随着农作物秸秆数量的增加与其作为柴薪使用的减少,由秸秆过剩产生的露天焚烧与随意遗弃等环境问题越来越严重,因此,秸秆厌氧发酵能源化利用,作为秸秆处置与利用的一个重要技术途径,受到了广泛关注。本文针对秸秆类有机物水解酸化困难,开展了秸秆化学与生物预处理技术的研究;同时针对传统单相厌氧发酵技术存在秸秆降解率低、进出料困难等问题,进行了秸秆两相厌氧发酵技术的工艺技术研究,旨在为提高秸秆生物转化率、实现秸秆高效能源转化提供理论依据。　　 以稻秸为材料,在总固体(TS)8％、35℃的条件下,研究了NaOH、添加接种污泥及毛头鬼伞菌(Coprinus comatus)等预处理对稻秸水解的影响。结果表明:稻秸经3%NaOH预处理后能显著提高生物水解效率,采用接种污泥及接种毛头鬼伞菌联合对稻秸进行水解,25d的水解效果较各单独生物水解效果显著。为进一步提高稻秸生物水解率与速率,从微生物生长代谢的角度出发,探讨了添加麸皮、无机营养盐、表面活性剂及调节初始pH值对毛头鬼伞菌(Coprinus comatus)水解稻秸速率的影响。结果表明:添加表面活性剂吐温80(Tween80)能显著提高稻秸生物水解率,其中添加5%Tween80(W/W)生物水解5d后水解液中挥发性总有机酸(VFA)的产量(66.44g/kg,VS)较对照(27.53g/kg,VS)显著提高,水溶物化学需氧量(SCOD)含量较对照提高了81.67%。　　 为进一步探讨接种毛头鬼伞菌并添加Tween80对稻秸产气性能的影响,将接种毛头鬼伞菌、添加Tween80水解5d后的水解液和稻秸分别进行厌氧消化产气试验,结果表明:接种毛头鬼伞菌与添加Tween80处理的水解液8d厌氧发酵累积产甲烷量较对照提高了79.89%,表明添加Tween80自身对有机酸转化甲烷过程产气未产生不利影响,且可能还促进了水解液中水溶性有机物更易于厌氧发酵产出沼气。经5%Tween80生物水解后的稻秸的总固体(TS)和挥发性固体(VS)产甲烷量(341.11、377.02ml/g)较对照(288.83、320.93ml/g)显著提高,且略高于未添加Tween80生物水解的处理(317.46、350.88ml/g),同时甲烷含量发酵3d后即达到50%左右,缩短了秸秆厌氧发酵的启动时间。　　 论文在研究了秸秆预处理及水解速率基础上,比较了秸秆单相与两相厌氧发酵的产气情况,探索了调控水解相间歇曝气与调节pH值对两相分离的影响,结果表明:秸秆两相法厌氧发酵系统与单相法比,未能提高秸秆原料产气量,但使沼气中甲烷含量提高了35.47%,可以获得更好品位的沼气。采用间歇曝气方法,在使水解酸化相损失部分甲烷气体同时,水解酸化相产气比例仍占系统的56.06%,相分离效果不佳。通过调节pH值,水解酸化相产气所占系统比例由79.52%下降到18.88%,甲烷相产气比例由20.48%提高到81.12%,初步实现了两相分离。　　 采用接种污泥及接种毛头鬼伞菌联合稻秸预处理方法,与NaOH预处理相比,其稻秸水解速率及产气量无显著差异,可替代秸秆的化学预处理;秸秆两相法厌氧发酵系统与单相法比,提高了沼气中甲烷含量,但未能提高秸秆原料产气量,在沼液回流条件下,两相未能有效分离,调节回流沼液pH值,可初步实现两相分离。