玉米是我国的重要粮食作物,每年因种植玉米而产生的的秸秆数量可达2.8亿吨,随着农村环境污染问题的日益凸显以及能源短缺局面的日益严峻,人们越来越关注秸秆的利用问题。玉米秸秆以其草谷比高、粗纤维含量丰富等优点成为沼气发酵工程中的主要原料。本文通过对玉米收获期及收割后一段时期内秸秆成分进行分析,并对各对时期产沼气潜力进行研究,以确定最佳的发酵时期。同时对玉米秸秆采用碳酸氢铵预处理、碳酸氢铵—超声联合预处理、青贮预处理,以探索其最佳的预处理条件部分处理条件下的玉米秸秆产沼气潜力的影响。通过上述试验取得了以下结果:1.以收获后不同时期不同部位的玉米秸秆为主要原料,对其进行营养成分及对应产气潜力的研究。结果表明随着收获期时间的推移秸秆的叶片的干物质和中性洗涤纤维含量随收获时间而逐渐降低,粗蛋白和酸性洗涤纤维的含量随收获时间而逐渐升高;茎秆的干物质、粗蛋白和酸性洗涤纤维含量均随时间延长而逐渐降低,中性洗涤纤维的含量则随收获时间的延长而变大。叶片的最佳累计产气量为11671ml,最大产气速率为2359ml/d,时期均为刚收获期;茎秆的最大累计产气量为14711ml,时期为收获后10d,最大产气速率为2354ml/d,时期为收获后20d。2.试验采用将玉米秸秆粉末分别用质量分数为4%、6%、8%、10%和12%的NH₄HCO₃溶液进行预处理的方法,探究适宜的氨预处理浓度及其对玉米秸秆的产气特性、微观结构变化、COD去除率及pH等的影响。结果表明:经碳酸氢铵预处理后的玉米秸秆,产气能力有显著提升,其中质量分数为8%的NH₄HCO₃溶液对秸秆的单位质量产气能力促进最为显著,达222.6ml/g,比对照组提高了30.6%;NH₄HCO₃预处理可对秸秆表面产生侵蚀,且随着浓度的增高侵蚀程度越为明显;经预处理后的秸秆,发酵过程中发酵液的COD去除率有一定提高,当NH₄HCO₃度为8%时,发酵液的COD去除率为36%,是对照组的2倍;NH₄HCO₃预处理有利于维持发酵液pH的稳定,对照组及质量分数为4%时,发酵过程中出现“酸化”作用显著,pH在5.5左右,随着预处理时碳酸氢铵质量分数的的提高,发酵液pH波动较小,基本稳定在6.5左右。3.以秸秆预处理后的还原糖产率为评价目标,采用超声联合碳酸氢铵预处理玉米秸秆的方法。研究了超声波处理时间、处理温度、料液比等要素对秸秆预处理后的还原糖产率的影响,并运用响应面法对超声处理过程中的超声参数进行优化分析。结果表明,在单因素试验中,液料比为15时,还原糖产率最大,为3.29mg/g;最佳处理温度为50℃,此时还原糖产率为4.15mg/g;处理时间为20min时,还原糖产率最大,为2.34mg/g。单因素试验中,对还原糖产率的影响顺序依次为:处理时间>处理温度>液料比;三种影响因素中,处理时间和液料比、处理时间和处理温度交互作用显著,处理时间的影响作用大于液料比和预处理温度;液料比和处理温度交互作用不明显。响应面所得最佳条件为:液料比为21.27:1,温度为42.23℃,处理时间为48min,此时还原糖的预期产率为5.36mg/g。修正后液料比为21:1,温度为42℃,处理时间为48min条件下的还原糖产率最高为5.32mg/g。试验最终结果与模拟所得结果吻合度较高,说明该工艺可行。4.以蜡熟期玉米全株（a）、蜡熟期玉米秸秆（b）、全熟期玉米秸秆（c）为主要原料,进行了青贮前后中温发酵试验,分析了玉米秸秆青贮前后成分变化及产气特性。结果表明:青贮后样品a粗蛋白含量为b、c的11.56和14.0倍,水溶性碳水化合物为b、c的8.6和12.28倍。样品a青贮前、后单位TS累计产气量分别为270.33ml/g和271.2ml/g,较样品b分别提高52.1%和52%,较样品c分别提高64.5%和68.9%。样品a青贮前后日产气最高,分别为720ml和740ml,较其他样品提高40%以上。青贮前后样品a、b、c的累积产甲烷速率在厌氧发酵进行至第5d发生突变,分别为141.56ml/g、132.27ml/g、122.41ml/g和102ml/g、112.37ml/g、90.64ml/g。反应进行到20d左右时,甲烷产率差距缩小,且趋于稳定,青贮前后样品a、b、c甲烷累积速率分别稳定在170ml/g、155ml/g、142ml/g。Gompertz修正方程与实际累积甲烷含量拟合性较高,能较好反应秸秆发酵过程中的甲烷累积情况,拟合结果表明样品a青贮后的累积甲烷量最大,青贮前次之,样品c青贮前最差,秸秆的产气能力随收获期延长而逐渐下降。料液pH在第5d左右下降到最低,其中a组未青贮样品发酵液pH最低,为6.2;样品b和c未青贮样品发酵液的pH较高,为7.0;在发酵启动第5d后,料液pH稳定在7.5左右;a组未青贮秸秆的料液pH值波动最大,波动值范围6.2⁷.7,a组青贮秸秆pH值波动性最小,波动范围6.8⁷.8。