背景:当前,禽畜废弃物污染形势较为严峻。厌氧发酵作为一种资源化技术对于处理禽畜废弃物具有促进环境保护和实现资源回收的双重优势,然而将禽畜废弃物应用于厌氧消化仍存在着抑制风险过高及资源化效率偏低的问题,且禽畜废弃物最佳负荷水平尚无定论,有机负荷指标差异造成横向比较困难。目的:整合不同有机负荷分层指标,明确禽畜废弃物在厌氧消化体系中最佳负荷水平,引入生物炭作为促进剂以提高反应器性能和废弃物资源化效率,并明确生物炭最佳作用浓度。方法:通过测定挥发性固体、含固率、p H、碳氢氮含量以及三大营养素含量对SHW、接种液和生物炭的理化特性进行表征。随后开展0、2、4、6、8%SHW负荷水平（分别对应ISR=0、4、2、1.33、1）的批式厌氧消化。在此基础上,引入生物炭作为促进剂,观察在高有机负荷条件下（6%和8%SHW）不同生物炭浓度水平（0、5、10、15 g/L）对反应器性能及微生物结构及多样性的影响。试验期间,每两天定时测量气体产量,并利用气相色谱仪检测气体中甲烷及二氧化碳含量。每五天对液体进行相关指标分析,如使用水质检测仪通过纳氏比色法检测氨氮含量,用p H仪检测反应器酸碱水平,根据标准公式计算游离氨含量,并利用气相色谱仪测定挥发性脂肪酸浓度。同时,应用16s r RNA高通量测序技术揭示各组反应器中微生物群落结构及生物多样性水平。结果:厌氧消化体系中禽畜废弃物最佳负荷水平为2%。在2%SHW负荷条件下,沼气、甲烷产量最高,反应器运行稳定,反应时间大大缩短,无明显滞后期。当SHW负荷增加至4%和6%时,滞后期延长,沼气及甲烷产量降低。当SHW负荷增加至8%时,挥发性脂肪酸（28.88 g/L）和氨氮（＞4 g/L）显著堆积,反应器彻底抑制。16s r RNA高通量测序结果显示,在2%SHW负荷条件下,乙酸营养型产甲烷古菌Methanosaeta为优势菌（77.15%）,表明反应器以乙酸营养型产甲烷途径为主导。在4%和6%SHW负荷条件下,反应器氨氮和脂肪酸严重堆积,反应器逐渐由乙酸营养型产甲烷途径为主转向以Methanoculleus为主导的氢营养型为主。高有机负荷厌氧消化体系中最佳生物炭浓度水平为5 g/L。在生物炭浓度水平5 g/L的条件下,6%和8%SHW负荷组沼气产量和挥发性固体消耗量均最高。生物炭浓度水平增加至10和15 g/L时,沼气产量下降,表明适宜生物炭添加能够提高高有机负荷厌氧消化反应器稳定性。同时,适宜生物炭添加能够有效降低氨氮和游离氨浓度,促进反应器酸碱环境的稳定。由于生物炭碱性特性,添加过量的生物炭可能会造成反应器p H水平和游离氨浓度升高,对产甲烷造成负面影响。16s r RNA高通量测序结果显示5 g/L生物炭浓度水平能够有效提高微生物多样性及丰富度,并富集关键产甲烷古菌,提高优势古菌的相对丰度,如Methanosaeta、Methanosphaera、Methanobrevibacter和Methanosarcina。但过高的生物炭浓度水平会造成优势古菌相对丰度降低。此外,各组中氢营养型产甲烷古菌Methanobrevibacter的相对丰度与生物炭浓度水平呈现一定相关性。结论:禽畜废弃物作为一种富含油脂及蛋白质的高有机废弃物,能够很好地应用于厌氧消化技术中。虽然其在厌氧消化过程中存在一定的风险,但通过控制机负荷水平以及添加适宜浓度的生物炭能够有效地提高反应器稳定性及资源转化率,在此基础上有助于实现环境废弃物处理与经济效益的双赢。