我国是农业大国,拥有着丰富的生物质能源,利用其生产沼气,不仅可以改善农村生活环境,而且可以为人们提供清洁能源。本试验以农村常见的牲畜粪便和秸秆为发酵原料,研究它们在不同条件下的产气特性,确定最优发酵条件,并对发酵残余物农用进行评价,以便为农村沼气技术的推广和资源循环利用提供理论依据。利用自行设计的沼气发酵装置,选取小麦秸秆、玉米秸秆、猪粪、牛粪四种发酵原料,研究不同原料配比、接种物浓度、原料浓度对发酵过程的影响,以及3个因素对发酵过程的综合效应。并对陕西杨凌区沼气发酵残余物中的植物营养元素含量和重金属含量进行检测,参照有关标准进行农用评价。结论如下:(1)牲畜粪便与秸秆混合发酵时,其最佳干物质质量配比分别为:猪粪∶玉米秸秆为2∶1,牛粪∶玉米秸秆为1∶1,猪粪∶小麦秸秆为3∶1,牛粪∶小麦秸秆为1∶1;温度波动较大,日均降幅达3～6℃以上时,往往严重影响产气量,较高、平稳的温度对发酵有利;温度较低情况下(11～30℃),平均温度为20.5℃,适合用牛粪与秸秆混合作为发酵原料,其产气量相对猪粪和秸秆混合作为发酵原料要稳定,产气量高;温度较高时(18～39℃)平均温度为28.2℃,猪粪和秸秆混合作为发酵原料产气性能高于牛粪和秸秆混合作为发酵原料。(2)在所研究条件下,增加发酵原料浓度可以提高产气量,但原料产气率随着发酵原料浓度的提高呈现先增加后下降的趋势,故不能简单的通过增加原料浓度来达到增加产气量的目的,兼顾产气量和原料利用率两个方面,选择10%的发酵原料浓度最佳,这样既可以提供充足的产气量又可以提高原料利用效率,节约资源。(3)在猪粪和小麦秸秆干物质比为3∶1,物料浓度为6%的一定条件下,接种物浓度对沼气发酵产气影响显著;增大接种物浓度对反应有利;当接种物浓度大于30%时,沼气发酵系统启动较快,pH值变化范围较小,产气平稳;但原料接种量高于30%的试验组产气量基本相等。故发酵原料的接种量等于30%为最佳,此时,不仅节省原料,而且可以高效产气。(4)猪粪和小麦秸秆混合厌氧发酵产气最高的反应条件是猪粪和小麦秸秆混合厌氧发酵产气最高的反应条件是A(原料配比)为2∶1,B(原料浓度)为6%,C(接种物浓度)为30%;有机质降解率最高的反应条件为A(原料配比)为1∶1,B(原料浓度)为6%,C(接种物浓度)为30%。在所研究的三个影响因素中,影响猪粪和小麦秸秆厌氧发酵的最显著因子是接种物浓度;适量的接种物可使系统中含有充足的高活性厌氧微生物使其尽快产气,提高产气量。(5)沼气发酵残液和残渣中含有丰富的植物营养元素,其重金属含量分别达到灌溉水农用标准和农用污泥中污染物控制标准,其中沼液可以作为一种很好的液体肥农用,沼渣可以作为基肥农用。