厌氧消化对于生物能源回收和有机废物处理至关重要,已被广泛用于处理高浓度废水、食物垃圾和粪便等不同类型废物。厌氧工艺中,乙醇产甲烷过程碳的代谢一直是研究的重点,污泥龄（SRT）是影响厌氧消化性能的关键参数。但是,SRT是怎样影响厌氧生态系统的潜在机制尚不明确。本研究分别以乙酸、乙醇为碳源,SRT设置为10 d和25 d为切入点,运行三套厌氧序批式反应器（ASBRs）,利用高通量16s-RNA基因测序和宏基因组学分析等手段探究SRT对系统性能、微生物种群、碳代谢途径和能量代谢的变化。通过试验研究发现,当乙醇为碳源、SRT为10 d时,发酵类型经历了从乙酸、丙酸混合型发酵到乙酸型发酵的转变过程。酸化现象出现后产甲烷古菌活性受到抑制,甲烷产量减少,产甲烷活性低。当乙醇做碳源、SRT为25 d时,发酵类型为乙酸、丙酸混合型发酵,甲烷产量高,产甲烷延滞期短。此外还发现,抑制产甲烷过程不会对乙醇的发酵类型造成影响,但是会使乙醇代谢速率降低。高通量16s RNA测序结果表明,SRT为25 d时,乙酸(SBR25-A)和乙醇(SBR25-E)为碳源的反应器驯化出的产甲烷古菌分别为Methanosarcina和Methanosaeta。碳源为乙醇时,SRT为25 d(SBR25-E)和10 d(SBR10-E)的两组反应器驯化出的乙醇代谢菌和产甲烷古菌种类完全不同。在乙醇为底物、SRT为25 d(SBR25-E)条件下,反应器中富集了乙醇氧化菌Geobacter和Pelobacter,丙酸氧化菌Smithella,产甲烷古菌Methanosaeta,乙醇被氧化为乙酸和丙酸。在乙醇为底物、SRT为10 d(SBR10-E)条件下,Desulfovibrio淘汰了其他的乙醇氧化菌,乙醇只氧化为乙酸。氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium占主导地位,乙酸型产甲烷古菌被淘汰,导致反应器中乙酸积累且甲烷产量降低。通过宏基因组学结果得出以下结论,SBR25-A中Methanosarcina主要参与乙酸裂解型产甲烷途径和氢营养型产甲烷途径。SBR25-E中驯化出导电菌属Geobacter和专性乙酸裂解型产甲烷古菌Methanosaeta,而Methanosaeta携带氢营养型产甲烷途径相关基因,说明SBR25-E中Geobacter可能将电子直接传递给Methanosaeta,乙醇产甲烷的过程可能部分通过直接种间电子传递（DIET）途径完成。另一方面,SBR10-E中降解乙醇功能菌为硫酸盐还原菌Desulfovibrio,推测Desulfovibrio可能与氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium通过种间氢气传递（IHT）方式产甲烷。此外,随着SRT降低带来pH值的降低,主要的ATPase基因携带者由细菌（F-type ATPase）转移到产甲烷古菌（V/A-type ATPase）,表明厌氧微生物遭遇不利条件时能量代谢会发生转变。