过去十年,随着全球对厌氧消化获得可再生能源关注的持续增加,促使了废油脂作为底物被使用在厌氧消化反应中。然而较高浓度的油脂（Fat,oil and grease,FOG）被水解后产生的长链脂肪酸（Long chain fatty acid,LCFAs）会对厌氧消化中的产酸菌和产甲烷菌产生抑制作用,提高了厌氧消化反应器中废油脂的有机负荷率。通过加钙预处理废油脂可有效减缓LCFAs给微生物带来的毒性作用,以提高废油脂的厌氧消化回收甲烷效果;钙与废油脂也有可能经过皂化反应形成脂肪酸钙,具有高于FOG的产甲烷潜力。这为减缓LCFAs的抑制从而获得较高的产甲烷量提供了可行性。本研究的目的是探究长链脂肪酸钙的形成对提高厌氧消化FOG产甲烷效果的影响。钙与FOG之间的皂化可以有效减缓LCFAs引起的抑制作用,并提高厌氧消化FOG的甲烷产量。然而,钙在甲烷回收中的作用尚不清楚,特别是在钙源和剂量(不是Ca2+浓度而是Ca2+/LCFA的摩尔比)的共同作用下。在本研究中,选择了三种钙源（Ca SO4、Ca（OH）2和Ca Cl2）和三种Ca2+/LCFAs的摩尔比（0.25、0.5和1）来研究钙在FOG厌氧消化甲烷回收中的作用。结果表明,皂化预处理过程中钙源和Ca2+/LCFAs（mol/mol）的变化主要影响皂化率和钙皂的表面结构,导致微生物聚集、LCFAs降解模式、消化过程中微生物群落的组成不同,从而导致FOG厌氧消化的甲烷回收率不同。与Ca Cl2和Ca SO4相比,Ca（OH）2是最合适的钙源,导致甲烷产量增加22%。使用Ca SO4或Ca Cl2作为钙源时,优选较低的Ca2+/LCFAs摩尔比(例如Ca2+/LCFAs=0.25),而使用Ca（OH）2作为钙源时,较高的Ca2+/LCFAs摩尔比（例如Ca2+/LCFAs=0.5-1）是有利的。LCFAs的降解是FOG厌氧消化过程中的的限速步骤。虽然Ca2+和富含脂类的废物/废水之间的皂化（形成LCFAs钙盐）可以有效减缓LCFAs的抑制作用,提高甲烷产率,但其机理尚不清楚。尤其是LCFAs的饱和度对LCFAs钙盐的产甲烷潜力影响的研究更是少之又少。本研究以棕榈酸和油酸为典型化合物,研究了Ca2+与饱和/不饱和LCFAs之间的皂化作用对LCFAs厌氧消化中甲烷回收效率的影响。Ca2+和棕榈酸之间的皂化使棕榈酸厌氧消化的甲烷产率提高了2.2倍。Ca2+的释放是棕榈酸钙降解的结果,促进了EPS中PN的产生,从而促进了生物聚集。但是,油酸和Ca2+之间的皂化作用降低了油酸厌氧消化过程中甲烷的回收率。仅在用过量油酸进行部分皂化时,可提高油酸钙的生物利用度,降低油酸对微生物的毒性,使甲烷产量提高4%。微生物群落分析表明,饱和LCFAs钙盐的形成使微生物群落发生了显著变化,而不饱和LCFAs钙盐的形成只导致优势种群的相对丰度发生较小变化。这些结果表明,Ca2+的皂化极大地提高了饱和LCFAs的甲烷回收率,但仅在部分皂化时才略微提高了不饱和LCFAs的甲烷回收率。本研究针对废油脂在厌氧消化存在LCFAs抑制问题,采用加钙预处理废油脂形成皂化物在厌氧消化条件下获得能源回收的最大化。本研究的结果有望为深入了解不同钙源及Ca2+/LCFAs摩尔比的钙在废油脂厌氧消化中的作用以及对钙与饱和/不饱和LCFAs经皂化作用成盐过程中甲烷产率变化的机理提供深入的认识,并为钙预处理油脂改善废油脂的厌氧消化提供指导。