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开展农业废弃物多元物料混合厌氧发酵研究是实现农业废弃物资源化利用和减少环境污染的重要途径。开展多种类物料混合厌氧发酵技术研究，可避免单一原料厌氧发酵缺陷，提高沼气发酵产气效率，从而高效率地解决环境污染与能源生产问题。基于该技术的产业价值和科学问题的前沿性，进行此方面的研究具有重要意义。本研究从原料配比、碳氮比（C/N）、底物浓度、接种物比例和温度等方面分析了这些因素对混合原料沼气厌氧发酵效果的影响，并基于这些因素，对混合原料沼气厌氧发酵工艺进行了优化。研究取得以下主要结果：（1）原料混合发酵CH4产量较原料单独发酵时有显著提高；3种原料按一定比例混合后沼气发酵效率高于2种原料混合。不同原料混合组，随原料配比的变化，沼气产量和CH4产量呈先增加后减少的趋势；沼气产量和CH4产量最大时的原料配比不同，牛鸡麦组为牛粪和鸡粪配比50:50，牛猪麦组为牛粪和猪粪配比75:25，鸡猪麦组为鸡粪和猪粪配比25:75。适宜配比下较高的发酵效率在于其保持了发酵料液中适宜的pH、总铵态氮和游离态NH3含量。混合原料发酵存在协同作用，鸡猪麦混合后CH4产量提高程度最大，其次为牛猪麦组，牛鸡麦组最小，说明猪粪最适宜与其它粪便混合发酵。（2）C/N对混合原料沼气发酵效果有显著影响。不同原料混合组，随C/N的增加，沼气产量和CH4产量呈先增加后减少的趋势。对牛鸡麦组，适宜C/N为30:1，沼气产量和CH4产量分别为589.6mL g-1VS和262.5mL g-1VS；对牛猪麦组，适宜C/N为25:1，沼气产量和CH4产量分别为614.0mL g-1VS和286.5mL g-1VS；对鸡猪麦组，适宜C/N为25:1，沼气产量和CH4产量分别为543.5mL g-1VS和259.7mL g-1VS。低C/N易导致铵态氮积累，降低产气率；高C/N易导致发酵液pH降低，抑制CH4菌活性而降低产气效率。（3）混料试验设计结果表明，3种原料混合厌氧发酵的CH4产量显著高于单一原料及2种原料混合发酵；多原料间在发酵过程中的协同作用提高了CH4产量；在混合发酵中，粪便对整体CH4产量的贡献量显著高于秸秆，但不同种类粪便及秸秆间差异不明显。中心组合试验设计结果表明，原料配比和C/N比均影响CH4产量，且两因素间存在交互作用，说明混合原料发酵体系中不同原料间的协同作用不仅仅在于平衡C/N比，还可能存在微生物协同、营养平衡等方面的作用。混料设计和中心组合设计均得到了优化的原料配比及对应的CH4产量，两者间差异不明显，但中心组合设计具有更高的精度和更广泛的适用性。（4）底物浓度对混合原料沼气发酵效果有显著影响。当底物浓度小于20gVS L-1时，累积产气量和CH4产量都随底物浓度的增加而线性增大，但过高的底物浓度会导致料液酸化，降低发酵效率。同一底物浓度下，牛猪麦组发酵效率最高，其次为牛鸡麦组，鸡猪麦组最差。接种比例（ISR）对混合原料沼气发酵效果有显著影响。当ISR小于2.4时，随接种比例增大，累积产气量和CH4产量均线性增大；ISR越低，有机酸越容易积累而抑制CH4菌活性，降低发酵效率。当ISR高于2.4时，进一步提高接种物量，并不能提高发酵效率。各组累积产气量和CH4产量在同一ISR下表现的大小规律与底物浓度影响相同。（5）温度对混合原料沼气厌氧发酵有显著影响。随温度升高，料液pH、铵态氮和游离NH3含量都显著增加。20℃下，料液酸化降低了产气效率；中温及高温下，CH4菌对游离NH3的耐受性增强，较高的游离NH3浓度没有对发酵过程产生明显的抑制作用。不同温度下，C/N对混合原料沼气厌氧发酵的影响存在差异。35℃下，C/N15:1和20:1发生氨氮抑制，而55℃下C/N25:1也产生一定的氨氮抑制。35℃下，最佳C/N为25:1，CH4产量为272mL g-1VS；55℃下，最佳C/N为30:1，CH4产量为286mL g-1VS。氨氮是否对发酵产生抑制同时取决于底物的C/N和发酵温度。（6）响应面法可以用于牛粪（DM）、鸡粪（CM）和麦秆混合厌氧发酵产沼气的工艺参数优化。C/N、DM/CM、底物浓度、ISR对混合厌氧发酵CH4产量都有显著影响并且C/N和DM/CM、C/N和底物浓度、底物浓度和ISR之间存在的交互作用对CH4产量也有显著影响。随C/N和DM/CM的增大，CH4产量呈先升高后下降的趋势，但C/N对CH4产量的影响大于DM/CM；随C/N和底物浓度的增大，CH4产量呈先升高后下降的趋势，但C/N对CH4产量的影响大于底物浓度；随底物浓度和接种比例的增加，CH4产量呈先增大后减小的趋势，接种比例对CH4产量的影响大于底物浓度，在底物浓度和ISR都较小时，CH4产量较低。通过模型预测得到牛粪、鸡粪和麦秆混合厌氧发酵产沼气的最优工艺组合为C/N为26.31，DM/CM为42.96:57.04，底物浓度为15.90g VS L-1，ISR为2.34，预期可得最大CH4产量为394mL g-1VS。