随着我国城市化的进程,生活污水排量与污水处理量日益增加,这也伴随着大量剩余污泥的产生。厌氧消化技术可实现污泥的稳定化、减量化的同时,还能实实现能源的回收利用。由于我国剩余污泥有碳氮比低、水解效率低等缺点,导致剩余污泥单独厌氧消化时产甲烷效率低。而餐厨垃圾因其含有大量易生物降解的物质使其单独厌氧消化时系统极易酸化。剩余污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化有更好的碳氮比,能提高甲烷产率和系统稳定性。但由于城市有机废弃物性质多变,剩余污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化也可能因为最佳混合比例难以确定,出现酸抑制现象。大量研究表明,生物炭可以提高厌氧消化系统的效率与稳定性。但不同生物炭对厌氧消化系统的影响不同,并且生物炭提高消化效率的机理说法不一。植物类废弃物是制备生物炭的主要原料之一。而虾壳是日常生活中常见的食物垃圾之一,虾壳内含有大量粗脂肪、粗蛋白质、钙蛋白和多糖等,是一种制备碳材料的理想物质。本研究以松木屑与虾壳为原料制分别备植物类生物炭和动物类。研究了不同酸抑制条件下,生物炭对剩余污泥与餐厨垃圾的联合厌氧消化的影响和潜在机理。并以葡聚糖为单一底物,研究松木屑生物炭与虾壳生物炭对厌氧消化各阶段的影响。本研究用松木屑与虾壳作为原料制备生物炭。制备条件为以15℃/min的升温速率由室温升至600℃,在600℃的条件下以氮气为保护气裂解2小时。松木屑生物炭和虾壳生物炭的BET比表面积为分别32.6 m~2/g和303.8 m~2/g,电导率分别为0.62μS/cm和3.33μS/cm。松木屑生物炭和虾壳生物炭p H值分别为7.42和9.90,均含有大量碱金属（Na,K）和碱土金属（Ca,Mg）以及碱性官能团。两种生物炭对典型VFA具有良好的缓冲能力,虾壳生物炭对酸的缓冲能力强于松木屑生物炭。然后,将松木屑生物炭和虾壳生物炭以1.5 g/g·VS（25 g/L）的投加量添加到不同酸抑制环境的剩余污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化系统中,探究生物炭对厌氧消化系统的影响。结果表明,当剩余污泥与餐厨垃圾的挥发性固体（VS）之比为1:1（A组）时,空白组（A0）、松木屑生物炭组（A1）和虾壳生物炭组（A2）的累积比产甲烷量分别为302.0 mL/g·VS、303.9 mL/g·VS和308.9 mL/g·VS。当剩余污泥与餐厨垃圾的VS之比为1:2（B组）时,空白组（B0）、松木屑生物炭组（B1）和虾壳生物炭组（B2）的累积比产甲烷量分别247.9 mL/g·VS、280.9 mL/g·VS和280.0 mL/g·VS。松木屑生物炭和虾壳生物炭的添加使A组的滞后期由10.2天（A0）分别缩短到6.3天（A1）和3.5天（A2）,使B组的滞后期由12.1天（B0）分别缩短到10.8天（B1）和4.6天（B2）。各个反应器中的甲烷含量得到不同程度提高,由59.95%（A0）提升到57.23%（A1）和66.26%（A2）,由55.19%（B0）提升到60.94%（B1）和61.14%（B2）。生物炭的缓冲能力缓解了系统中的酸抑制,使A组的最低p H值由5.7（A0）提高到5.9（A1）和6.6（A2）,使B组的最低p H值由5.3（B0）提高到5.6（B1）和6.3（B2）,并加快了p H恢复,提高了系统的稳定性。此外,生物炭的添加加速了VFA的降解。A0、A1和A2反应器总VFA浓度分别于第36、30、18天降至200 mg/L以下;直至试验结束,B0、B1和B2反应器中VFA分别剩余867.5 mg/L、225.1 mg/L和33.0 mg/L。分析微生物群落结构发现生物炭的添加改变了微生物群落。虾壳生物炭组（A2、B2）与空白组（A0、B0）之间的微生物群落差异性明显大于松木屑生物炭组（A1、B1）。此外,在虾壳生物炭组（A2、B2）中观察到互养菌门（Synergistota）与甲烷丝菌属（Methanosaeta）和甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）的富集,意味着可能发生了直接种间电子传递。最后,以葡聚糖为单一底物,探究松木屑生物炭（25 g/L）和虾壳生物炭（25g/L）对厌氧消化各个阶段的影响。结果表明,松木屑生物炭和虾壳生物炭的添加提高了葡聚糖厌氧消化的沼气产量和甲烷产量。与空白组相比,松木屑生物炭组和虾壳生物炭组产沼气量分别提高了55.6%和21.0%,产甲烷量分别提高了15.3倍和17.3倍。松木屑生物炭对葡聚糖厌氧消化水解、酸化过程有一定抑制作用,但对产甲烷过程有一定促进作用;而虾壳生物炭对葡聚糖厌氧消化水解过程有一定抑制作用,但对酸化和产甲烷过程有一定促进作用。松木屑生物炭组和虾壳生物炭组产甲烷阶段的产甲烷效率分别是空白组的8.8和7.9倍。在产甲烷阶段,添加了生物炭的反应器中观察到互养菌门（Synergistota）的存在以及甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）的大量富集,可能刺激了直接种间电子传递的发生,从而改善了产甲烷性能。