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沼气厌氧发酵技术是资源化利用餐厨垃圾和牛粪的有效手段之一,但餐厨垃圾厌氧发酵易酸化,牛粪厌氧发酵产气潜力低。为此,开展了餐厨垃圾和牛粪混合厌氧发酵研究。在采用批式发酵试验优化混合原料两段厌氧发酵条件的基础上,进行半连续发酵试验,比较应用固定床反应器（FBR）和全混式反应器（CSTR）对混合原料厌氧发酵的影响,通过Miseq高通量测序技术分析两种厌氧反应器中微生物组成。在固定混合原料浓度的条件下,研究有机负荷（OLR）提升对FBR处理混合原料的影响,同时采用PCR-DGGE技术分析OLR提升过程中主要微生物种群变化。获得的研究结果如下:1)固定餐厨垃圾的量为16 g VS/L,改变牛粪添加量,研究不同比例下混合原料厌氧发酵的效果。结果表明,发酵过程中p H先下降后上升,最终稳定在7.3左右。随着牛粪添加比例的提高,p H下降程度变小,恢复上升速度加快。混合发酵的甲烷产量均高于对应混合原料单独厌氧发酵产量之和。牛粪添加比例为2时,甲烷产量提高效果最显著,提高率为52.4%。2)以产甲烷量为指标,确定了最佳酸化条件:酸化时间7.6 h、酸化浓度10.4%和酸化温度35.8℃。采用最佳酸化条件处理后,混合原料的甲烷产率可达290.5 m L/g VS,比未经酸化处理的提高了17.9%。3)选用最佳酸化条件处理混合原料后,以产甲烷量为指标,确定了最佳的产气条件为:发酵温度36.6℃和底物浓度5.0%。在此条件下进行厌氧发酵,混合原料的甲烷产率为312.3m L/g VS,比单因素最优条件下提高了7.5%。4)研究了FBR处理混合原料的效果。当水力停留时间（HRT）为10 d时,添加载体提高了混合原料厌氧发酵的沼气产量和甲烷产量,提高率分别为4.9%和13.9%;当HRT为5 d时,添加载体可以使FBR反应器稳定运行,并保持较高的沼气产量和甲烷产量。Miseq高通量测序技术测序结果表明,HRT为5 d时,FBR和CSTR内微生物组成差异明显。FBR中的优势细群为Syntrophomonas（FF:5.25%;FL:6.04%）、Lactobacillus（FF:5.15%;FL:3.34%）和Clostridium（FF:3.11%;FL:8.32%）,优势古菌为Methanosarcina（FF:35.1%;FL:67.2%）、Methanobacterium（FF:35.6%;FL:6.9%）和Methanosaeta（FF:8.6%;FL:21.8%）。CSTR中优势菌群为Prevotella（66.93%）和Faecalibacterium（2.58%）、Methanobrevibacter（50%）和Methanobacterium（25%）。5)研究了OLR的提升对混合原料厌氧发酵的影响。OLR在2.0-10.0 g VS/（L·d）范围内,反应器可以稳定运行,容积产气率和容积甲烷产率在OLR为10.0 g VS/（L·d）时达到最大值1553.4 m L/（L·d）和1106.4 mg/（L·d）,在OLR为3.3 g VS/（L·d）时甲烷产率和甲烷含量达到最大值270.5 m L/g VS和75.5%。OLR提升至12.5 g VS/（L·d）,有机酸（VFAs）积累到5579 mg/L,反应器停止产气。PCR-DGGE分析表明,OLR在2.0-10.0 g VS/（L·d）范围内,微生物的多样性高,优势细菌菌群为Syntrophomonas、Lactobacillus和Clostridium,优势古菌菌群为Methanosarcina、Methanosaeta、Methanobrevibacter和Methanobacterium;OLR提升至12.5g VS/（L·d）时,FBR中细菌和古菌出现明显变化,微生物的多样性降低。细菌优势菌群为Faecalibacterium和Prevotella,古菌优势菌群变为Methanobrevibacter和Methanobacterium。在餐厨垃圾中添加牛粪进行混合厌氧发酵可以增强发酵体系的稳定性,提高原料产气量。采用两段厌氧发酵工艺,优化厌氧发酵条件,可提高餐厨垃圾和牛粪混合原料的甲烷产量。炭纤维载体可固定酸化和产甲烷的主要微生物类群。与CSTR相比,FBR中微生物多样性丰富,具有较强有机质降解、VFAs转化和产甲烷能力的功能微生物,可以保障产甲烷过程的稳定进行。采用固定床厌氧发酵工艺可以提高混合原料厌氧发酵的稳定性和产气效率。