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伴随世界经济高速发展，生态环境的破坏、能源紧缺和格局的变更，人们逐渐意识到开发可再生清洁能源的重要性与必要性。厌氧发酵处理技术既能够充分利用农作物秸秆和畜禽粪便等生物质废弃资源，使其得到无害化处理，又能够产生可再生能源—沼气。沼气可用于发电、供暖等方面，而沼液和沼渣也可用于肥饲料，实现了农牧结合的持续发展以及农业生态系统的物质与能量流动的良性循环的同时，也带来可观的经济效益。目前，单一底物厌氧发酵已开展了大量的深入探究，而混合底物共发酵具有高效、稳定等优点，正逐渐被国内外广泛认可。此外，北方高寒地区中温厌氧发酵的沼气工程常出现负经济效益，导致厌氧发酵技术应用推广受限。因此，研究结合海林农场实际运行，利用两相沼气发酵系统，考察以牛粪和玉米秸秆为混合底物共发酵的产甲烷效能，同时针对低温条件的制约，提出优化低温发酵工艺运行参数的方案。取得的主要研究成果如下。利用正交试验设计方案，考察了温度、C/N比等四个因素对厌氧发酵产沼气效能的影响。结果表明，影响因素对沼气产量影响程度依次为：温度>TS%>预处理方式>C/N比，并得到牛粪和玉米秸秆混合厌氧发酵的最佳参数为：温度35℃，碱处理秸秆，TS为15%，C/N比为25：1。中温35℃下，产酸相以牛粪和碱处理秸秆为底物基质，按TS为15%、C/N比为25：1进料，序批式运行60d。确定第48d时发酵液的pH最低，VFA和SCOD浓度最高，为产甲烷最适底物基质。TN一直维持在800~1000mg/L，表明有利于系统的稳定运行，并且未出现氨氮抑制现象。以HRT为30d，OLR为1.0kg VS/m3d和2.0kg VS/m3·d启动运行的产甲烷相，沼气容积产量和单位挥发物质甲烷产率分别达到720ml/Lreactor·d、213ml CH4/g VS，底物甲烷转化效率与有机负荷呈现正相关趋势。红外光谱分析和扫描电镜分析可知，伴随产酸相运行玉米秸秆主要成分得到有效分离和降解。以梯度降温方式考察产甲烷效能，容积产率随温度降低而下降，35℃稳定时期沼气产量为4350ml/d，当梯度降温至32℃、29℃、27℃和25℃时沼气产量分别下降9.30%、30.23%、45.35%和56.98%。温度改变对甲烷含量影响不显著，稳定在55.4~57.5%。在25℃条件运行下，逐步提高OLR至3.0kg VS/m3·d时产气量最高并稳定在2850±60ml，并且HRT在40d时产气效能最佳，沼气容积产率和底物甲烷转化率分别达到596.5ml/L d和113.9ml CH4/g VS。