稻草是我国农业废弃物的重要组成部分,其产量大、分布面积广,不合理的处理处置将会带来环境和安全两方面的问题。厌氧发酵技术处理稻草效果显著,不仅可以达到减量化,还能实现资源化。由于稻草的密度小,吸水性差,吸水后易沉底,在反应器中容易出现表面结壳现象,这将减小反应器的有效容积,导致传质传热受阻,最终导致厌氧发酵效率降低。通过机械搅拌可以缓解上述情况。为了改善搅拌罐内物料混合情况,本文以稻草为原料,通过计算流体力学(CFD)数值模拟和中试试验,筛选出搅拌桨型、优化搅拌罐高径比和侧搅拌安装高度、确定合适的搅拌转速范围、获取合适的搅拌组合方式,结合厌氧发酵实验,考察搅拌桨型对稻草厌氧发酵产气性能的影响。首先,将稻草厌氧发酵物料视为固液两相流体,进行数值模拟分析。考察不同搅拌设备参数和运行参数对搅拌罐内流场变化的影响,结果表明最优的搅拌桨型为六直叶圆盘涡轮搅拌桨,最佳高径比为0.5,侧搅拌安装高度为0.5H(液面高度),立式搅拌转速应大于等于50rpm,侧搅拌转速应大于等于140 rpm。其次,通过中试搅拌试验,考察不同搅拌设备参数和运行参数对物料搅拌效果的影响,结果表明最优的搅拌桨型为六直叶圆盘涡轮搅拌桨、高径比为0.5、侧搅拌安装高度为0.5H,立式搅拌转速应大于等于50 rpm,侧搅拌转速应大于等于160 rpm,这和模拟所得的数据基本吻合。最后,研究不同搅拌桨型对稻草厌氧发酵产气性能的影响。通过分析日产气量、产气效率等产气性能指标,发现六直叶圆盘涡轮搅拌桨的日均产气量比六直叶开启涡轮搅拌桨仅仅高了 4.1%,而比桨式搅拌桨提高了62.1%。产甲烷效率、物质去除率均有相似的规律。