随着城市化进程的加速,餐厨垃圾和污泥的年产量以超过10%的速度递增,甲烷发酵是餐厨垃圾和污泥处置和能源化的主要措施,但是,单一基质发酵存在C/N失衡、微量元素缺失、毒性物质浓度过高等问题,共发酵可以效缓解这些问题。然而,高负荷条件下过量的有机酸积累是限制发酵效率的关键影响因素。本研究考察了中温和高温共发酵连续实验过程中有机酸积累的现象,分析了基质组分及温度对发酵过程挥发性脂肪酸(VFAs)产生特性及其降解动力学的影响,并从VFAs产生-降解动态平衡角度揭示了连续实验过程典型VFAs积累的原因,得到了以下主要结论:(1)中温和高温连续共发酵系统在有机负荷(OLR)高于5.19 g-VS/L/d时,开始出现VFAs积累,稳定运行至11.13 g-VS/L/d、30.25 g-VS/L/d时,积累的VFAs浓度分别为3.71 g-COD/L、4.07 g-COD/L,之后两系统均出现了严重的VFAs积累,发酵过程受到抑制。丁酸是VFAs中的主导成分,在中温和高温系统中分别占90%、60-70%,高温系统出现了15%的丙酸积累。高温条件强化了蛋白质中有机氮的氨化过程,提供的碱度能及时缓冲迅速积累的VFAs,维持系统内适宜的pH,保证了共发酵系统在更高的负荷条件下稳定运行。(2)基于餐厨垃圾主要由油、菜、蛋肉、主食构成的特点,通过不同基质构成产VFAs过程特性批次实验得出:VFAs中的丁酸主要来源于碳水化合物含量较高的主食成分;丙酸主要由脂肪含量较高的油、蛋肉成分水解酸化生成。进一步通过单一基质(碳水化合物、纤维素、蛋白质和油脂)的发酵特性批次实验发现,不同基质的发酵过程表现出了不同的VFAs生成特性,验证了碳水化合物是丁酸的主要来源,蛋白质和油脂是丙酸的主要来源。(3)通过对典型的VFAs(乙酸、丙酸、丁酸、戊酸)进行降解动力学实验发现,高温对高负荷条件下乙酸和丁酸的甲烷化过程有明显的促进作用,相同负荷条件下,最大反应速率是中温的2倍以上。但是,高温对丙酸和戊酸的降解有明显的抑制作用,因此,在高温条件下,丙酸和戊酸积累对发酵过程的抑制作用高于乙酸和丁酸,是影响甲烷产率最主要VFAs组成。