中国是农业畜牧业大国,畜粪如果利用率不高,如肆意堆放,会向环境中排放二氧化碳。厌氧发酵是充分利用畜粪进行资源化利用的一种方式,制成的沼气作为可再生能源,可有效缓解能源不足碳排放的问题,如何提高厌氧发酵产气性能,促进厌氧发酵效率成为了近年来的研究热点。本文分别以牛粪和猪粪作为发酵原料,与玉米秸秆共发酵。在发酵前对玉米秸秆进行强碱预处理（0.5 mol Na OH处理24 h）和超声预处理（5 min）。通过控制变量法,分别以硅藻土和生物炭作为添加剂,设置0,2%,4%,6%,8%五个不同的添加比例,研究不同添加量的添加剂对预处理后的厌氧共发酵的影响。设置最佳初始条件进行中温湿式厌氧发酵。通过修正的Gompertz模型进行模拟,确定产气性能。对产气过程中厌氧发酵系统的p H、电导率、氨氮、挥发性脂肪酸和重金属钝化效果进行测定,探究一种高效的厌氧发酵方式。研究结果表明,碱法预处理可以使厌氧发酵系统在高碳氮比35的条件下启动。牛粪厌氧共发酵底物中添加硅藻土或生物炭都能缩短厌氧发酵周期,厌氧发酵周期最快由40天缩短至25和22天,最高缩短了37.5%和45%。添加2%TS的添加剂可以最快启动厌氧发酵。硅藻土对猪粪厌氧发酵的反应周期几乎没有影响,明显提高了最大每日产气量,最大甲烷潜力提高了52.90%-215.91%。添加生物炭最终甲烷产量提升了18.25%-150.15%。添加6%生物炭实验组的最终甲烷百分比最高（60%）,且产气周期最短（30天）。混合添加生物炭和硅藻土可以使厌氧发酵反应周期进一步缩短14.70%和4.17%。混合添加后,生物炭和硅藻土对甲烷生产存在一定的拮抗作用。主成分分析显示牛粪中硅藻土主要通过吸收氨氮来提高产气性能,生物炭主要影响氨氮和电导率。猪粪中生物炭主要影响p H和电导率的变化,硅藻土主要影响氨氮。混合添加剂厌氧发酵系统中的VFAs和氨氮与甲烷产量负相关。经过厌氧发酵后,沼肥中重金属浓度有所提高,但生物有效性降低。进一步添加生物炭和硅藻土对猪粪中重金属铜、锌和牛粪中重金属铜有较好的钝化效果。厌氧发酵后猪粪中的铜（1140.82 mg/kg）和锌（2697.27 mg/kg）达到B级污泥产物标准。牛粪中的铜（138.60 mg/kg）和锌（133.94 mg/kg）符合A级污泥产物。降低了重金属对土壤和植物的影响,可分别作为非食用园地和耕地的肥料。添加生物炭或者硅藻土都能提高猪粪牛粪厌氧发酵效率。添加4%生物炭或8%硅藻土是牛粪厌氧共发酵实验的最佳条件,添加6%生物炭或4%硅藻土是猪粪厌氧共发酵实验的最佳条件。