我国规模化养殖场发展快速，养猪粪污的消纳及资源化利用备受关注。通过对养猪粪污进行厌氧发酵、制备生物能源，完成废物利用，这具有重要的环境和经济意义。本研究以投加Fe、Co和Ni元素促进厌氧发酵工艺处理养猪粪污效率，探究厌氧发酵过程中三种元素的相对较优投加量，并考察三种微量元素对发酵过程污染物去除、产气过程及稳定性的影响。同时采用高通量测序技术，分析添加微量元素后厌氧发酵罐中微生物的群落变化和多样性，揭示其对发酵过程中微生物活性和群落结构的影响。实验研究得到如下结果：
　　（1）养猪粪污厌氧发酵过程中Fe、Co和Ni元素单独投加时，最佳投加量为：10mgFe/L、1.5mgCo/L，0.8mgNi/L，Fe、Co和Ni元素混合投加时，三者最佳投加量分别为9mg/L、1mg/L和0.7mg/L。
　　（2）养猪粪污厌氧发酵过程中单独投加Fe元素，Co元素，Ni元素，混合投加Fe、Co、Ni元素和空白实验组COD去除率分别达到90%、87%、89%、93%和74%；产气量分别为32.28、41.23、58.89、65.49、34.86ml·g-1·TS-1；甲烷含量分别为：71.89%、72.96%、75.69%、79.67%和64.71%。
　　（3）投加混合Fe、Co、Ni元素厌氧反应结束时，Fe元素的优势形态由可溶态转化为碳酸盐态，Co元素主要以有机物的形式存在，而Ni元素的可溶态仍为优势形态，与之有异的是单一Ni元素实验发酵结束后主要以碳酸盐形式存在。说明厌氧反应后期微量元素的金属利用率降低，元素与元素之间不存在相互影响其形态作用。
　　（4）Fe、Co和Ni的投加会增大厚壁菌门（Firmicutes）的丰度，使之成为优势菌种，而抑制拟杆菌门（Bacteroidetes）的丰度，Fe元素有助于变形菌门（Proteobacteria）的增值代谢。从属水平上看，Fe、Co、Ni元素对甲烷短杆菌有促进其丰度作用。Fe和Ni元素对甲烷八叠球菌的增值代谢有轻微抑制作用，而Fe、Co、Ni存在的协同作用能够促进甲烷八叠球菌的增殖代谢。
　　（5）Fe、Co、Ni元素强化养猪粪污厌氧发酵的沼液出水经过好氧处理，单独加入Fe、Co、Ni元素和混合投加Fe、Co、Ni元素的COD去除率分别为72%、66%、69%和74%；氨氮去除率分别为71%、62%、45%和73%；总氮去除率分别为66.46%、58%、39%和69%；总磷去除率分别为36.48%、35%、34%和38%。出水水质可达《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001。
　　利用添加Fe、Co、Ni元素不仅提高猪粪厌氧甲烷产气量和底物降解率，丰富微生物多样性，可使厌氧发酵后的沼液经好氧处理达标排放。微量元素用量的科学投加，对改善养猪粪污厌氧发酵产气效率和提升有机物去除率有重要意义。本研究对生物质厌氧发酵工艺的实践应用与养猪粪污的处理处置具有一定指导价值。