阅读说明：本技术 一种促进城镇有机固废中氨基酸转化为挥发性脂肪酸的方法 (Method for promoting conversion of amino acids in organic solid waste in cities and towns into volatile fatty acids ) 是由 陈银广 王梦 黄海宁 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种促进城镇有机固废中氨基酸转化为挥发性脂肪酸的方法,使用阴离子表面活性剂,来促进微生物降解氨基酸并生成挥发性脂肪酸,所述阴离子表面活性剂使所述微生物的表面疏水性和细胞渗透性发生变化。本发明不仅实现了氨基酸的厌氧降解效率,也同时提高了氨基酸转化为挥发性脂肪酸的选择性,实现资源再利用。(The invention discloses a method for promoting conversion of amino acid in organic solid waste in cities and towns into volatile fatty acid, which uses an anionic surfactant to promote microorganisms to degrade the amino acid and generate the volatile fatty acid, wherein the anionic surfactant changes the surface hydrophobicity and the cell permeability of the microorganisms. The invention not only realizes the anaerobic degradation efficiency of the amino acid, but also improves the selectivity of the amino acid converted into volatile fatty acid, thereby realizing the resource recycling.)

一种促进城镇有机固废中氨基酸转化为挥发性脂肪酸的方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种促进城镇有机固废中氨基酸转化为挥发性脂肪酸的方法。

背景技术

城镇有机固废来源广泛，种类多，产量大，常见的例如有生活垃圾，厨余垃圾、城镇污泥等。同时，城镇有机固废中有机质含量高，具有可生化降解性，潜力巨大。城镇有机固废中具有较高含量的蛋白质，屠宰场、奶酪、鱼类和马铃薯淀粉和污泥等废弃物中，蛋白质的含量可达到40％以上，甚至50％。众所周知，蛋白质水解后产生多种氨基酸，目前关于蛋白质废水降解主要关注于提高蛋白质的水解，例如采用碱性、超声、紫外、加热等预处理方法。然而，对于如何高效且环保的降解水解后的氨基酸，却鲜有报道。

目前有20种组成蛋白质的氨基酸，研究表明，很多氨基酸在处理后的发酵液中被检测出来，说明一些氨基酸难以在厌氧消化处理过程中被降解和酸化。例如缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸和蛋氨酸在人体代谢中至关重要，且都属于疏水性氨基酸。由实验可知，这些氨基酸的厌氧消化过程中，降解性能相对较差，挥发性脂肪酸(VFAs)的产量较低。这些氨基酸进入环境中，对环境产生危害的同时，还会造成资源的浪费。因此，对于这些氨基酸，如何有效地提高它们在厌氧过程中的生物降解能力、以及自身被降解成资源化利用的物质，成为不可忽视的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种促进城镇有机固废中氨基酸转化为挥发性脂肪酸的方法，通过改变微生物的表面疏水性和细胞膜渗透性，来促进氨基酸转化为挥发性脂肪酸，该方法不仅实现了氨基酸的厌氧降解效率，也同时提高了氨基酸转化为挥发性脂肪酸的选择性，实现资源再利用。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的，提供一种促进城镇有机固废中氨基酸转化为挥发性脂肪酸的方法，使用阴离子表面活性剂，来促进微生物降解氨基酸并生成挥发性脂肪酸，所述阴离子表面活性剂使所述微生物的表面疏水性和细胞渗透性发生变化。

在一实施例中，所述使用阴离子表面活性剂，来促进微生物降解氨基酸并生成挥发性脂肪酸的过程，至少包括以下步骤：

提供一反应器；

向所述反应器中加入无机盐、微量元素、所述氨基酸和阴离子表面活性剂，获得培养基体系；

对污泥进行预处理；

向所述培养基体系中加入预处理后的污泥，来进行所述促进微生物降解氨基酸并生成挥发性脂肪酸的过程。

在一实施例中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，且所述氨基酸为缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸中的任意一种。

在一实施例中，所述十二烷基苯磺酸钠的浓度为5～10mg/L。

在一实施例中，所述阴离子表面活性剂为鼠李糖脂，且所述氨基酸为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任意一种。

在一实施例中，所述鼠李糖脂的浓度为25～50mg/L。

在一实施例中，所述无机盐的组成包括1.0～1.5g/L的磷酸二氢钾、1.0～1.5g/L的氯化铵、0.1～0.5g/L的氯化钙和0.1～0.5g/L的六水合氯化镁。具体的，在一实施例中，所述无机盐的组成例如为1.0g/L的磷酸二氢钾、1.0g/L的氯化铵、0.1g/L的氯化钙和0.1g/L的六水合氯化镁。

在一实施例中，所述微量元素的组成包括1.0～1.5mg/L的氯化铁、0.5～1.0mg/L的七水合硫酸锌、0.5～1.0mg/L的六水合氯化钴、1.0～1.5mg/L的六水合氯化镍、0.5～1.0mg/L的五水合硫酸铜和0.5～1.0mg/L的四水合氯化锰。具体的，在一实施例中，所述微量元素的组成例如为1.0mg/L的氯化铁、0.5mg/L的七水合硫酸锌、0.5mg/L的六水合氯化钴、1.0mg/L的六水合氯化镍、0.5mg/L的五水合硫酸铜和0.5mg/L的四水合氯化锰。

在一实施例中，所述促进氨基酸转化为挥发性脂肪酸的过程中的pH为7.0±0.2。

在一实施例中，所述反应器为厌氧血清瓶。

在一实施例中，所述微生物为污泥中的微生物。

在一实施例中，所述污泥的初始TSS为1.0～1.1g/L。

在一实施例中，所述促进微生物降解氨基酸并生成挥发性脂肪酸的过程中的反应温度为35±2℃，反应时间例如为7～8天。

在本发明中，通过使用阴离子表面活性剂，例如鼠李糖脂或者十二烷基苯磺酸钠，来改变微生物的表面疏水性和细胞膜渗透性，来促进氨基酸转化为挥发性脂肪酸。本发明使得氨基酸、阴离子表面活性剂和微生物之间发生协同作用，在促进氨基酸降解的同时，实现挥发性脂肪酸(VFAs)产量的提高，实现资源再利用，整个过程环保无污染。本发明不仅节约成本，而且有害中间产物少、二次污染小，最终的产物也可以直接资源回收利用。

附图说明

图1为本发明一实施例中的方法流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

值得注意的是，本发明中“min”指“分钟”，“rpm”指“每分钟转速”，“ml”指“毫升”，“μm”指“微米”。

本发明提供一种促进城镇有机固废中氨基酸转化为挥发性脂肪酸的方法，通过使用阴离子表面活性剂，例如鼠李糖脂或者十二烷基苯磺酸钠，来改变微生物的表面疏水性和细胞膜渗透性，来促进氨基酸转化为挥发性脂肪酸，该方法不仅实现了氨基酸的厌氧降解效率，也同时提高了氨基酸转化为挥发性脂肪酸的选择性，实现资源再利用。

请参阅图1所示，在一实施例中，所述使用阴离子表面活性剂，来促进微生物降解氨基酸并生成挥发性脂肪酸的过程，至少包括以下步骤：

S1、提供一反应器；

S2、向所述反应器中加入无机盐、微量元素、所述氨基酸和阴离子表面活性剂，获得培养基体系；

S3、对污泥进行预处理；

S4、向所述培养基体系中加入预处理后的污泥，来进行所述促进微生物降解氨基酸并生成挥发性脂肪酸的过程。

具体的，在步骤S1中，所述的反应器例如为厌氧血清瓶。例如将所述反应器置于150rpm恒温摇床中反应。

具体的，在步骤S2中，当所述阴离子表面活性剂例如为十二烷基苯磺酸钠时，所述氨基酸为缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸中的任意一种。所述十二烷基苯磺酸钠的浓度例如为5～10mg/L。在另一实施例中，当所述阴离子表面活性剂例如为鼠李糖脂时，所述氨基酸为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任意一种。所述鼠李糖脂的浓度例如为25～50mg/L。由于氨基酸结构不同，导致它们的性质也就不同，因此，本发明中例如十二烷基苯磺酸钠和鼠李糖脂所针对的氨基酸的种类不相同。选择所述氨基酸中的一种作为所述反应器中的唯一碳源。所述无机盐的组成例如包括1.0～1.5g/L的磷酸二氢钾、1.0～1.5g/L的氯化铵、0.1～0.5g/L的氯化钙和0.1～0.5g/L的六水合氯化镁。具体的，在一实施例中，所述无机盐的组成例如为1.0g/L的磷酸二氢钾、1.0g/L的氯化铵、0.1g/L的氯化钙和0.1g/L的六水合氯化镁。在一实施例中，所述微量元素的组成包括1.0～1.5mg/L的氯化铁、0.5～1.0mg/L的七水合硫酸锌、0.5～1.0mg/L的六水合氯化钴、1.0～1.5mg/L的六水合氯化镍、0.5～1.0mg/L的五水合硫酸铜和0.5～1.0mg/L的四水合氯化锰。具体的，在一实施例中，所述微量元素的组成例如为1.0mg/L的氯化铁、0.5mg/L的七水合硫酸锌、0.5mg/L的六水合氯化钴、1.0mg/L的六水合氯化镍、0.5mg/L的五水合硫酸铜和0.5mg/L的四水合氯化锰。所述氨基酸的浓度例如为1.5～2.0g/L

具体的，在步骤S3中，所述污泥的初始TSS为1.0～1.1g/L。对污泥进行预处理的具体过程为，将取来的污水处理厂二沉池的污泥，先静置24小时，然后去除上清液，最后通过过筛，去除大的颗粒物，将浓缩后的污泥，进行离心，去除上清液，再加入同体积的自来水，混匀，再离心，用自来水清洗例如3次，去除污泥中的有机物，再加入同体积的自来水将污泥重新悬浮，得到预处理后的污泥，用于氨基酸厌氧转化为挥发性脂肪酸(VFAs)。

具体的，在步骤S4中，所述促进微生物降解氨基酸并生成挥发性脂肪酸的过程中的pH例如为7.0±0.2，反应温度例如为35±2℃，反应时间例如为7～8天。在厌氧条件下，降解氨基酸过程中的温度和pH对氨基酸厌氧降解至关重要，会对微生物活性产生重要影响。另外，设置没有添加阴离子表面活性剂的对照组，对比加入例如阴离子表面活性剂和没有加入阴离子表面活性剂的作用效果。

本发明中的氨基酸浓度是通过高效液相色谱进行检测，具体检测过程及条件为：取1.5mL的样品在4500rpm转速下离心5分钟，然后取出上清液过0.22μm的水相滤膜，过滤后的液体，进行高效液相色谱进行测定。仪器采用Agilent 1200系列高效液相色谱仪，色谱柱：Durashell AA柱，3μm，4.6×150mm。柱温：45℃。检测波长：338nm(VWD检测器)。流动相A:十二水合磷酸氢二钠(Na₂HPO₄·12H₂O)9.0g，十水合四硼酸钠(Na₂B₄O₇·10H₂O)9.5g，加水2000mL，用盐酸调pH至8.2，用0.45μm滤膜过滤。流动相B：甲醇450mL，乙腈450mL，水100mL，混匀，超声脱气。

本发明中挥发性脂肪酸(VFAs)的含量及组成是通过气相色谱进行检测，具体检测过程及条件为：VFA采用Agilent 7820型气象色谱仪测定，检测器为氢火焰离子检测器(FID)。气相色谱的参数设置为：色谱柱型号为DB-WAXETR毛细管色谱柱，柱长30m，内径530μm，膜厚1.0μm；氢气流量为40mL/min，空气流量为400mL/min，载气氮气流量为25mL/min；使用自动进样器后进样口进样，进样量为0.5μL。六种VFA依次出峰顺序为乙酸(约6.55分钟)、丙酸(约7.51分钟)、异丁酸(约7.83分钟)、正丁酸(约8.50分钟)、异戊酸(约8.95分钟)、正戊酸(约9.69分钟)。

在一些实施例中，当所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠时，所述氨基酸例如为缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸中的任意一种，下面举例说明氨基酸的降解率和挥发性脂肪酸的的产率。

请参阅表1所示，在一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的缬氨酸，5mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行缬氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系D。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。所述微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，缬氨酸的降解率为67.6％，VFAs的产量为1666.2mgCOD/L，相比于对比体系A提高了29.3％。

请参阅表1所示，在另一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的缬氨酸，7.5mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行缬氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系E。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。所述微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，缬氨酸的降解率为75.2％，VFAs的产量为1927.6mgCOD/L，相比于对比体系A提高了49.6％。

请参阅表1所示，在另一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的缬氨酸，10mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行缬氨酸厌氧降转化为VFAs的实验，记作体系F。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。所述微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，缬氨酸的降解率为78.7％，VFAs的产量为1902.5mgCOD/L，相比于对比体系A提高了47.7％。

请参阅表1所示，在另一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的亮氨酸，加入5mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系G。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，亮氨酸的降解率为60.7％，VFAs的产量为1407.5mgCOD/L，相比于对比体系B提高了38.6％。

请参阅表1所示，在另一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的亮氨酸，加入7.5mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系H。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，亮氨酸的降解率为68.8％，VFAs的产量为1681.7mgCOD/L，相比于对比体系B提高了65.6％。

请参阅表1所示，在另一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的亮氨酸，加入10mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系I。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，亮氨酸的降解率为67.2％，VFAs的产量为1597.9mgCOD/L，相比于对比体系B提高了57.4％。

请参阅表1所示，在又一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的异亮氨酸，加入5mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行异亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系J。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，异亮氨酸的降解率为52.5％，VFAs的产量为1319.0mgCOD/L，相比于对比体系C提高了19.6％。

请参阅表1所示，在又一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的异亮氨酸，加入7.5mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行异亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系K。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，异亮氨酸的降解率为55.6％，VFAs的产量为1515.8mgCOD/L，相比于对比体系C提高了37.5％。

请参阅表1所示，在又一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的异亮氨酸，加入10mg/L的SDBS，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行异亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系L。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，异亮氨酸的降解率为65.2％，VFAs的产量为1518.2mgCOD/L，相比于对比体系C提高了37.7％。

请参阅表1所示，在一对比例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，加入浓度为1.5g/L的缬氨酸，加入自来水补足至有效体积300mL，用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行缬氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作对比体系A。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/LNH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/LZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/LMnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，缬氨酸的降解率为54.8％，VFAs的产量为1288.4mgCOD/L，作为对照组。

请参阅表1所示，在另一对比例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的亮氨酸，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作对比体系B。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/LNH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/LZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/LMnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，亮氨酸的降解率为42.2％，VFAs的产量为1015.3mgCOD/L，作为对照组。

请参阅表1所示，在又一对比例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的异亮氨酸，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行异亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作对比体系C。所述反应器中无机盐的组成为:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，异亮氨酸的降解率为33.4％，VFAs的产量为1102.3mgCOD/L，作为对照组。

表1.本发明一些实施例的数据对比表

由于所述氨基酸(例如缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸)在相同浓度下的厌氧降解效率低于其他氨基酸(谷氨酸，谷氨酰胺，天冬氨酸，天冬酰胺，丝氨酸等)。根据表1和各实施例的数据分析得知，以不同氨基酸(缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸)作为厌氧发酵中唯一碳源，例如浓度为1.5g/L，加入例如十二烷基苯磺酸钠(SDBS)可以提高氨基酸厌氧降解效率和挥发性脂肪酸(VFAs)的产量。将例如十二烷基苯磺酸钠(SDBS)加入到氨基酸厌氧发酵体系中，通过十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对氨基酸，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对厌氧微生物的共同作用，改变了微生物表面疏水性和细胞膜渗透性，在增加了氨基酸的降解效率的同时，也提高了酸化过程中挥发性脂肪酸(VFAs)的产量。为防止对微生物活性的抑制和例如十二烷基苯磺酸钠(SDBS)不能充分降解，从而对环境产生危害，因此选择本发明的SDBS的浓度，例如5～10mg/L。具体的，在选择低浓度的SDBS的条件下，SDBS对不同氨基酸降解效果不同，同时这些氨基酸的降解也受到SDBS浓度的影响。例如，浓度为5mg/L的SDBS对提高氨基酸的厌氧降解效果低于较高浓度的SDBS(7.5mg/L和10mg/L)的效果。可以看出，加入7.5mg/L和10mg/L的SDBS对提高缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸厌氧降解没有显著的区别，更高浓度的SDBS会对微生物产生生物毒性，同时造成环境危害，所以不需要加入更高浓度的SDBS。

在另一些实施例中，当所述阴离子表面活性剂例如为鼠李糖脂时，所述氨基酸为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸和蛋氨酸中的任意一种，下面举例说明氨基酸的降解率和挥发性脂肪酸的的产率。

请参阅表2所示，在一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的缬氨酸，25mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行缬氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系F1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，缬氨酸的降解率为71.9％，VFAs的产量为1739.4mgCOD/L，相比于对比体系A提高了35.0％。

请参阅表2所示，在一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的缬氨酸，50mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行缬氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系G1。使反应器中无机盐的组成:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，缬氨酸的降解率为80.8％，VFAs的产量为1978.7mgCOD/L，相比于对比体系A提高了53.6％。

请参阅表2所示，在另一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的亮氨酸，加入25mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系H1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，亮氨酸的降解率为60.1％，VFAs的产量为1422.4mgCOD/L，相比于对比体系B提高了40.1％。

请参阅表2所示，在另一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的亮氨酸，加入50mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系I1。使反应器中无机盐的组成:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，亮氨酸的降解率为73.6％，VFAs的产量为1761.1mgCOD/L，相比于对比体系B提高了73.4％。

请参阅表2所示，在又一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的异亮氨酸，加入25mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行异亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系J1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，异亮氨酸的降解率为47.0％，VFAs的产量为1248.9mgCOD/L，相比于对比体系C提高了13.3％。

请参阅表2所示，在又一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的异亮氨酸，加入50mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行异亮氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系K1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，异亮氨酸的降解率为74.3％，VFAs的产量为2038.3mgCOD/L，相比于对比体系C提高了84.9％。

请参阅表2所示，在一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的蛋氨酸，25mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行蛋氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系L1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，蛋氨酸的降解率为37.4％，VFAs的产量为432.7mgCOD/L，相比于对比体系D1提高了40.1％。

请参阅表2所示，在一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的蛋氨酸，50mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行蛋氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系M1。使反应器中无机盐的组成:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，蛋氨酸的降解率为73.9％，VFAs的产量为750.4mgCOD/L，相比于对比体系D1提高了143.0％。

请参阅表2所示，在一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的色氨酸，25mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行色氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系N1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，色氨酸的降解率为46.7％，VFAs的产量为350.2mgCOD/L，相比于对比体系E1提高了48.3％。

请参阅表2所示，在一实施例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的色氨酸，50mg/L的鼠李糖脂，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行色氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作体系O1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/LKH₂PO₃，1.0g/L NH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/LFeCl₃，0.5mg/L ZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/LCuSO₄·5H₂O，0.5mg/L MnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，色氨酸的降解率为66.7％，VFAs的产量为500.7mgCOD/L，相比于对比体系E1提高了112.0％。

请参阅表2所示，在一对比例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的蛋氨酸，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行蛋氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作对比体系D1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/LNH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/LZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/LMnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，蛋氨酸的降解率为26.4％，VFAs的产量为308.8mgCOD/L，作为对照组。

请参阅表2所示，在一对比例中，将取来的污水处理厂二沉池的污泥静置24小时，去除上清液，进行浓缩，过筛，去除大块颗粒物后，测定污泥TSS 20～22g/L(pH＝6.8±0.2)。在600mL的血清瓶中加入15mL处理后的污泥，无机盐和微量元素，然后加入浓度为1.5g/L的色氨酸，加入自来水补足至有效体积300mL。用NaOH和HCl调节反应体系的pH为7.0，吹氮气2分钟，橡胶塞封口，置于35±2℃恒温摇床中，反应时间为8天，进行色氨酸厌氧转化为VFAs的实验，记作对比体系E1。所述反应器中无机盐的组成:1.0g/L KH₂PO₃，1.0g/LNH₄Cl，0.1g/L CaCl₂，0.1g/L MgCl₂·6H₂O。微量元素组成包括：1.0mg/L FeCl₃，0.5mg/LZnSO₄·7H₂O，0.5mg/L CoCl₂·6H₂O，1.0mg/L NiCl₂·6H₂O，0.5mg/L CuSO₄·5H₂O，0.5mg/LMnCl₄·4H₂O。结果表明，反应结束后，色氨酸的降解率为29.9％，VFAs的产量为236.2mgCOD/L，作为对照组。

表2.本发明一些实施例数据对比表

本发明通过加入鼠李糖脂可以改变微生物表面特性，例如表面疏水性和细胞膜的渗透性，从而提高微生物对底物的生物可利用性。根据表2和各实施例的数据分析得知，以不同疏水性氨基酸(缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，蛋氨酸和色氨酸)作为厌氧发酵中唯一碳源，浓度例如均为1.5g/L。加入鼠李糖脂可以提高疏水性氨基酸厌氧降解和VFAs的产量。鼠李糖脂对不同氨基酸降解的作用效果不同，氨基酸降解也受到鼠李糖脂浓度的影响。从表2可以看出，在列举的实施例中，加入50mg/L的鼠李糖脂，对氨基酸的降解效果最好。

综上所述，在本发明中，通过使用阴离子表面活性剂，例如鼠李糖脂或者十二烷基苯磺酸钠，来改变微生物的表面疏水性和细胞膜渗透性，来促进氨基酸转化为挥发性脂肪酸。本发明使得氨基酸、阴离子表面活性剂和微生物之间发生协同作用，在促进氨基酸降解的同时，实现挥发性脂肪酸(VFAs)产量的提高，实现资源再利用，整个过程环保无污染。本发明不仅节约成本，而且有害中间产物少、二次污染小，最终的产物也可以直接资源回收利用。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以***其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。