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化石能源的过度开采与利用问题日益突出,生物质能源由于其生产周期短、可循环利用、环境问题少等优点而备受关注。中国每年产生大量的秸秆等农作物的废弃物,若得不到妥善及时有效地处理而采取就地焚烧,既是对资源的浪费,也将会对环境造成比较严重的污染。此外,随着畜牧业的持续发展,我国畜禽粪便的产量也在不断上升,如何安全的处理此类废弃物也是个难题。混合厌氧发酵技术能够在高效产生清洁能源的同时,降低农牧业废弃物对环境的影响。由于有很多影响混合厌氧发酵的因素。因此,如何调控和协调各影响因素之间的关系,是保证混合厌氧发酵效果的关键。本研究通过对比不同预处理之后,发酵原料组分的含量变化,明确最优的预处理方式。基于单因素试验选取最优预处理后的玉米秸秆与牛粪进行混合厌氧发酵,探究不同的总固体含量（TS%）、牛粪（Cattle Manure,CM）与玉米秸秆（Corn Straw,CS）混合比（以TS计）和微量元素Fe2+离子的添加量对厌氧发酵系统的影响;并结合Box-Behnken中心组合设计,对影响因素进行建模回归分析,优化的厌氧发酵的工艺条件,研究不同温度下动态发酵装置对厌氧发酵系统特性的影响。结论如下:（1）以不同预处理后的玉米秸秆为底物,进行厌氧发酵预试验,分析处理前后玉米秸秆各组分,发现经碱水解处理之后,玉米秸秆的总固体含量去除率达到了63.25%,纤维素、半纤维素与木质素的去除率分别达到了15.69%、39.62%和29.88%,酶解试验得到的还原糖含量为47.26%,明显高于机械粉碎与酸水解处理。在该试验中,碱水解试验组的累积产气量最高,达到了935m L。（2）对厌氧发酵各影响因素进行单因素试验,结果表明:在总固体含量（TS%）为8%、牛粪（Cattle Manure,CM）与玉米秸秆（Corn Straw,CS）混合比（以TS计）为2:1、微量元素Fe2+离子的添加量为1.0mg·L-1时,日产气量、累积产气量、产气中甲烷含量均为同组试验中最高。（3）基于响应面法,进行Box-Behnken中心组合的试验设计,采用Design-Express 8.0.6软件建立二次模型,并分析其回归预测,结果表明TS%、CM/CS和微量元素Fe2+离子的添加量三种影响因素对于厌氧发酵累积产气量的影响表现为极显著,得到最优工艺参数,即TS%为8.52%,CM/CS为1.63:1,微量元素Fe2+投加量为1.225 mg·L-1时,理论累积产气量为7732.4mL,通过实际验证得到累积产气量为7694m L,表明该模型能够较好的优化厌氧发酵工艺参数。（4）以最优工艺参数为基础,采用动态试验装置,进行中低温动态厌氧发酵试验,研究不同温度对厌氧发酵系统的影响。通过对厌氧发酵特性进行的对比研究,表明温度是影响厌氧发酵系统的主要因素之一。