近年来，由于畜牧养殖业从分散的农户养殖转向集约化、工厂化的养殖，饲养方式、养殖规模和分布区域随着我国经济建设的快速发展都发生了巨大的变化，导致畜牧养殖业的环境污染总量、污染程度和分布区域也随之发生很大变化。不仅使得畜禽粪便污染量大幅度地增加，而且在各地出现了许多类似于工业污染的新的大型“污染源”。厌氧生物降解技术是一种有效的解决畜禽粪便的方法，我国一些大中型养殖场也引进先进的厌氧发酵处理系统处理粪便，得到了好的生态效益。但绝大部分将粪便简单发酵后用来作肥料，产品利用率低。而且这样的处理系统基建费用很高，也难以回收成本，大多数养殖场负担不起，不能从根本上解决畜禽粪便的污染问题，因此我们必须探索适合中国国情的道路，开拓出厌氧发酵技术的经济效益。 本文主要研究利用畜禽粪便发酵制甲烷过程，通过实验对工艺条件和反应器特性进行研究，对加快反应速率、缩短反应周期、提高产气量进行探索。主要研究了高温(55±1℃)条件下，双环流反应器中，不同的接种物、微量金属元素对牛粪厌氧发酵过程的影响。通过对参数pH、氨氮、VFA的测定，确定厌氧体系酸碱环境变化的范围，从而了解体系产气过程的稳定性；通过对参数COD、BOD的测定，确定发酵过程中物料的利用率；通过对产气量的测定，确定体系的优化工艺条件，从而为实现养殖场畜禽粪便处理的工业化提供基础数据。同时重点针对厌氧反应的特点，研究具有较低高径比(HAD=1.6)的双环流反应器的一些流动、混合性能，即气含率、循环液速、混合时间随表观气速，外循环流量及反应器的结构尺寸变化的关系。