōu)勢(shì)互營(yíng)脂肪酸氧化菌進(jìn)行混合培養(yǎng)。MEC反應(yīng)器以揮發(fā)性有機(jī)脂肪酸（丙酸或丁酸）為底物，調(diào)節(jié)進(jìn)水化學(xué)需氧量（COD）為3000mg/L，在35℃恒溫箱中進(jìn)行靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，底物有機(jī)揮發(fā)酸的去除率可達(dá)到96.7%，產(chǎn)氫效率可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高1倍。本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于：1、互營(yíng)脂肪酸氧化菌的富集：以揮發(fā)性有機(jī)脂肪酸（丙酸或丁酸）為底物，以固定水力停留時(shí)間逐步增加進(jìn)水濃度的方式實(shí)現(xiàn)CSTR反應(yīng)器的啟動(dòng)及穩(wěn)定運(yùn)行,具有及時(shí)高效、啟動(dòng)迅速的特點(diǎn)。2、產(chǎn)電菌的富集：采用微生物燃料電池（MFC）的方式實(shí)現(xiàn)，通過(guò)測(cè)定電極兩端產(chǎn)生的電壓和底物的降解率來(lái)判定產(chǎn)電菌的富集情況，該方法方便快捷；3、將互營(yíng)脂肪酸氧化菌的末端代謝產(chǎn)物乙酸作為產(chǎn)電菌底物來(lái)源，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物的梯級(jí)利用，具有節(jié)約成本和保持厭氧系統(tǒng)穩(wěn)定的特點(diǎn)。4、MEC系統(tǒng)耦合參數(shù)的調(diào)控能同時(shí)滿足互營(yíng)脂肪酸氧化菌和產(chǎn)電菌的生長(zhǎng)條件。本發(fā)明以厭氧降解易積累的中間代謝產(chǎn)物揮發(fā)性有機(jī)脂肪酸（丙酸或丁酸）為底物，通過(guò)耦合互營(yíng)脂肪酸氧化菌和產(chǎn)電菌，產(chǎn)電菌在利用乙酸的同時(shí)可拉動(dòng)互營(yíng)脂肪酸氧化菌的代謝，實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)脂肪酸的高效去除，為緩解反應(yīng)器酸化問(wèn)題及提高高濃度有機(jī)廢水的處理效能和運(yùn)行穩(wěn)定性提供了新的思路。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)需調(diào)節(jié)堿度，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施方式下面依據(jù)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。1、產(chǎn)電菌的富集產(chǎn)電菌的富集采用MFC的方式：陽(yáng)極材料：碳布（長(zhǎng)×寬為4×2cm）催化陰極的制備：陰極不銹鋼網(wǎng)的兩面作為擴(kuò)散層和催化層，在擴(kuò)散層，將PTFE（聚四氟乙烯，wt60%）均勻涂布于不銹鋼網(wǎng)上，置于350℃的馬弗爐中灼燒10min，重復(fù)上述步驟3次；在催化層，將16mg鎳納米顆粒溶于13.28uL的去離子水中，加入53.28uL異丙醇和106.7uL的PTFE（wt60%）溶液中，漩渦震蕩30s，最后將溶解后的鎳納米顆粒液均勻涂布于不銹鋼網(wǎng)的催化層一面，置于馬弗爐中350℃灼燒0.5h。MFC進(jìn)水的配制：配制pH=6.80的磷酸鹽緩沖液，以葡萄糖為底物調(diào)節(jié)COD=1600mg/L，同時(shí)加入1ml/L的營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素溶液。微量元素：H3BO350mg/L；CuCl230mg/L；MnSO4?H2O50mg/L；AlCl350mg/L；CoCl2?6H2O50mg/L；NiCl250mg/L，ZnCl250mg/L.營(yíng)養(yǎng)元素：NH4Cl238.8g/L;KH2PO455g/L;CaCl230g/L;MgSO420g/LandFeSO4?7H2O10g/L.以靜態(tài)培養(yǎng)的方式連續(xù)7個(gè)周期后，陽(yáng)極生物膜的電壓達(dá)到450mv以上并保持穩(wěn)定，COD的去除率也穩(wěn)定在90%左右，說(shuō)明陽(yáng)極生物膜富集成功。2.互營(yíng)脂肪酸氧化菌的富集互營(yíng)脂肪酸氧化菌的富集在CSTR反應(yīng)器中完成，首先將污水處理廠的二沉池好氧污泥加入到CSTR反應(yīng)器中，使反應(yīng)器內(nèi)接種污泥濃度為12gVSS/L，然后將配制的有機(jī)廢水通過(guò)蠕動(dòng)泵導(dǎo)入反應(yīng)器，反應(yīng)器總有效體積為9.6L，溫度通過(guò)恒溫控制儀保持在35±1℃。反應(yīng)器頂部中央設(shè)置氣體收集口，產(chǎn)生的氣體借助橡膠管，通過(guò)水封到達(dá)濕式氣體流量計(jì)。每天固定時(shí)間測(cè)定反應(yīng)器內(nèi)水樣的pH、COD、堿度、底物丙酸的濃度和氣體成分及比率。固定水力停留時(shí)間48h不變，逐步增加進(jìn)水COD濃度，初期進(jìn)水COD為1600mg/L，經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的運(yùn)行，進(jìn)水丙酸的濃度為7000mg/L時(shí)，COD的去除率穩(wěn)定在97%左右，代謝產(chǎn)物乙酸的濃度在25mg/L以下，氣體中甲烷的比例達(dá)到65%左右，說(shuō)明該反應(yīng)器中互營(yíng)脂肪酸氧化菌優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)。后期提取污泥的DNA,測(cè)序后檢測(cè)到互營(yíng)丙酸降解菌UnculturedSmithellaspp.Clone(EU888819.1,NCBIdatabase)，驗(yàn)證了互營(yíng)脂肪酸氧化菌為該厭氧系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)菌群。3.互營(yíng)脂肪酸氧化菌和產(chǎn)電菌的耦合將富集成功的陽(yáng)極生物膜轉(zhuǎn)入單室MEC中，同時(shí)添加優(yōu)勢(shì)互營(yíng)脂肪酸氧化菌種泥8.5mL，通過(guò)氮?dú)獯得摰姆绞綐?gòu)造厭氧環(huán)境。MEC為內(nèi)部直徑5cm的單室結(jié)構(gòu)，有效溶液體積為85mL。溫度控制在35±1℃。附加的額外電壓為0.9V。MEC進(jìn)水的配制：配制pH=7.00的磷酸鹽緩沖液，以丙酸為底物調(diào)節(jié)COD=3000mg/L，同時(shí)加入1ml/L的營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素溶液，營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素溶液配方同產(chǎn)電菌富集一致。4.產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌與產(chǎn)電菌優(yōu)勢(shì)菌群的生態(tài)特征：通過(guò)幾個(gè)周期的連續(xù)監(jiān)測(cè)，MEC穩(wěn)定運(yùn)行后，丙酸COD的去除率可達(dá)到95%以上。此時(shí)溶液的ORP范圍為-350mV~-420mV，氫氣的百分比達(dá)到20%左右。