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我国每年产生大量的餐厨垃圾,若不进行有效的处理,将造成环境污染及资源浪费。厌氧发酵技术可将餐厨垃圾中的有机成分转化成沼气,沼气可用来燃烧及发电,产生的沼液沼渣可制备有机肥。尽管餐厨垃圾厌氧发酵技术在我国发展加快,但目前仍存在厌氧发酵工艺稳定性差和效率低等问题,直接影响经济效益。基于此,本文针对餐厨垃圾厌氧发酵连续运行稳定性差且发酵效率低等问题,采用生物强化策略,考察不同产甲烷菌剂添加剂量及添加频率的强化效果,以提高发酵性能,提升系统稳定性;从微生物群落演替及基因功能等方面揭示生物强化机理;此外,根据实验室规模的生物强化实验数据,初步分析了不同产甲烷菌剂添加频率和剂量的经济性。研究结果表明,生物强化可提高餐厨垃圾的发酵性能,表现在提高有机负荷（Organic loading rates,OLRs）及产气性能。不同的菌剂添加剂量和频率的强化效果有所差异,但发酵性能均优于未生物强化的体系。高剂量高频率,即每3 d添加产甲烷菌剂0.25 g VS产甲烷菌剂/L/d的体系（R1）强化效果最优,最高有机负荷达到4.4 g VS/L/d,最大容积产气率和原料产气率分别为3.31±0.10 L/L/d和0.75±0.02 L/g VS。高剂量低频率,即每5 d添加产甲烷菌剂0.25 g VS产甲烷菌剂/L/d的体系（R2）强化效果次之,最大OLR、容积产气率、原料产气率分别为3.3 g VS/L/d、1.95±0.15 L/L/d和0.59±0.05 L/g VS。低频率低剂量,即每5 d添加产甲烷菌剂0.15 g VS产甲烷菌剂/L/d的体系（R3）仍具有强化作用,最大OLR、容积产气率、原料产气分别为1.5 g VS/L/d,0.86±0.08 L/L/d和0.57±0.05 L/g VS。未进行生物强化的餐厨垃圾厌氧发酵不能长期稳定运行,当有机负荷为1.0 g VS/L/d时,运行至53 d时产气停止。在微生物群落方面,生物强化可维持目水平上的甲烷八叠球菌目（Methanosarcinales）和甲烷丝菌属（Methanothrix）的相对丰度,相对丰度分别为和80.59%-86.29%和80.53%-95.04%。甲烷八叠球菌目是目水平上唯一能利用乙酸生成甲烷的古菌,而甲烷丝菌属是一种乙酸营养型产甲烷菌,可将乙酸转化为甲烷,它们数量的维持能够保证系统中的乙酸及时被消耗,延缓系统因乙酸积累而导致p H值的降低,为微生物营造一个较好的发酵条件,从而提高餐厨垃圾厌氧发酵性能及稳定性。生物强化对细菌群落结构无明显影响。在基因功能方面,使用KEGG数据库对获得的蛋白基因进行了注释,并对比了不同样品之间功能基因丰度的差异。结果显示,在三级代谢通路中,生物强化可维持Methane metabolism（甲烷代谢）的占比。甲烷代谢是厌氧发酵过程中必不可少的生命活动,其蛋白基因数量能很好的反映系统的产甲烷潜力。当系统崩溃时,甲烷代谢的相对丰度下降,而三级代谢通路Biosynthesis of amino acids（氨基酸的生物合成）、Purine metabolism（嘌呤代谢）、Pyrimidine metabolism（嘧啶代谢）、Starch and sucrose metabolism（淀粉和蔗糖代谢）和Lysine biosynthesis（赖氨酸的生物合成）的相对丰度迅速上升,这可能与部分耐酸性细菌的增长有关。在产甲烷的代谢通路中,生物强化主要增强并维持了乙酸产甲烷、二氧化碳产甲烷、甲醇产甲烷、甲胺产甲烷、合成乙酰辅酶A、合成辅酶B、合成辅酶M和合成辅酶F420的代谢模块,使甲烷产生稳定有效地进行。生物强化对KEGG的第一和第二级代谢通路无明显影响。尽管生物强化在提高餐厨垃圾厌氧发酵性能方面显示出了出色的成效,然而它也增加了成本投入。为此,分析了不同场景下各产甲烷菌添加剂量和频率的经济效益。结果显示,当餐厨垃圾处理量为21.4吨/d时,R1系统日净收入比Rc系统高1766元,而R2和R3系统接近或低于Rc系统,可见,此场景下每3 d添加产甲烷菌剂0.25 g VS产甲烷菌剂/L/d是适宜的条件。当发酵罐体积设定为1500 m3时,系统日净收入随产甲烷菌剂添加剂量和频率的升高而升高。R1能最大限度地提高发酵罐的处理能力,最大每天净收入为3589元。R1能最大限度地提高发酵罐的处理能力,最大每天净收入为3589元。但当发酵罐体积为1500 m3,而餐厨垃圾处理量不足时（场景3）,过高的菌剂添加剂量反而增加了发酵罐的成本负担。此时应恰当的减小产甲烷菌剂的添加剂量和添加频率,以减少经济的投入,达到更好的经济效益。