废弃生物质的资源化利用是国家可持续发展和碳中和战略实施的重要保障之一。餐厨垃圾是我国城镇有机固体废弃物的主要组成部分,具有产生量大、有机质含量丰富、可生物利用性高等特点。随着我国餐厨垃圾收运体系的逐步完善,如何实现高附加值的资源化处理备受关注。基于反向β-氧化的碳链延伸途径,利用厌氧菌群生物合成己酸等中链脂肪酸（Medium chain fatty acids,MCFAs）被认为是一种非常有潜力的新型有机废弃物资源化技术。相较于短链脂肪酸（Short chain fatty acids,SCFAs）,MCFAs能量密度更高、水溶性低、易于从发酵液中分离;其可以进一步加工成燃料物质和化工材料,附加值更高。作为碳链延伸反应的最适电子供体,乙醇/乳酸不仅能够提供ATP和还原力,而且也能作为碳骨架用于碳链生物延伸,理论上可作为直接底物介导MCFAs合成。而在混菌发酵体系中,乙醇-乳酸复合底物介导的碳链延伸是否存在协同效应也需要进一步探究。有鉴于此,本论文提出餐厨垃圾乙醇型/乳酸型转化后合成MCFAs的耦合工艺。首先对比研究了乙醇、乳酸以及乙醇+乳酸为底物的厌氧菌群MCFAs发酵效能;然后以餐厨垃圾为底物发酵生产电子供体,并进一步合成MCFAs;最后构建了基于正渗透技术回收厌氧发酵液中MCFAs的方法。主要研究结果如下:（1）以乙醇为唯一底物合成MCFAs,底物转化速度慢,产物中MCFAs选择性高;以乳酸为唯一底物合成MCFAs,发酵周期短,但是产物选择性低。乙醇和乳酸作为复合底物具有协同作用,有效提高了厌氧菌群MCFAs发酵的生产强度,并显著缩短了发酵周期。MCFAs产物中均以己酸为主。在p H 6.5、复合底物浓度200 mmol/L、乙醇/乳酸添加比为1:1的最优发酵条件下,通过分批补料发酵,己酸最高产量达到14.0 g/L。在补料发酵过程中,乳酸消耗速度快于乙醇,且己酸生成与乙醇消耗相偶联。此外,己酸产率呈现先上升后降低的趋势。在己酸累积浓度为9.5 g/L时,己酸产率和选择性达到最高值,分别为0.21 mol/mol电子供体和49.9%。在乙醇介导的发酵体系中,Longilinea为优势菌种;由于存在乙醇氧化的热力学限制,产己酸功能菌Clostridium sensu stricto丰度仅为3.4%。在乳酸发酵体系中,Clostridium IV与Clostridium sensu stricto占据优势地位。在复合底物介导下,Clostridium sensu stricto成为主导产己酸菌种（丰度22.5%）;同时Oscillibacter和Sporanaerobacter成为优势菌,两者可以促进种间电子传递,进而有助于己酸合成效能的提高。（2）建立了餐厨垃圾乙醇型/乳酸型转化后合成MCFAs的耦合工艺。α-淀粉酶预处理能够有效溶出餐厨垃圾中的碳源,酶解液中溶解性总糖浓度可达22.9 g/L,溶出率达到95%以上。采用自然酸化和接种外源微生物的方式将酶解液转化为富含电子供体的发酵液。酶解液自然酸化电子供体最高得率可达到1.96 mol/mol葡萄糖,乳酸和乙醇得率分别为1.14和0.82 mol/mol葡萄糖;但是乳酸易被进一步转化为丙酸。接种植物乳杆菌的发酵体系最高电子供体得率为2.06 mol/mol葡萄糖,乳酸/乙醇得率比为2.61,且两者不易被进一步转化。通过接种酵母菌可以快速将溶解性总糖大量转化为乙醇,乙醇和乳酸得率分别可达到1.77和0.26 mol/mol葡萄糖。植物乳杆菌和酵母菌发酵液复配后用于MCFAs半连续发酵,己酸产量、选择性和产率最终分别可达到3.4 g/L、30.3%和0.26 mol/mol电子供体。（3）基于正渗透技术能够实现厌氧发酵液中己酸的高效低耗回收。在正渗透膜浓缩过程中,汲取液Na Cl浓度的增加可以提高浓缩倍数和效率,且不会对产物回收率产生显著影响。进料液p H对正渗透系统浓缩效果没有明显影响,因此浓缩过程无需额外调节进料液p H。发酵液中总酸浓度的增加会降低浓缩倍数。分批补料发酵后的己酸发酵液经正渗透浓缩后,己酸浓度由9.2 g/L提高至83.0 g/L,己酸膜浓缩回收率接近100%。通过酸化浓缩液可以将己酸以油状物的形式析出。在p H为4.5的酸化条件下,己酸的提取率达到92.0%,酸油中己酸浓度为578.2 g/L,纯度为66.4%。辅以蒸发手段能够进一步提升酸油的己酸纯度。80℃蒸发4 h后己酸纯度和浓度分别提升至73.1%和690.0g/L,整个工艺的己酸回收率为89.2%。