添加微量元素外源助剂进而促进沼气发酵工程产气量的提升,是目前研究的热点。本文选取富含微量元素且廉价易得的磁铁粉、香蕉皮粉作为外源助剂,采用基础研究方式,通过单一底物牛粪的厌氧发酵实验,探究磁铁粉与香蕉皮粉复合外源助剂的最佳配比,对复合外源助剂进行厌氧发酵条件优化实验,为改善内蒙古寒区地带沼气发酵工程面临的困难和进一步利用禽畜粪便提供一定理论价值和参考意义。实验首先选取磁铁粉、香蕉皮粉添加量为牛粪总固体(TS)质量分数的1%、3%、5%、7%、9%,通过单一添加方式探究其最佳单一添加量;其次磁铁粉、香蕉皮粉最佳添加量作为复合外源助剂进行厌氧发酵实验,进一步研究其对厌氧发酵实验产沼气的机制作用和增益效果。最后总固体(TS)质量分数(7%、8%、9%、10%、11%)、厌氧污泥:底物质量(20%、30%、40%、50%、60%)、温度(低温20℃、中温35℃、高温50℃)进行不同因素、不同水平的单因素发酵实验,比较不同水平差异性,分析原因并得出复合外源助剂条件下发酵优化条件。结论如下:(1)牛粪总固体(TS)质量分数为7%的磁铁粉3.3915 g、总固体(TS)质量分数为1%的香蕉皮粉0.4845 g作为外源助剂单一添加到发酵系统中,发酵系统沼气产量分别为10490 ml、10075 ml,单位产气率分别为216.51 ml/g TS、207.94 ml/g TS,比空白实验增加30.96%、25.78%;(2)牛粪总固体(TS)质量分数为7%的磁铁粉3.3915 g与牛粪总固体(TS)质量分数为1%的香蕉皮粉0.4845 g组成的复合外源助剂在发酵周期内沼气产量为12550 ml,单位产气率252.84 ml/g TS,对比单一添加实验和空白实验,增加19.64%、24.57%、56.68%;(3)经过发酵条件优化实验后,以高温50℃、总固体(TS)质量分数为8%、厌氧污泥:底物质量比为50%的发酵条件下效果优异。