沼气工程生产因原料优化与配比困难导致产气效益低下等问题屡见不鲜。而导电性添加剂是沼气工程生产中提高厌氧发酵生产效率的重要途径之一,明确其对厌氧发酵特性的影响,对指导厌氧发酵中导电性添加剂的使用和相关理论基础的完善有重要意义。本研究选取牛粪和餐厨垃圾分别作为发酵底物,分析加入生物炭、磁性生物炭和磁铁粉三种导电性添加剂在0%、2.5%、5%和7.5%四种剂量下对单一底物厌氧发酵产气特性、过程特性、微生物特性的影响。结合发酵系统各特性参数的动态变化,探究导电性添加剂对厌氧发酵影响的作用机制,阐明导电性添加剂对产甲烷途径的关键作用环节。本研究主要结果如下:（1）导电性添加剂有助于提高单一底物厌氧发酵产气量与产气效率,导电性添加剂种类与添加剂量的交互作用是影响厌氧发酵产气特性的关键驱动要素。牛粪厌氧发酵以添加生物炭2.5%、磁性生物炭7.5%和磁铁粉5%的总产气量效果最好,分别为274.17 ml/g VS、303.16 ml/g VS和241.08 ml/g VS;餐厨垃圾厌氧发酵以添加生物炭2.5%、磁性生物炭2.5%和磁铁粉5%的处理具有最高总产气量,分别达到657.15 ml/g VS、665.24 ml/g VS和686.27 ml/g VS。（2）添加三种导电性添加剂均能够对厌氧发酵的过程特性产生影响,其中,挥发性脂肪酸浓度和碳氮比与两种发酵底物添加导电性添加剂后的产气量均有显著关联（P＜0.05）。导电性添加剂能够提高有机物向挥发性脂肪酸水解,并提高发酵底物的化学需氧量降解率,其中,牛粪化学需氧量降解率最高为57.27%,餐厨垃圾最高为71.06%。在牛粪处理中以添加5%生物炭、7.5%磁性生物炭和2.5%磁铁粉作用效果更佳;而餐厨垃圾过程特性最佳处理与其产气效果最佳处理保持一致。（3）微生物群落组成随发酵时间变化明显,细菌、古菌和酶的交互作用与发酵系统中环境因素变化的关系最为密切。古菌群落中甲烷八叠球菌属（Methanosarcia）为主导菌群,细菌群落构成中拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）为优势菌群。三种添加剂在牛粪产甲烷代谢模块的影响排序分别为:磁性生物炭＞磁铁粉＞生物炭;对餐厨垃圾产甲烷代谢模块的影响排序分别为:磁铁粉＞磁性生物炭＞生物炭。添加导电性添加剂有助于提高四种代谢途径共有的关键环节甲基辅酶M还原酶对应功能基因的相对丰度。（4）微生物直接种间电子传递会受到导电性添加剂种类及发酵时间的影响。导电性添加剂能影响参与直接电子传递的古菌丰度和细菌丰度变化率。而pil A功能基因主要分布于梭菌属（Clostridium）、假单胞菌属（Pseudomonas）和陶厄氏菌属（Thauera）。导电性添加剂通过影响微生物组成进而影响微生物功能特性,而微生物功能特性进一步作用于发酵过程特性,过程特性和微生物功能特性共同影响沼气产量。微生物功能特性中的产甲烷途径是导电性添加剂影响产气的关键因素,同时受到微生物间电子传递的影响。（5）模拟沼气工程使用导电性添加剂处理1 t废弃物,牛粪添加2.5%生物炭（CO2减排5.04 kg,增收45.52%）和7.5%磁性生物炭（CO2减排5.58 kg,增收28.68%）表现较好;餐厨垃圾添加2.5%生物炭（CO2减排10.64 kg,增收50.05%）、2.5%磁性生物炭（CO2减排10.77 kg,增收46.06%）和5%磁铁粉（CO2减排11.11 kg,增收34.15%）表现较好,适宜推广。综上,牛粪厌氧发酵添加7.5%磁性生物炭,餐厨垃圾厌氧发酵使用5%磁铁粉均显著提高产气效果。但从环保与经济效益双重角度考虑,添加2.5%生物炭更宜于实际沼气工程应用。本研究系统揭示了导电性添加剂对厌氧发酵产气特性、过程特性和微生物特性的作用机制,明确了导电性添加剂对产甲烷代谢途径的关键作用环节,为导电性添加剂在沼气工程生产应用提供了坚实的理论依据。