木质纤维素生物质在通过厌氧消化生产可再生能源（如生物甲烷）方面具有巨大潜力。餐厨垃圾具有含水量高、有机质含量高和热值低等特性，是可以转化为能源的生物质可持续碳源，通过预处理和联合厌氧消化优化二者的厌氧消化性能，最大化的将城市固体废弃物转化成能源具有良好的成本效益和环境友好性。本文选用玉米芯作为典型木质纤维素生物质，使用餐厨垃圾预处理解决木质纤维素厌氧消化的水解局限性，探究了木质纤维素在厌氧消化过程中组分和结构的变化。同时，考虑到剩余污泥中也有大量木质纤维素，探究了餐厨垃圾与剩余污泥的联合厌氧消化对污泥中木质纤维素降解的影响，以及纤维素、半纤维素和木质素分别的厌氧降解情况。在此基础上添加了热水解物理预处理玉米芯，研究了预处理对餐厨垃圾与玉米芯的联合厌氧消化性能的影响。论文主要结论如下：
　　①使用不同比例餐厨垃圾预处理玉米芯一周，随后加入接种污泥联合厌氧消化，结果表明，当餐厨垃圾与玉米芯的VS比为1∶3时，表现出最佳的水解性能，水解效率为19%，产酸效率为54%。半纤维素和纤维素的去除百分率高达80.4%和79.4%，餐厨垃圾预处理过程中的酶活性也得到了显着提高。通过XRD分析，纤维素的约10%的晶体结构被进一步分解，这有助于有机物从玉米芯中释放到溶液中来。在沼气生产阶段，餐厨垃圾发酵所导致的酸积累削弱了甲烷菌的活性。当餐厨垃圾与玉米芯的VS比为1∶6时，底物中餐厨垃圾的含量较低，因此底物中的pH值较高，在甲烷生产中表现出最佳性能，累积产甲烷潜能为401.6mL CH4/g·VSremoval。
　　②选择1∶6作为餐厨垃圾与木质纤维素VS比，将餐厨垃圾和剩余污泥以及木质纤维素单组分分别进行联合厌氧消化。结果表明，餐厨垃圾与剩余污泥联合厌氧消化具有最大生物甲烷潜能，达到407mL CH4/g·VSremoval，其总VS去除率为51.79%。餐厨垃圾与游离半纤维素、纤维素和木质素的联合厌氧消化表现出最佳木质纤维素降解性能，半纤维素降解百分率为78.9%，纤维素降解百分率为73.7%。微生物群落和多样性分析结果表明，添加餐厨垃圾能够有效促进水解细菌的富集，游离态木质纤维素更能为厚壁菌门(Firmicutes)提供适宜的环境，从而提高木质纤维素的生物降解性能。
　　③由于木质纤维素生物质结构复杂，难以生物降解。本文在餐厨垃圾和玉米芯联合厌氧消化的基础上，使用不同温度热水解预处理玉米芯，旨在破坏木质纤维素聚合物固有的复杂结构，使微生物、酶类更好地吸附和发挥生物降解作用。结果表明，150℃为最佳预处理温度，当餐厨垃圾与玉米芯VS比为1∶3时，累积沼气产量达到4660mL，累积甲烷产率为574.7mL CH4/g·VSremoval。在1∶3和1∶6两种餐厨垃圾投加比中，150℃的预处理对In-SCOD转化为SCOD具有最大促进作用，3D-EEM数据也表明该温度有利于沼液中蛋白质的水解，消化系统内纤维素的最终降解量分别高出对照组38.9%（1∶3）和28.2%（1∶6）。微生物群落和多样性分析也表明该温度对系统水解菌和产酸菌的富集都有促进作用。175℃的高温对木质纤维素结构的破坏有较大促进作用，但由于过高温度会造成系统内产生有毒物质，因而总体水解、产酸、产气性能均不如150℃。