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随着工业高速发展和大量化石燃料的消耗,气候变化和能源短缺的问题逐渐严峻,因此人类开始寻求可再生能源减少温室气体排放。人类对化石能源的强烈依赖性引起燃料成本的增加,进而可能导致经济和政治问题。所以,发展清净能源如生物能源解决当前能源危机的重要途径之一。动物粪便中的有机氮含量较高,这往往会引起厌氧发酵过程氨氮抑制。因此,本论文将猪粪废水作为研究对象,研究了氨氮浓度对于厌氧消化性能的影响;并通过外加生物炭来缓解厌氧消化氨抑制,考察了生物炭添加量对于厌氧消化的影响,分析比较了存在氨氮抑制与无氨氮抑制条件下生物炭对厌氧消化性能的影响。本研究的主要结果如下:研究了 900 mg/L、1500mg/L、2500mg/L,3500 mg/L 四种氨氮浓度对于厌氧消化性能的影响。结果表明,随着氨氮浓度的增加,厌氧消化性能开始受到以下影响。随着氨氮浓度的上升,甲烷含量与甲烷产量越低,甲烷的平均浓度从对照组的52.22%下降到3500 mg/L的39.93%,甲烷累计产量从1213mL下降到622mL。随着氨氮浓度的上升,COD去除率逐渐下降,1500mg/L,2500mg/L组与900mg/L COD去除率相差不大,分别为75.31%和73.31%,而3500mg/L组的COD去除率只有47%。随着氨氮浓度的上升,挥发性脂肪酸积累的速度逐渐增加,平均浓度为 3561mg/L、4115mg/L、4890mg/L、6260mg/L。在氨氮浓度900 mg/L的条件下探讨生物炭对厌氧消化的促进作用,结果表明添加2g、5g、10g、15g生物炭条件下的甲烷含量均高于不加生物炭的对照组,甲烷的平均浓度与对照组相比分别上升了 6.03%、7.88%、9.91%、10.48%,甲烷累计产量从1213mL上升到了 1504mL、1612mL、1815mL、1922mL。随着生物炭添加量的增加,COD去除率逐渐上升,2g、5g、10g、15g的COD去除率提升到了 79.69%、85.61%、89.98%、91.80%。随着生物炭添加量的增加,挥发性脂肪酸的降解速率变快,平均浓度从3571mg/L下降到3525mg/L、2893mg/L、2595mg/L、2370mg/L。实验表明生物炭能够促进厌氧消化产甲烷的进行。在氨氮浓度3500 mg/L的条件下,分析了生物炭对厌氧消化产气特性以及性能的影响。在试验中,生物炭添加量与上述相同。实验结果表明,在高浓度氨氮条件下,生物炭对缩短产气延滞期有较好的效果,使得厌氧发酵能稳定运行。所以生物炭有助于解除氨抑制,提高厌氧消化系统的稳定性。研究了生物炭在3500 mg/L猪粪废水中对氨氮、pH、COD的影响,通过比较厌氧消化实验与吸附实验中氨氮的去除初步探讨了生物炭解除氨抑制的原因。