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在中国每天产生约160,000吨的餐厨垃圾,随着国家经济增长,其数量每年以100%的速度增长。由于处理方式不当,餐厨垃圾对生态环境和人体健康的不利影响日渐严重,但又因其富含有机质而极易被生物降解,继而成为一种潜在能源。餐厨垃圾两相厌氧消化(TPAD)是实现其资源化的重要途径,然而,高负荷的餐厨垃圾易让消化体系酸化失稳,并成为限制其发展的瓶颈。本课题使用数值分析的方法筛选了餐厨垃圾厌氧酸化工段的最优启动环境,实证了出料回流及适当缩短产甲烷相(MP)的水力停留时间(HRT)对于MP产气性能的促进作用;并在简单底物厌氧酸化实验中,探究了真实体系中各组分对产酸效果的影响。主要工作如下:(1)以HRT、初始pH和底物接种物比(F/M)为因子进行产酸相(AP)厌氧酸化实验。结果发现,影响其产酸效果主次顺序为初始pH >HRT>F/M,且当初始pH为9.00,HRT为4 d,F/M为2.5时,AP获得最大单位VS乙醇和乙酸浓度(ETH-HAc-VS)和单位VS乙醇和VFAs浓度(ETH-VFAs-VS)分别为 1840 和 3116 mg·gVS-1·L-1,其发酵类型为丁酸型发酵。餐厨垃圾的总固体含量去除率(TS-R)、挥发性固体含量去除率(VS-R)分别为14.02%、20.60%,并在第一天获得最高产气量564 mL。(2)在最优产酸工艺条件(初始pH为9.00,HRT为4 d,F/M为2.5)下,餐厨垃圾TPSD的单位VS日产甲烷量(DMY-VS)和单位VS日产沼气(DBY-VS)分别为471、751mL·gVS-1·d-1,均高于单相(416、662 mL.gVS-1.d-1),且分别增加了 13.22%和 13.44%。两相 TS-R、VS-R分别为44.25%、56.36%,均高于单相(37.10%、47.67%)。在高负荷下,TPAD较SPAD可以更好地维持其稳定性,且随着有机负荷率(OLR)的增加,产气性能更好,但提升OLR后前几天,两者产气性能均出现下滑,且单相下降幅度高于两相。通过出料回流的方式,提高了餐厨垃圾两相厌氧消化系统的产气性能,其系统TS-R、VS-R较不回流分别提高了 4.10%、3.87%,分别达到46.07%、58.54%。此外,在一定程度缩短MP的HRT,有助于提升两相体系的产气效果,当HRT=4+8 (AP、MP的HRT分别为4,8d)天时,其 DMY-VS 和 DBY-VS 分别为 687 和 1052 mL·gVS-1·d-1,较 HRT=4+12、4+4 天分别提高了 20.49%、23.31%和 278.51%、153.22%,同时其 TS-R、VS-R 也达到最大(55.84%、68.41%)。(3)通过葡萄糖、蛋白质、油脂等简单底物的厌氧酸化实验,研究了真实体系中餐厨垃圾各组分对产酸性能的影响。结果发现,影响其产酸效果主次顺序为蛋白质>葡萄糖>油脂。在保持葡萄糖、蛋白质、油脂各组分含量比例(36.4%,22.7%,40.9%)不变的情况下,ETH-VFAs-VS为1488～1663 mg·gVS-1·L-1,简单底物有机负荷(OL)对其产酸总量有影响,但对单位VS产酸量影响不大。综上所述,在高负荷下,TPAD较SPAD更适合餐厨垃圾处理。通过对HRT、初始pH和F/M的筛选提高了 AP的产酸性能;通过简单底物实验研究了餐厨垃圾各组分对厌氧产酸效果的影响;通过出料回流、适当缩短MP的HRT的方法,优化了 TPAD系统,继而提高了其产气性能。