餐厨垃圾富含有机质,是具有较高利用价值的废弃物资源。我国目前主要采用厌氧发酵法处理餐厨垃圾,产生沼气利用,但在此过程中产生的厌氧发酵废液处理难度较大、可能污染环境。餐厨垃圾厌氧发酵液中含有丰富的碳源,可通过特定微生物的作用合成为聚羟基脂肪酸酯(PHA)—一种可降解生物塑料的原料,在消减污染的同时还可实现资源循环利用。本研究以河北省某典型餐厨垃圾处理厂为对象,在系统研究其厌氧发酵液微生物多样性的基础上,选择PHA中主要研究应用类型PHB和PHV为分析对象,筛选可以高效合成PHA的微生物菌株,对微生物合成PHA的发酵条件和技术参数进行了优化,为餐厨垃圾厌氧发酵液处理和资源化利用提供参考。主要研究结果如下:1.餐厨垃圾发酵液的理化性质及高通量Miseq测序分析表明:发酵液中的微生物群落结构受环境因素影响明显,影响程度较大的为pH值和氨氮含量,含油量和总糖含量对菌落结构的影响较稳定,全盐量和COD浓度次之。厌氧消化、沼渣脱水样品中的微生物组成和相对丰度较高,而初始油水分离样品中的微生物群落种类和丰度相对较低。不同季节样品中的优势菌门、属相似,但相对丰度发生明显变化;各工艺单元中,主要优势菌门有厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)互养菌门(Synergistetes)等,优势属为乳酸菌属(Lactobacillus)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)、Fastidiosipila、vadinBC27_waste-sludge_group。2.基于餐厨垃圾发酵液的微生物多样性研究结果,用溴百里香酚蓝染色法从餐厨垃圾厌氧消化工艺单元内的废液中初步筛选获得1株可产PHA的菌株BW-2,经16S rRNA序列分析,初步鉴定为粪产碱菌(Alcaligenes faecalis),直接接种于厌氧发酵液中可积累10.21 mg/L的PHB。利于PHA积累的厌氧发酵液初步调节参数为:碳氮比48,添加0.015%的α-淀粉酶、0.12%的脂肪酶水解多余淀粉和脂肪,调节pH值为 7.5。3.对筛选菌株BW-2与另外三株菌 CGMCC1.3716、CGMCC1.6329、CGMCC1.7092按比例混合后接种于厌氧发酵液,进行PHB和PHV发酵条件的优化,选择“时间-温度-接种量”进行3因素3水平响应面试验,结果表明:发酵时间和温度、温度和接种量交互作用对菌株产PHB的影响显著,发酵时间和温度、发酵温度和接种量间的交互作用对PHV产量的影响显著。在35℃、发酵84h、各菌株的接种量为2.0%时,PHB产量最高,达到153.84mg/L;30℃、发酵108h、各菌株的接种量为1.0%时,PHV最高,为1421.37 mg/L,此时PHB和PHV的总产量也最高,为1517.69 mg/L。4.采用不同方法对各菌株发酵后的液体进行PHB和PHV的提取,结果表明:次氯酸钠-氯仿法提取PHB和PHV的效果最好,提取率分别为60.02%、61.03%,表面活性剂法次之,其提取率分别为56.91%、57.65%。本研究在餐厨垃圾厂处理工艺的微生物多样性分析基础上,筛选获得可合成PHA的菌株BW-2,并探索了多类菌株利用餐厨垃圾厌氧发酵液合成PHB和PHV的优化工艺条件,研究为我国餐厨垃圾处理与资源化利用提供科学参数。