木薯酒糟废液属于高浓度有机废水,具有量大、污染重等特点,如果得不到有效的处理,将对环境产生严重的污染。基于以上因素,利用木薯酒糟进行厌氧发酵,不仅可以降低废水对环境的污染程度,而且可以产生清洁能源——沼气。木薯酒糟厌氧发酵生产沼气的过程受到多种因素的影响,其中关键因素有反应系统的温度、pH、水力停留时间、微量金属元素等。微量金属元素是某些产甲烷酶发挥活性必不可少的物质,适宜的微量金属浓度可以有效促进沼气产量。本论文研究木薯酒糟废液发酵的温度、微量金属元素铁、钴、镍盐单一添加量以及最佳混合配比分别对沼气产量的影响,并将相关结论应用到工业中试。主要研究内容、结果总结如下:1.通过设置高温（55℃）和中温（35℃）两个变量,研究发现高温条件对发酵过程中产生的挥发性脂肪酸有更强的降解能力,更有利于木薯酒糟废液发酵产沼气的稳定运行。高温条件下,脱氢酶的活性更强,对于COD的去除也提升了20个百分点,从而使发酵罐中沼气总产量几乎是中温条件下的3倍,达到23.33 L。2.通过研究单一铁、钴、镍盐分别对沼气产量、COD去除率、VS去除率、脱氢酶活性等指标的影响,得知铁、钴和镍盐分别在50 mg·L^-1、1 mg·L^-1和5 mg·L^-1时有最大沼气产量;分别在100 mg·L^-1、1 mg·L^-1和5 mg·L^-1时有最大的COD去除率。探究混合盐在同一反应器中的协同作用时,设计了五组不同配比的铁、钴、镍盐实验组,与空白对照组比较,当Fe²⁺:Co²⁺:Ni²⁺=100 mg·L^-1:1 mg·L^-1:5 mg·L^-1时,对沼气总产量提升率达到53.71%,同时在该配比下,对COD去除、VS去除和脱氢酶活性的促进作用也最明显。3.高通量测试分析揭示了混合盐对促进沼气产量的作用机理:通过Alpha多样性、Beta多样性分析等手段,证明了混合盐可以提升厌氧微生物群落的物种多样性。衡量微生物多样性的Simpson指数与反应罐产气存在正相关性;同时,通过分析细菌群落的门和科水平各物种的丰度占比发现,Firmicutes是各个发酵罐中的优势门类,Defluviitaleaceae、Hydrogenophilaceae等菌科的减少和Porphyromonadaceae和Petrotogaceae等菌科的增加,表明在静态反应末期,微生物群落的代谢类型从产甲烷向产酸转变。4.基于实验室研究得到的成果,在连云港某化工厂酒糟废水处理段进行工业中试,利用IBB系统进行生物强化IC罐发酵产甲烷。中试结果表明:IBB系统可以有效增加微生物浓度,提高厌氧微生物的活性;两个1 m³的IBB系统成功提升5000 m³的IC罐的沼气产量和甲烷浓度。通过经济技术核算,IBB生物强化可以通过增加甲烷产量每天创造1200¹600元经济价值。