面对当前严峻的资源紧缺与环境污染问题,研究者越来越重视利用废弃生物质生产可再生的能源和生物化学品。最近,一种新兴的转化废弃生物质为中链羧酸（MCCA）的碳链增长（CE）技术吸引了研究者的关注。MCCA是一种能量密度高、疏水性强的多功能化学品,其规模化生产和利用有望减轻环境污染并降低化工产业对不可再生化石能源的依赖。然而,当前对CE技术的研究尚处于初期阶段,很多限制MCCA生产性能的因素尚未解决。其中,为了克服乙醇和乳酸作为单一电子供体对MCCA生产效率的限制,本研究联合利用乙醇和乳酸作为CE反应的共同电子供体,揭示了乙醇和乳酸共存时的底物利用途径和提高MCCA产量的机理,并将所得结果应用于以实际废弃生物质为底物的MCCA生产中。本研究首先探究了乙醇和乳酸分别作为单一电子供体时与电子受体（乙酸）的摩尔比例及浓度对MCCA生产和组分的影响。研究结果显示当电子供体（乙醇或乳酸）/电子受体（乙酸）摩尔比≤1时不利于MCCA形成,主要产物为丁酸;电子供体/电子受体摩尔比>1时,主要产物为己酸,且电子供体/电子受体的摩尔比越高越有利于更长链的辛酸产生。乙醇和乳酸作为生产MCCA的单一电子供体时与乙酸的最佳摩尔比分别为3/1和2/1;以乙醇和乙酸为底物生产MCCA的最佳底物浓度范围为300-500 mM C;以乳酸和乙酸为底物生产MCCA的最佳底物浓度范围为400-600 mM C。乙醇和乳酸作为CE反应的共同电子供体比它们作为单一电子供体获得了更高的底物利用率、MCCA产量和选择度,其中乙醇和乳酸共存生产MCCA的最佳乙醇/乳酸摩尔比为2/1。为揭示乙醇和乳酸共同提高MCCA生产性能的途径,本研究设置了一系列序批式实验。实验结果显示乙醇和乳酸共同提高MCCA生产性能的途径为:乳酸代谢产生的CO₂为利用乙醇的CE细菌提供了合成细胞的碳源,同时也与乙醇代谢产生的H₂反应,降低了H₂分压,进而加速了CE反应的第一步,即乙醇氧化的发生;乙醇代谢产生的H₂将丙烯酸竞争反应产生的丙酸还原为丙醇,丙醇作为电子供体分别与乙酸和丙酸反应生成庚酸和己酸;乙醇和乳酸共存释放的H₂与CO₂发生同型乙酸化和乙酸还原反应生成乙酸和乙醇,此原位产生乙酸和乙醇发生CE反应再次转化为己酸和辛酸。其中,乙醇产生的H₂将乳酸代谢过程中流失的碳流（CO₂和丙酸）再次转化为MCCA是乙醇和乳酸共同提高MCCA产量的最主要原因。菌门Firmicutes、菌纲Negativicutes及菌属Veillonella是引起共同电子供体乙醇和乳酸与单一电子供体乙醇或乳酸获得不同MCCA产量的关键微生物。上述实验结论对于生产MCCA的底物选择和搭配具有指导意义:同时包含乙醇、乳酸和SCCA的物质是生产MCCA的最佳底物,只包含乳酸或乙醇或SCCA的物质可以联合进行MCCA生产。基于此,本研究选择了同时包含乙醇、乳酸和SCCA的实际废弃物——中国浓香型白酒生产废水（CSLW）作为底物生产MCCA。首先利用序批实验证实了在不额外添加电子供体和电子受体的情况下只利用CSLW生产MCCA的可行性;然后启动膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器连续运行了485天以探究利用CSLW生产MCCA的性能,获得了EGSB生产MCCA的最佳运行参数:温度为40℃,pH为5.4,水力上升流速（ULV）为3.5 m/h,水力停留时间（HRT）为8 h,以及有机负荷率（OLR）为40 g COD/（L·d）。在最佳运行参数下,以稀释到浓度为13.37 g COD/L的CSLW为底物取得了高达10.27 g COD/L的MCCA浓度、31.12 g COD/（L·d）的MCCA生产速率和76.8%的MCCA产率。分析发现EGSB得以长期稳定地生产MCCA与产酸颗粒污泥的特殊结构有关,其可以在一定程度上减弱底物以及未解离MCCA的毒性对CE细菌的伤害。长期运行CE反应后的颗粒污泥主要由芽孢杆菌和梭状芽胞杆菌组成,其形成的顶级群落中以包含多种CE功能菌的Firmicute菌门为主,其中的优势菌纲和菌属分别为Clostridia和Clostridium IV。