随着种植业和畜禽养殖业快速发展,我国每年产生的废弃秸秆和粪便约为10.4亿吨和38亿吨。大量的农业废弃物产生是我国急需解决的主要难题。二者厌氧共消化技术可解决单底物厌氧消化碳氮比失衡及产气效率低的运行问题,是处理农业生物质废弃物的有效途径,但是猪粪中可能残留的抗生素和重金属不但对厌氧过程造成影响,还制约着厌氧沼渣的安全还田利用。因此开展猪粪和秸秆厌氧共消化条件的优化、粪便中抗生素和重金属对厌氧消化过程影响的研究具有重要意义。本课题首先采用蔗糖营养液对半连续流反应器进行启动。以猪粪和秸秆作为底物,将中温和高温两个半连续流反应器驯化至稳定运行。利用半连续反应器中的污泥进行后续序批实验,对中温和高温厌氧共消化中最佳的接种率和底物碳氮比进行优化。同时对重金属铜、锌在厌氧共消化过程中的影响及其形态变化,以及诺氟沙星和磺胺甲恶唑两种抗生素在厌氧共消化过程的影响及其降解规律进行了详细研究。最后通过高通量检测技术对微生物群落进行解析。采用逐渐提高进料TS负荷的方式运行中温和高温厌氧反应器,在最终进料TS为63.35±2.84g/L时,中温和高温的日产气量分别为4204.75±1817.39mL和5802.29±1136.04mL,高温反应器日产气量明显高于中温反应器原因是由于对底物具有更高的VS降解率。批次实验结果显示,在相同接种率或负荷率下高温厌氧共消化系统的抗酸化能力更强,猪粪和秸秆在中温和高温条件下不发生酸化的极限的接种率分别为0.6和0.2（基于TS比）。中温和高温厌氧共消化在底物碳氮比分别为20:1和35:1时产气效果最佳,对应的产甲烷量分别为148.38 mL/gVS和221.22 mL/gVS。抗生素投加量为50mg/L时,中温厌氧消化中诺氟沙星和磺胺甲恶唑的降解半衰期分别为19.47d和0.81d。而在高温厌氧消化中半衰期被大幅缩短至5.70d和0.30d。同时发现厌氧消化过程有助于铜和锌的稳定化。在60d厌氧消化结束后中温厌氧污泥中生物不可利用态铜和锌占比分别为86%和25%,而高温厌氧污泥生物不可利用态铜和锌占比升高至94%和43%。猪粪残留抗生和重金属浓度并未降低厌氧产甲烷能力,相反当猪粪中含有50mg/L Cu²⁺、Zn²⁺、诺氟沙星和磺胺甲恶唑时对中温和高温厌氧消化甲烷产量有一定的促进作用。中温条件下中温条件下,Cu²⁺、Zn²⁺和磺胺甲恶唑对厌氧消化产甲烷均有明显的促进作用,诺氟沙星存在一定程度的抑制作用。高温条件下,Cu²⁺、Zn²⁺、诺氟沙星和磺胺甲恶唑对产甲烷均有一定的提升,通过高通量分析的结果推测甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）、甲烷袋状菌属（Methanoculleus）等产甲烷菌相对丰度的升高是甲烷产量增加的原因,但从粪便返田质量角度,仍需要强化残留污染物的控制。