本论文的研究工作是陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项(2009ZDKG-66)-陕西省新农村改造的组成部分,研究目的是合理有效地解决陕西省农村地区沼气池使用过程中存在的问题。秸秆沼气池是有效利用农作物秸秆的重要方式。本研究针对陕西省沼气池使用过程中存在的主要问题,对传统沼气池进行了优化,同时有效利用了农作物秸秆。近年来,在国家政策的大力支持下,陕西农村地区沼气池建池率较高,发展势头良好,但是已经建好的沼气池仍存在着许多问题。陕西地区冬季气温较低,沼气池使用周期短是陕西沼气池使用过程中存在的主要难题;另外,随着农村生产生活方式的改变、农村留守人口的减少,导致农村沼气池原料缺乏,部分已建沼气池被废弃。本论文重点研究解决陕西沼气池使用周期短的难题,同时解决沼气池原料短缺的问题。论文分别针对陕北、关中、陕南三个不同气候条件地区的沼气池在使用过程中存在的使用周期短及原料缺乏的问题,对传统曲流布料沼气池进行优化,在原有沼气池的基础上增加了秸秆原料的预处理池,并对优化后沼气池的热量平衡进行了理论计算;通过实验分析了沼气池预处理过程中各项参数对好氧发酵的影响,最后对实际沼气池中预处理池的传热方式进行模拟实验,验证了秸秆好氧发酵产生的热量加热沼气池的可行性。