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水热炭化技术因具有将湿生物质转化为固体燃料或炭材料的特点,可运用于处理高含水率废物。餐厨垃圾作为一类典型湿式固体废物,适宜利用水热炭化进行处理。已有研究发现水热炭化液相产物（炭化液）具有产甲烷潜力,可进行厌氧消化处理用于能量回收。此外,将水热炭化固相产物（水热炭）添加至厌氧消化系统中能提升系统产甲烷性能。但上述研究多针对如污泥、粪便、枝木、秸秆等废物,鲜有研究以餐厨垃圾为水热炭化-厌氧消化联合处理对象。该方式能否运用于餐厨垃圾处理,以应对日益增长的餐厨垃圾处理需求,提升其能量输出效能,值得进行探索研究。鉴于反应条件显著影响水热炭化产物分配及特性,本研究控制反应温度和时间,以“温和”（180°C-1 h）、“中等”（220°C-2 h）和“剧烈”（260°C-4 h）3种反应强度对餐厨垃圾进行水热炭化处理,探究反应强度对水热炭化三相产物分配及固、液相产物理化特性的影响;以餐厨垃圾和所得炭化液为底物分别进行厌氧消化实验,辨析炭化液产甲烷性能;计算水热炭化-厌氧消化联合处理和单独厌氧消化处理餐厨垃圾的能量输出效能,探究联合处理方式对其提升作用。以所得水热炭、活化水热炭及颗粒活性炭（对照）为底物进行单独厌氧消化实验,阐明其可生物降解性;将其分别添加至餐厨垃圾厌氧消化系统,明确水热炭添加对餐厨垃圾产甲烷性能的影响。主要获得以下结论:（1）反应强度显著影响餐厨垃圾水热炭化产物分配。随反应强度提升,水热炭产率先上升后下降;炭化液产率降低后趋于稳定;而气相产物（炭化气）产率则持续上升。但无论何种反应强度,其产物主要以水热炭（40.4%～52.1%）和炭化液（38.3%～57.5%）形式存在,仅有少部分转移至炭化气中（2.1%～13.3%）。除产物分配外,炭化液和水热炭理化特性也受到反应强度影响。随反应强度提升,炭化液p H值由3.35逐渐升高至4.61;而电导率值则在3.7 ms/cm～5.0 ms/cm之间,表现出现先降低后升高的变化趋势。此外,各炭化液均含有较高浓度的COD、s COD,分别在32879.7 mg/L～105330.8 mg/L和31740.0 mg/L～104596.7 mg/L之间,且均随反应强度提升而降低。气相色谱-质谱联用分析发现炭化液中含有多种醛类、酮类和酸类有机质成分,具有较高生物转化潜力。随反应强度提升,利用环境扫描电镜观察到水热炭具有更清晰的孔洞和微球结构。水热炭化反应有助于餐厨垃圾碳元素在水热炭中的富集,且富集程度随反应强度提升而显著增加。此外,因具备较低H/C和O/C、和褐煤相似的热值（23.9 MJ/kg～28.3 MJ/kg）、以及较高的点火温度（267.5°C～302.3°C）,水热炭具有作为安全清洁燃料进行能量利用的潜力。（2）餐厨垃圾炭化液具有应用于厌氧消化产甲烷工艺的潜力,其累积甲烷产率受到水热炭化反应强度的显著影响。随反应强度提升,3种炭化液的累积甲烷产率逐渐降低,分别为207.5±11.1 m L/g COD、154.0±10.2 m L/g COD和87.7±9.9m L/g COD,均低于同等有机负荷下的餐厨垃圾（291.1±7.9 m L/g COD）。以单位质量餐厨垃圾（湿基）为计量标准,3种炭化液厌氧消化生成的甲烷与对应条件所得水热炭燃烧释放能量之和分别为3003.1 k J/kg、3380.0 k J/kg和3193.1 k J/kg,均高于餐厨垃圾单独厌氧消化生成的甲烷燃烧释放热量（2911.5 k J/kg）。水热炭化-厌氧消化联合处理餐厨垃圾对其能量输出效能有一定提升作用,提升程度分别为3.1%（180°C-1 h）、16.1%（220°C-2 h）和9.7%（260°C-4 h）。（3）水热炭、活化水热炭及颗粒活性炭可降解性存在显著差异。水热炭具有较高可降解性,其累积甲烷产率为125.2±19.5 m L/g;颗粒活性炭自身难以降解,对接种物产甲烷性能也无显著影响;而活化水热炭显著抑制接种物活性。将3种炭添加至餐厨垃圾厌氧消化系统中,底物累积甲烷产率分别为413.9±7.9 m L/g VS（餐厨垃圾对照组）、428.3±23.0 m L/g VS（水热炭添加组）、88.3±8.6 m L/g VS（活化水热炭添加组）和390.2±21.9 m L/g VS（颗粒活性炭添加组）。其中,添加水热炭和颗粒活性炭对餐厨垃圾累积甲烷产率无显著影响,但前者能显著提升系统最大产甲烷速率（Rm）。以Logistic方程对水热炭添加组累积甲烷产率进行拟合,所得Rm为22.4 m L/（g VS·d）,较餐厨垃圾对照组提升38.9%。微生物群落结构分析结果也表明,添加水热炭能够提高系统微生物群落丰度,从而导致产甲烷速率的提升;而添加颗粒活性炭对系统微生物丰度无显著影响。但由于炭上未洗脱的Cl-进入系统抑制微生物活性,添加活化水热炭显著抑制餐厨垃圾厌氧消化产甲烷性能,其系统微生物富殖也受到显著抑制。