随着农业农村现代化的推进,农民的经济水平和生活水平都得到了极大提升,伴随着大量的生活垃圾产生,大量的生活垃圾得不妥善处理会对农村环境和人体健康产生威胁,传统的卫生填埋和焚烧处理会产生二次污染。而农村生活垃圾中大约40%为有机部分,这为其进行资源化利用和无害化处理提供了条件,因此采用有效的方法处理农村有机生活垃圾是一项具有重要意义的研究。厌氧发酵可以消化有机物生产清洁能源沼气,高进料浓度厌氧发酵具有节水、处理量大、能耗低、产出沼渣浓度高,沼液沼渣后续处理简单等优点受到人们关注,但存在传质效率低、发酵系统易酸化和氨氮抑制的问题。针对以上问题,本文首先对全国农村垃圾分类和资源化利用示范县江苏省徐州市沛县大屯街道大王庄生活垃圾分类处置中心的生活垃圾按月度取样分析理化性质,研究农村有机生活垃圾年度变化规律,考察其作为沼气工程发酵原料的可行性。通过制备具有高效氨氮吸附性能的纳米材料和与其他原料共发酵的方法来解决酸化、氨氮抑制和产气率低的问题,并根据实验室小试结果,将最优实验方案扩大至中试规模,验证实验方案的可靠性及其应用于沼气工程的潜力。主要的研究内容和成果如下:（1）通过对沛县大屯街道三周年36个月次的有机生活垃圾理化性质分析可知,与产沼气潜力直接相关的含水率、C/N、木质纤维素、全磷（TP）和全钾（TK）含量年度变化稳定,理化性质整体处于适宜厌氧发酵的区间内变化。36个月次的取样数据有力的证明了农村有机生活垃圾适合作为厌氧发酵的原料,对研究农村有机生活垃圾厌氧发酵提供了更加全面的数据支撑。（2）成功制备了具有高氨氮吸附性能和再生能力的普鲁士蓝类化合物纳米颗粒（PNPs）,PNPs可在厌氧发酵系统中利用立方空位捕获过量氨氮,达到吸附效果。首次评价了其在农村有机生活垃圾高浓度厌氧发酵中对氨氮抑制现象的解除效果,在厌氧消化中对氨氮的吸附量高达71.09 mg/g。发酵系统中加入PNPs后有效吸附过量氨氮并避免氨氮抑制现象出现,各实验组均可正常产甲烷,甲烷产率最高可达302.22 mL/gVS,发酵系统中氨氮浓度最低降至1700.77 mg/L。（3）对农村有机生活垃圾不同共发酵底物配比和不同进料浓度下厌氧共发酵特性进行研究,从而优化农村有机生活垃圾厌氧发酵工艺。文中对取自江苏省徐州市沛县的农村有机生活垃圾（ROW）和江苏省农业科学院六合动物实验基地的猪粪（PM）、水稻秸秆（RC）进行厌氧共发酵。厌氧发酵罐容积500 m L,有效容积350 m L,当发酵底物为ROW和PM时,甲烷产量随着进料总固体含量TS的升高而增加,最高为257.38 mL/gVS;当发酵底物为ROW和RC,或者发酵底物为ROW、PM和RC时,进料TS质量分数从8%增加到12%时,甲烷产量随之增加,最高分别为339.59 m L/g VS,322.16 m L/g VS,当进料TS质量分数继续升高到15%时,二者产量均出现降低且均低于其他实验组,分别为231.17 m L/g VS,194.67 m L/g VS。在本文所设置实验条件下,最优共发酵进料为:发酵底物为ROW和RC,VS质量比为1:1,进料TS含量为12%,甲烷产量为339.59 m L/g VS。（4）针对厌氧共发酵实验所优化的实验条件,将其等比例扩大至1m~3中试规模,验证其发酵效果。中试共进行36 d,甲烷含量稳定在70%,累积甲烷产量达到了464.46 m L/g VS,相较于实验室小试提升36.77%。微生物群落结构分析表明此次厌氧发酵中试的微生物生长环境良好,Methanosarcina和Firmicutes分别为古菌和细菌的绝对优势菌群。农村有机生活垃圾高浓度厌氧共发酵中试取得超出预期效果,为农村有机生活垃圾沼气工程提供技术支持。