垃圾分类背景下厨余垃圾的处理受到广泛关注。厌氧消化能将厨余垃圾转化为甲烷,是一种可持续的处理方式。但是厨余垃圾易腐有机物含量高,厌氧消化系统在有机负荷较高时常因挥发性脂肪酸的积累而酸化,从而抑制产甲烷过程。鉴于此,本论文首先探究了厨余垃圾的典型组分对厌氧消化酸化的影响,然后探究了投加剩余污泥和使用沼气回流搅拌对厨余垃圾厌氧消化酸化的缓解机制。本论文的主要内容和结果如下:（1）通过统计数据确定了本地厨余垃圾中淀粉类食品、蔬菜、水果和肉类的占比为40%、30%、20%和10%。然后以本地厨余垃圾及典型组分（米饭、白菜、香蕉皮、猪肉）为底物进行了批式实验。结果表明,米饭、白菜、香蕉皮、猪肉和本地厨余垃圾的产甲烷潜力分别为288、283、254、630和476 m L CH4/g VS。相比其他组分,白菜厌氧消化过程中的p H最低,SCOD和挥发性脂肪酸浓度最高,水解常数和比甲烷产率最小,表明白菜是导致厨余垃圾酸化的主要组分。微生物群落分析表明,猪肉厌氧消化过程中的优势产甲烷菌是Methanobacterium,而其他底物的优势产甲烷菌是Methanosaeta。（2）通过批式实验和理论估算探究了投加剩余污泥对厨余垃圾厌氧消化酸化的缓解效果和影响。结果表明,剩余污泥可以加快VFAs转化和产甲烷速率,厨余垃圾和剩余污泥的最佳比例为2:1,此时产甲烷潜力为408 m L CH4/g VS,对应的共消化性能指数达到1.12的峰值。Pearson相关性分析表明,剩余污泥显著加快了丙酸转化速率,从而缓解了酸积累。理论估算表明,在厌氧消化应用率达到60%时,本地厨余垃圾和剩余污泥的能量回收值为6100万m~3 CH4/年或2亿k W·h/年,可以供应7.6%的居民生活天然气需求或1.7%的电力需求。（3）搭建了机械搅拌和沼气回流搅拌反应器,通过80天长期运行监测、污泥性质表征和微生物群落结构分析,探究了沼气回流搅拌对厨余垃圾厌氧消化酸化的缓解效果及机理。结果表明,虽然两个反应器启动时都发生了酸积累,但在后续运行中机械搅拌反应器持续酸化,而沼气回流搅拌反应器运行稳定。沼气回流使酸化恢复的时间缩短了62%（分别为5天和13天）,使甲烷转化率提高了9倍（分别为56%和6%）。粒度和流变分析表明,沼气回流使污泥粒径实现了互养共生和传质效率的平衡,使污泥粘度更高从而分布更均匀。微生物群落结构分析表明,能够水解糖类和与产甲烷菌互养代谢的Saccharibacteria和Petronas在沼气回流反应器的相对丰度是机械搅拌反应器的6～7倍。本文的结论可用于指导厨余垃圾厌氧消化系统的设计、运行和调控,为厨余垃圾高效资源化利用提供科学依据和技术支撑。