厌氧消化是实现城市有机废物高效处理与资源化利用的关键技术。当前,混合收集的城市有机废弃物存在无机杂质多、厌氧消化体积大、设备易磨损等瓶颈,而分类收集的有机废弃物,生物降解差异性大,厌氧体系易出现营养失配、产气效率低、运行失衡等问题,严重制约了厌氧消化技术在我国城市有机废弃物领域的应用。针对上述问题,本论文提出了机械挤压分质、联合调质、预处理强化等策略,开展了机械挤压、混合比例、低温碱、水热预处理等过程参数对城市有机废弃物厌氧消化性能的影响,并探究其强化作用机制,具体研究内容及结论如下:（1）考察了混合收集城市废弃物机械挤压分离有机质（Extruded organic fraction of municipal solid waste,挤压OFMSW）的厌氧消化性能,及其强化餐厨垃圾厌氧消化的效应。结果表明,机械挤压OFMSW产气性能良好（334～430 mL/g VS）,且在220天半连续运行过程中性能都十分稳定;挤压OFMSW联合调质可使失稳的餐厨垃圾厌氧消化系统VFAs由3139 mg/L降至48 mg/L,容积甲烷产量恢复并稳定在2558 mL/L/day,显著改善餐厨垃圾厌氧消化系统稳定性;挤压OFMSW与餐厨垃圾有机组分性质相当,但挤压OFMSW中金属微量元素（Fe、Co、Ni、Mo等）是餐厨垃圾的5～150倍,该类金属微量元素在OFMSW长期连续厌氧消化稳定和恢复失衡的餐厨垃圾厌氧消化性能起到关键的调控作用。（2）考察了联合调质策略对三种典型的大宗城市有机废弃物（城市污泥、餐厨垃圾、植物垃圾）厌氧消化性能的强化效应及废弃物间的交互作用。结果发现,污泥显著提高了餐厨垃圾消化系统稳定性;植物垃圾单独消化系统甲烷产率较低（196～199 mL/L/day）,与污泥或餐厨垃圾联合消化获得显著提升（596～1696 mL/L/day）;植物垃圾与餐厨垃圾联合消化存在显著的协同促进效应,比例为1:1时联合消化指数（CPI）达到1.19。qPCR结果分析表明,污泥与餐厨或植物垃圾联合消化系统中古菌的数量（6.7×1010 copies/mL和2.0×107 copies/mL）显著高于餐厨垃圾单独消化系统（6.9×108 copies/mL）和植物垃圾单独厌氧消化（4.8×105 copies/mL）,且古菌比例由0.4%和1.7%分别提升至17.1%,系统菌群结构更均衡,菌群协同代谢性能增强。（3）针对城市废弃物中植物垃圾生物降解速率慢的问题,本论文考察了低温碱处理方式对植物垃圾厌氧消化的强化影响。批式厌氧消化实验表明,碱处理后植物垃圾厌氧水解速率最高提升1.58倍,甲烷产率提升11.5～34.5%,其结果可归因于碱处理促进植物垃圾表面形成多孔结构、降低了结晶度（1.5～26.8%）和促进了木质素去除;半连续实验中也验证了其有效性,碱处理后植物垃圾的甲烷产率提升78.5%,甲烷含量从56.1%升至65.1%,沼气质量显著改善;微生物群落分析结果表明碱处理植物垃圾消化系统中梭状芽胞杆菌（Clostridia）和拟杆菌（Bacteroides）两菌纲细菌丰度显著提高（69.5%vs 51.3%）,该类菌群可以有效强化消化系统对植物源纤维素类物质的水解酸化能力,而碱处理未改变以甲烷丝状菌为主的古菌结构（92.4%）,系统仍以乙酸型甲烷化路径为主。（4）针对限塑令带来的聚乳酸（PLA）等可降解塑料垃圾的产生现实,本论文考察了PLA塑料厌氧处理性能,以及水热预处理强化PLA塑料中温厌氧消化的效能。结果表明,在中温厌氧系统中,PLA塑料水解速率较慢（k<0.001 day-1）,146天后甲烷产率仅为37～51 mL/g VS,而在高温厌氧消化系统中,PLA塑料需146天方能接近理论产率（399～443 mL/g VS）,T90仍较长（96～135天）;菌群结构分析表明,虽然高温厌氧中栖热醋酸菌（Thermacetogenium,27.4%）、醋酸球菌（Acetomicrobium,18.3%）、突尼斯废水袍菌（Defluviitoga,17.8%）细菌和氢型甲烷菌热杆古菌（Methanothermobacter80.1%）可实现PLA的甲烷化,但效率较低。进一步研究表明,水热预处理可使PLA塑料厌氧消化水解速率提升至0.111 day-1,甲烷产率显著提升至1590%,降解周期缩短（13～30天）,LC-QEMS分析揭示水热预处理可促进PLA塑料中酯键断裂,降低PLA塑料聚合度,强化其厌氧产甲烷性能。