近年来，我国畜禽养殖业的快速发展产生了大量的畜禽粪便，如何资源化利用畜禽粪便成为国内外研究热点。厌氧消化技术是国家大力推行的一项清洁能源技术，但实际应用的传统厌氧消化技术存在产气效率低、消化周期长、处理效果差以及产生的副产物沼液沼渣难处理等问题。已有研究发现铁及一些导电性铁矿物（针铁矿、磁铁矿等）能促进厌氧消化过程中微生物种间直接电子传递，加快了电子传递效率，从而提升厌氧产气速率、产气总量，以此强化厌氧消化处理效果。
　　为此，本文主要研究零价铁、铁矿物（施氏矿物和黄钾铁矾）对序批式猪粪厌氧消化和半连续式猪粪厌氧消化的影响以及沼渣后处理制生物炭及其对猪粪厌氧消化产气的影响。以此从强化厌氧消化过程到厌氧消化副产物处理及利用等全方面解决畜禽粪便问题。主要得出以下结论:
　　(1)铁矿物对序批式猪粪厌氧消化产气效率、厌氧前后重金属形态影响以及微生物群落分析研究。设置A（对照）、B（5g/L零价铁）、C（5g/L施氏矿物）、D（5g/L黄钾铁矾）四组实验，结果表明:零价铁和铁矿物的添加均能促进猪粪厌氧产沼气，沼气提升14.41％～30.80％，但铁矿物添加组的产甲烷效率均小于零价铁组。零价铁和铁矿物均能促使体系中铜(Cu)锌(Zn)砷(As)朝更加稳定的残渣态和可氧化态转变。微生物群落分析表明，零价铁及铁矿物的添加均能提升厚壁菌门(Firmicutes)和广古菌门(Euryarchaeota)的相对丰度，古菌群落中甲烷丝状菌属(Methanosaeta)相对丰度有明显提升，因此厌氧产气效率得到提升。
　　(2)铁矿物对半连续式猪粪厌氧消化产气效率影响以及厌氧体系中微生物群落分析研究。设置A（对照）、B（8g/L零价铁）、C（8g/L施氏矿物）、D（8g/L黄钾铁矾）四组实验，结果表明，经过3个HRT实验周期，相比对照组，零价铁、施氏矿物和黄钾铁矾累积产沼气分别提升14.4％、19.4％和16.3％，累积产甲烷量分别提升24％、34％和21％，综合分析产沼气与产甲烷总量，施氏矿物效果最佳。铁矿物的添加对体系中细菌和古菌群落分布均产生不同程度的影响，细菌中优势菌门均为厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);古菌中施氏矿物组甲烷丝状菌属(Methanosaeta)一直属于较高水平，且始终高于其他处理组。
　　(3)沼渣制生物炭及其对猪粪厌氧消化产气效率影响研究。本章主要通过将厌氧沼渣高温炉炭化制成生物炭，设置5g/L沼渣生物炭添加至猪粪厌氧消化体系中，同时设置对照组（无添加）和5g/L活性炭实验组。结果表明，沼渣生物炭和活性炭均能显著促进厌氧产气潜能，与对照组相比累积产气量提升分别为18.2％和73.1％。同时，活性炭的添加能明显提高厌氧消化系统的消化效率(T90)，缩短厌氧消化周期。沼渣生物炭在处理厌氧消化副产物沼渣的同时还能作为一种外源添加剂作用于厌氧消化过程中，促进厌氧消化产气效能。