城镇污泥是污水生物处理过程的副产物,对其进行绿色低碳处理处置已然成为当前环境领域的热点话题。厌氧消化作为我国主推的污泥处理技术,在实际工程运行中存在产气效率低,且易受底物化学性质影响的问题。此外,基于污泥与其他有机固废构建的高效共消化体系目前尚未得到有效重视。事实上,将城镇污泥与农业秸秆进行共消化可实现农作物秸秆变废为宝的同时,能显著改善消化底物的碳氮比并提升产气性能。然而,当前研究中污泥厌氧共消化体系内多数微生物的功能和作用尚不明确,不同化学组分对共消化体系的影响不明。因此,探索不同底物特征下厌氧共消化体系运行特征,明确关键微生物（特别是未培养微生物）对促进产甲烷的贡献,对提升厌氧消化系统中消化效率、产气量及理解厌氧消化本质意义重大。本文以城镇污泥与农业秸秆为底物的厌氧消化系统为研究对象,首先基于序批式实验获得污泥秸秆共消化体系最佳碳氮比为16:1,最佳污泥秸秆比为1:1（以TS计）。随后在此基础上,运行半连续流反应器,探究有机负荷对共消化体系的影响,研究结果表明在2.00 kg VS·m-3·-d负荷下,厌氧共消化体系产气量达到最高值3.5L,此时生物沼气中甲烷含量达到最高值52%。通过序批式实验的手段,考察不同底物组成对共消化体系的影响。研究结果表明蔗糖在低浓度时促进产气,在蔗糖含量达到4%时,产气性能达到最佳,是未添加蔗糖时的125%。相对应的,低浓度淀粉、壳聚糖抑制体系产气性能,高浓度时促进产气,当淀粉含量为10%时甲烷产量为1077m L,提升了约25%。当壳聚糖含量为10%时,甲烷产量为1076 m L,提升了约43%。蛋白质在中浓度（4%-6%）时促进效果最高。腐殖酸对污泥厌氧共消化的影响与可溶性腐殖酸的含量有关,低浓度腐殖酸对污泥厌氧共消化的贡献大于抑制,而在高浓度下则相反。借助高通量测序手段,探究了碳氮比、糖类、腐殖酸等影响因素对体系微生物群落分布以及种群变化的影响。结果发现,适当的碳氮比会优化体系菌群结构,提升微生物数量,碳氮比与拟杆菌（Bacteroidetes）丰度呈正相关,与变形菌（Proteobacteria）门微生物丰度呈负相关。蔗糖的投加会抑制体系细菌与古菌的生长,并且不同浓度蔗糖下微生物群落分布差异性不显著;厌氧消化体系中淀粉的投加会促进体系细菌、古菌生长,且淀粉对微生物的影响比较显著。富含碳水化合物的体系内绿弯菌（Chioroflexi）微生物丰度较高,另甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）与糖类浓度呈现较好的正相关性。腐殖酸对消化系统中细菌生长有促进作用,而对古菌仅在低浓度（含量低于6%）下存在促进作用。腐殖酸存在条件下,变形菌门（Proteobacteria）占领拟杆菌（Bacteroidetes）生态位,表明变形菌门（Proteobacteria）更能适应腐殖酸存在的环境。vadin HA17作为是污泥蛋白质水解和氨基酸降解菌群,其丰度与碳氮比呈正相关,说明秸秆污泥共消化可以促进污泥蛋白分解。通过对上述系统中未培养微生物分析,发现不同培养底物会对WWE1门未培养微生物分布产生影响。本研究结果表明WWE1门（Cloacimonadota）与体系产气量存在很大的相关性,体系内Cloacimonadota（WWE1）丰度越高,体系累积产甲烷越高。在碳氮比、蔗糖、淀粉产气最佳的实验组,虽然WWE1丰度达到了9.51%、8.89%、6.11%,但蔗糖投加使得系统中微生物总量减少,WWE1门微生物总量也出现了下降;腐殖酸的投加后WWE1门微生物的生长与蔗糖投加情况相类似。淀粉实验组则恰恰相反,促进了微生物生长的同时WWE1门未培养微生物总数增加。