排放量巨大的餐厨垃圾可能会导致严重的环境污染和资源浪费。餐厨垃圾含有丰富的淀粉、蛋白质和油脂等有机质,用于生物燃料发酵有极大的开发潜力。但餐厨垃圾中大分子物质不易被微生物直接利用,直接发酵时效率较低。本文通过酶法将餐厨垃圾中的淀粉质进行糖化,深入研究水解液物化特征变化以探究餐厨垃圾酶解机制。在餐厨垃圾酶解的基础上,将酶解液分别应用于生物乙醇和生物丁醇的发酵,并揭示发酵过程中参数变化。通过对不同水解方法进行研究,确定酶法是餐厨垃圾糖化的最佳方法。α-淀粉酶和糖化酶酶解餐厨垃圾对应的最佳pH和酶添加量分别为5.5、150 U/g-TS(总固形物)和4.0、150 U/g-TS。二者混合使用效果最佳,最终糖浓度为204.20 g/L。液相结果表明水解液中主要成分为葡萄糖。X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和傅里叶红外光谱(Fourier Transform infrared spectroscopy,FT-IR)结果表明,酶解作用不会改变餐厨垃圾中的淀粉晶型,酶解作用提高了相对结晶度和短程有序度。扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)和粒径分布结果表明,酶解后淀粉结构完整性被破坏,部分结构呈现碎片化状态,双酶水解液的平均粒径比对照组降低了41.23%,固形颗粒粒径下降导致水解液粘度显著降低,有利于下游发酵过程传质与传热效率的提高。对餐厨垃圾糖化液进行了乙醇发酵性能研究,结果表明,乙醇产量随糖化液负荷增加而增大,糖浓度200 g/L为最佳负荷,对应的乙醇产量和葡萄糖转化率分别为69 g/L和93%。考察了吐温-80对乙醇发酵性能的影响,结果表明,添加量为0.5%(v/v)时效果最佳,对应乙醇产量、产率以及葡萄糖转化率分别为79 g/L、3.57 g/L/h和94.58%,比空白组分别提高了14.5%、42.8%和1.7%。吐温-80添加后,细胞外多糖、电导率以及大分子溢出物含量分别提高了25.95%、4.05%和31.3%,对应的乙醇浓度达到了79 g/L,表明吐温-80可以明显增加细胞膜的通透性,促进膜内外营养物质的交换,是乙醇产量提高的主要原因。对餐厨垃圾水解液进行了丁醇发酵性能研究,研究结果表明,初始pH为6.5时,丁醇以及总溶剂的产量在60 h处达到最大值,分别为12.10和20.68 g/L。发酵温度25℃避免了“酸崩”现象,但低温延长了细胞生长迟滞期,代谢能力降低。适量的氮源能够促进菌株对底物的吸收利用,1 g/L酵母浸粉明显促进还原糖的转化,葡萄糖利用率达到90%,丁酸钠的添加能够促进产酸期向产溶剂期的转变。