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厌氧消化产甲烷技术可以实现废弃物的资源化利用,已成为解决环境污染和能源问题的重要手段。然而,易酸化废弃物中大部分物质易降解,采用单相厌氧消化技术易导致反应器酸化,产甲烷过程失败,大幅度降低了废弃物的资源化效率。本研究首先采用人工模拟高含糖废水作为处理对象,在低接种比条件下探究了不同添加量的颗粒活性炭（Granular activated carbon,GAC）对其厌氧消化产甲烷的促进效果,以此确定活性炭的适宜添加量;在此基础上选取了三种不同类型的GAC,以主要包含土豆及卷心菜废弃物的厨余垃圾为底物,考察这三种不同类型的GAC在低接种比条件下对其厌氧消化产甲烷的促进效果及原因;然后从GAC特性的差异是促进产甲烷效果不同的主要原因这个角度出发,选择对产甲烷促进效果最差的GAC进行改性,使其特性与对产甲烷促进效果最优的GAC特性相似,并考察GAC改性前后对易酸化废弃物产甲烷促进效果的差异,以期明确GAC能够显著提高易酸化废弃物厌氧消化产甲烷的根本原因和筛选出最适的GAC。（1）在批式实验中,考察了不同浓度的GAC对以高含糖有机废水为代表的易酸化废水厌氧消化产气的影响,并从中间产物挥发酸脂肪酸（Volatile fatty acids,VFAs）含量、底物去除率、碳水化合物去除率及发酵液pH等方面阐释了提高甲烷产量的主要原因,揭示了GAC对易酸化废水厌氧消化产甲烷过程的促进机理。研究结果表明,20-100 g/L的GAC均能明显促进易酸化废水厌氧消化产甲烷过程,促进效应随浓度先增后减,最佳剂量为50 g/L,GAC最大促进量达9倍。其促进原因可归结于GAC对易酸化环境的修复,保障了功能微生物的产甲烷活动在适宜pH环境进行;而GAC优良的导电性能又可促进产酸菌与产甲烷菌之间的电子传递效率,提高甲烷产量。甲烷动力学研究表明,修正的Gompertz模型能够较好地模拟不同剂量（20、50和100 g/L）GAC调控条件下的高含糖废水甲烷化效果。（2）在易酸化的蔬菜废弃物单相厌氧消化体系中添加三种不同类型（1#、2#和3#）的GAC,考察它们在不同投加剂量（10、20和50 g/L）条件下对沼气（主要为甲烷）产量的影响。结果表明,浓度为20-50 g/L的三种GAC均能够改善蔬菜废弃物厌氧消化酸化现象,显著促进甲烷化进程,且促进效应随浓度递增。然而由于所选取的三种GAC本身特性不同,其对甲烷的促进效应具有明显的差异。相较于1#和2#GAC的比表面积大及孔洞大且深等特点,特征为柱状（直径为1mm,柱长为1-2cm）、未有明显孔隙、且含有铁硫等元素的3#GAC对易酸化蔬菜废弃物厌氧消化产甲烷效果最优。进一步通过对发酵液pH和VFAs的分析,发现GAC不仅可以调控发酵液pH值在适宜产甲烷范围;而且可以提高产甲烷微生物对低pH等不利环境的适应性,使产甲烷反应在pH为5.5-7（最适产甲烷pH为6.8-7.2）也能成功进行。酶分析表明添加GAC能够显著提高乙酸激酶（AK）和辅酶F420活性,说明GAC的存在显著促进蔬菜废弃物的水解酸化和甲烷化效率;而铁氧还蛋白氢化酶（POR）的减少以及细胞色素C的增加一定程度上表明GAC能够在减少体系氢型产甲烷活动的同时,增强微生物间的直接种间电子传递（Direct interspecific electron transfer,DIET）效率。微生物群落结构分析表明Geobacter与Methanosaeta这两种已经被证实能够进行DIET功能的菌属丰度在GAC存在下显著提高,说明GAC介导和强化的DIET也是其促进易酸化废弃物厌氧消化甲烷产量提高的主要原因。（3）根据不同GAC对蔬菜废弃物厌氧消化产甲烷的实验结果,选择效果较差的2#GAC进行改性,使其负载Fe元素（以纳米Fe3O4形式）,达到减少反应迟滞时间,和提高甲烷产量的效果,从而验证含Fe元素的GAC更有助于提高厌氧消化产甲烷效率的猜想。采用共沉淀法制备了负载纳米Fe3O4的改性颗粒活性炭（Modified granular activated carbon,MGAC）。通过扫描电镜技术观察到GAC表面附着了很多纳米颗粒,通过能量色散技术证明这些纳米颗粒主要为负载Fe的颗粒。XRD和XPS分析进一步证实了纳米粒子是Fe3O4。将改性前后的GAC加入至以蔬菜废弃物为主的厨余垃圾厌氧消化体系中,发现相较于未改性的GAC,负载了三种Fe浓度的改性GAC均能够显著促进其厌氧消化的的甲烷产量,其中最适MGAC（添加2.415 g Fe Cl3·6H2O和1.773g Fe Cl2·4H2O）能够提高甲烷产率达21%,其他两种MGAC对甲烷产量也有不同程度的提高。除此之外,改性GAC还能显著减少厌氧消化的反应迟滞时间,和缓解反应体系酸化。本文主要通过上述三方面探讨了GAC对易酸化废弃物厌氧消化甲烷产量的影响,证实了GAC的添加能够在低接种比条件下显著促进易酸化废弃物厌氧消化的甲烷产量,且负载Fe的GAC的促进效果更优。