厌氧发酵（Anaerobic fermentation,AF）是一种高效且经济的废弃物处理手段。然而,由于厌氧发酵具有沼气的产量相对较低,有机物的降解不完全和对沼渣的综合利用率较差等缺点,从而限制了沼气厌氧发酵的广泛应用。基于上述问题,本课题将磁场与核-壳结构钛基添加剂应用于厌氧发酵系统,来改善厌氧发酵的环境。在不同的磁场强度下,进行了批次的厌氧实验,探索不同的磁场强度对厌氧发酵系统性能的影响。结果表明:引入磁场后（0 mT,5 mT,10 mT,20 mT,30mT）,相比于对照组（Control check,CK）,反应器的总化学需氧量（Total chemical oxygen demand,TCOD）去除率与累积沼气产量分别提高了55.99%-85.04%、6.35%-45.01%。此外,引入磁场后,挥发性固体（Volatile solids,VS）去除率是14.98-24.91%,总固体（Total solids,TS）去除率是23.50-35.54%,明显高于对照组。5 mT的实验组获得了最优的累积沼气产量,磁场可以促进酶的活性与菌种的生长与发育。以钛球为原料,通过简单的热处理制备了几种不同的核-壳结构钛基添加剂。将制备的核-壳结构钛基材料作为厌氧发酵的添加剂,探索其对厌氧发酵系统性能的影响。结果发现:与对照组（308.29 m L/g VS,31.68%,12.12%和17.83%）相比,加入核-壳结构钛基添加剂后,累积沼气产量（354.31 m L/g VS-416.27 m L/g VS）、TCOD去除率（50.08%-59.94%）、总固体去除率（15.67%-30.98%）和挥发性固体去除率（33.15%-44.64%）有显著地提高。添加Ti-5的反应器在所有的反应器中表现出最优的产气效率。核-壳结构钛基添加剂的的每一层都具有不同的作用:一方面,核-壳结构的钛基添加剂可以作为电子载体,加速了醋酸菌与产甲烷菌之间的电子传递;另一方面,H+可以在核-壳结构的钛基添加剂表面迅速转移到产甲烷菌中,加速了甲烷的生成过程。基于最佳的磁场强度（5 mT）,将制备的核-壳结构钛基材料用作厌氧发酵添加剂,探索其对厌氧发酵系统性能的影响。结果发现:与对照组（308.29 m L/g VS,31.68%,12.12%和17.83%）相比,核-壳结构钛基添加剂与磁场联合作用后,使得累积沼气产量（464.37 m L/g VS-510.32 m L/g VS）、TCOD去除率（57.31%-69.14%）、总固体去除率（18.15%-33.79%）和挥发性固体去除率（34.30%-54.23%）有显著的提高。此外,通过热重测试与氮磷钾测试,发现磁场与添加剂共同作用的发酵体系有良好的稳定性和肥效利用潜力。综上所述,通过核-壳结构钛基添加剂的添加与磁场的应用,不仅提高了沼气产量、TCOD去除率和沼渣稳定性。同时,沼渣还具有肥料化利用的潜能,这为以后沼渣实现资源化利用开辟了新道路。