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我国农业有机废弃物数量巨大,主要包括农作物秸秆和畜禽粪便,但是目前缺乏对其进行有效处理和资源化利用的方法,因此农业有机废弃物污染的治理是目前亟待解决的主要问题之一。厌氧干发酵技术是处理农业有机废弃物并产生沼气和生产有机肥料的一种的方法,该方法具有广阔的应用前景。总固体(TS)含量和外源添加剂是影响有机质产甲烷过程的重要影响因素。本文主要研究了褐铁矿添加量,干物质添加量以及微量元素Co、Ni对秸秆牛粪混合厌氧干发酵产甲烷过程的影响,并对沼渣及其液相特性进行表征,同时对发酵体系中微生物群落结构也进行了研究。结果表明:秸秆与牛粪为混合底物,以厌氧污泥接种进行厌氧干发酵时,当TS含量为25%,褐铁矿添加可以促进有机废弃物的厌氧干发酵过程。添加1%褐铁矿对产甲烷促进作用最强,产气量相比于对照组增加了190 mL,甲烷产率为601±28mL/gVS,比对照组增加了29.6%。除此,在褐铁矿添加量为1%,5%和10%的反应器中,最大甲烷产生速率分别提高了30.3±2.1%,20.4±1.9%和18.5±1.7%。褐铁矿添加可显著促进粗蛋白的降解,其体系中的降解效率为38.1±6.6%~45.9±6.0%,而对照组为26.2±3.7%。褐铁矿的添加提高了与蛋白质或氨基酸降解相关的微生物的丰度,氢型产甲烷菌Methanofollis在反应器中占主导地位。当TS含量为40%时,甲烷产生会受到抑制,甲烷产率相比于对照组(25%TS)降低了73.9%,且添加1%褐铁矿会抑制甲烷的产生。固体含量不是纤维素降解的主要影响因素,但可显著抑制半纤维素的降解。而在添加1%褐铁矿时,高TS含量会显著抑制纤维素的降解。秸秆与牛粪为混合底物,以发酵沼液接种进行厌氧干发酵时,甲烷产量及甲烷产率随褐铁矿添加量的增大而增加,在褐铁矿添加量为1%和5%时,甲烷产量分别提高了11.9%和34.5%,甲烷产率分别提高了11.5%和26.5%。底物中TOC含量随褐铁矿添加量的增加而逐渐降低,含氮物质及半纤维素降解率随褐铁矿添加量的增加而逐渐升高,褐铁矿的添加对纤维素降解无显著影响。1%褐铁矿及Co、Ni元素单独添加时,甲烷产量分别提高了13.4%和16.1%,甲烷产率分别提高了11.5%和11.6%。而当二者同时添加时可显著促进甲烷产量和甲烷产率,分别提高了45.5%和39.0%;此外,添加微量元素可显著降低底物中TOC含量并促进含氮物质的降解。同时添加褐铁矿及Co、Ni元素可显著促进半纤维素的降解,降解率超过90%,对纤维素的降解无影响。