本文研究了利用外加碱液吸收装置去除气相中CO2对降低系统内酸度和提高系统处理负荷的影响。针对厨余垃圾中温湿法两相厌氧消化过程中水解酸化率低，水解酸化产物中乳酸浓度高，本文系统研究了pH、pH调节方法、ORP和接种微生物对提高水解酸化率，降低水解酸化产物中乳酸浓度的影响，并考察了水解酸化过程改进后的两相厌氧消化工艺处理厨余垃圾的运行效果。主要研究结果如下： 1)高CO2分压是厨余垃圾单相厌氧消化过程初期反应系统内酸度升高、pH下降的一个重要原因。在中温湿法单相厌氧消化工艺中采用外加碱液装置吸收气相中CO2，降低气相CO2分压，解决了厨余垃圾单相厌氧消化过程在高负荷下反应初期因为酸度过高而引起的系统失败问题，有效提高了厨余垃圾单相厌氧消化工艺的稳定性和处理负荷。最大有机负荷达到8.4gCOD·(L·d)-1，进料TS浓度达到85g·L-1，甲烷产量达到2.5L·(L·d)-1，COD和TS去除率分别达到69﹪和68﹪。无需外加碱液，反应器中pH能保持在7.7，既降低成本，又能避免阳离子对产甲烷菌的抑制。 2)采用相内和相间同时的消化液循环能提高厨余垃圾两相厌氧消化过程的有机负荷和水解酸化出料液中的COD、VFA浓度。相内连续的渗滤液循环使水解酸化反应器中始终保持流动状态，有利于气体产物的排放和新鲜进料与消化过熟料的充分混合。相间消化液循环为水解酸化反应器提供固有碱度，能缓冲pH，同时又引入一些厌氧活性微生物到水解酸化反应器中。整体工艺进料有机负荷达到10.7gCOD·(L·d)-1，水解酸化液中COD浓度达到33g.L-1，VFA浓度达到12g·L-1。但两相厌氧消化过程在高负荷下的TS去除率和甲烷产率并没有表现出相对于单相过程的优越性，TS去除率为63﹪，甲烷产率为1.95L·(L·d)-1，甲烷产量为195mL·(gTS)-1。 3)两相厌氧消化工艺处理厨余垃圾，高负荷时水解酸化率低，发酵产物中乳酸浓度高，占总水解酸化产物COD浓度的一半，而VFA浓度相对较低。乳酸的酸度比乙酸、丙酸和丁酸强，高浓度乳酸的产生是厨余垃圾厌氧消化过程初期pH快速下降到很低的原因。实验又证明，在两相厌氧消化工艺的产甲烷过程中，高浓度乳酸容易导致出水中丙酸的累积，限制产甲烷过程中有机负荷的提高，降低产甲烷速率，在高负荷时严重抑制产甲烷微生物的活性。VFA是后续产甲烷过程中产氢产乙酸菌和产甲烷菌可以直接利用的底物，在有机废物水解酸化过程中，通常将VFA的产率作为酸化率。因此在厨余垃圾的水解酸化阶段，提高水解酸化率、降低乳酸浓度是提高整个两相厌氧消化过程处理厨余垃圾效率的关键。 4)本文系统研究了pH对厨余垃圾水解、发酵和酸化过程的影响。调节pH可以大大提高厨余垃圾的水解率和一级水解速率常数，尤其是调节pH到7，水解率高达82﹪，一级水解速率常数由未调节pH时的0.025d-1提高到0.148d-1。调节pH提高了VFA产率，在pH为7时，最大VFA浓度在实验第四天即可达到，最大VFA产量为0.27g·(gTS)-1，几乎是未调节pH反应器中VFA产量(0.15g·(gTS)-1)的2倍。与调节pH到5、9和11相比，调节pH到7更大程度地提高了厨余垃圾的水解酸化率。pH也决定着VFA的组分分配，中性和酸性条件下，丁酸占优势；碱性条件下，乙酸浓度升高。发酵产物中乳酸浓度在未调节pH条件下逐渐升高并稳定在最大值，调节pH提高了乳酸所能达到的高峰浓度，但达到最大值后，部分乳酸会向VFA转化。在调节pH为7时，水解酸化过程稳定后，乳酸的浓度最低。 5)本研究在厨余垃圾水解酸化过程中建立了一个新的pH调节方法，即调节厨余垃圾的pH至7后，投加氮源使其C/N比为30。中性条件下，厨余垃圾组分中蛋白质和投加氮源的降解产物中的氨氮对pH具有缓冲作用。因此，该pH调节方法不仅可以降低水解酸化过程中调节pH到7投加的碱液量，而且通过调节C/N比，满足了水解酸化微生物的营养需求，进而能提高厨余垃圾的水解酸化率。 6)本文系统研究了ORP对厨余垃圾水解、发酵和酸化过程的影响，发现ORP对厨余垃圾水解和发酵过程有不同的影响。调节ORP至-300mV，厨余垃圾达到最大的水解速率常数(0.168d-1)。但调节ORP到200mV，水解酸化液中VFA和乳酸浓度达到最大。高ORP有利于提高厨余垃圾的酸化率。但在厨余垃圾水解酸化过程中，水解是酸化的前提，为保证提高水解率且降低水解酸化产物中乳酸浓度，控制厨余垃圾水解酸化过程的ORP至-300mV。调节进料C/N比至30，反应初期产生的氨氮能使ORP下降至-300mV左右，故无需额外投加药剂调节ORP。 7)接种厌氧活性污泥和水解酸化熟料液可明显提高厨余垃圾的水解酸化率。接种厌氧活性污泥比和水解酸化熟料液比分别为12.5﹪和4时，最大水解速率常数分别为0.245d-1和0.277d-1，是未接种微生物的2倍；水解酸化液中VFA浓度分别为46g·L-1和50g·L-1。接种厌氧活性污泥必须控制合适的接种量，接种量过高则导致水解酸化过程中调节pH为7的条件下发生甲烷化作用，难以实现相分离。本研究确定接种厌氧活性污泥量为12.5﹪。 8)本文评价了相内和相间同时带有消化液循环的两相厌氧消化过程在强化水解酸化阶段后的运行效果。水解酸化阶段控制pH为7、调节C/N比为30、ORP为-300mV、接种厌氧活性污泥量为12.5﹪，水解酸化过程中的HRT可由5d减至3d，SRT由20d减至9d，进料有机负荷提高到16gTS·(L·d)-1，水解和酸化效率分别达到85.8﹪和49.9﹪。整体工艺中有机负荷率提高一倍，TS去除率达到80﹪，甲烷产率达到266.4mL·(gTS)-1。 本文对厨余垃圾中温湿法单相和中温湿法两相厌氧消化过程中限制因素及其改善措施的研究成果对厨余垃圾厌氧消化技术的工程应用和理论研究具有指导性意义。