能源短缺已经成为当今世界面临的一个重要问题。开发利用可再生能源是解决化石燃料枯竭问题的重要途径之一。作为农业废弃物之一的尾菜是厌氧消化产沼气的良好底物,但尾菜发酵过程易酸化,发酵稳定性不高,极易失败。本研究以尾菜作为主要发酵对象,采用批次发酵试验,在分析其单独发酵结果的基础上,利用预处理的方法提高尾菜的甲烷产率,进而通过高通量测序对预处理前后微生物分析,探究不同混合比例对尾菜与牛粪混合厌氧消化产气效果的影响,在单因素基础上,通过响应面优化发酵过程中的参数,旨在寻尾菜混合发酵高效产气的工艺要点,同时提升尾菜厌氧消化过程稳定性,为解决尾菜污染问题提供理论和实践依据。主要的结果如下:（1）不同预处理均能提高反应系统的产甲烷能力,促进甲烷产生的顺序为超声波破碎>超声波清洗>碱液浸泡>沼液浸泡,超声波破碎的最佳预处理参数是超声波功率30%（额定功率450 W）。（2）通过对卷心菜和芹菜预处理菌液进行细菌微生物分析发现,卷心菜和芹菜的处理组与卷心菜和芹菜的对照组的微生物发生明显的变化,处理组的细菌微生物与预处理菌液中所含的细菌微生物相似,主要优势菌为Weissella、Clostridium sensu stricto、Sedimentibacter、Proteiniphilum和Petrimonas等细菌。（3）牛粪和卷心菜尾菜的混合比例为2:1时,与单一卷心菜厌氧消化相比,甲烷产率提高了52.7%;牛粪和芹菜的混合比例为3:1时,与单一芹菜厌氧消化相比,甲烷产率提高了52.0%。（4）在单因素试验基础上,采用响应面法对发酵过程中参数条件进行优化,以甲烷产率为响应值,选取发酵温度、料液浓度和搅拌间隔3个因素研究其对发酵过程中产气率的影响。卷心菜和芹菜对甲烷产率影响的大小顺序为:料液浓度（x₂）>发酵温度（x₁）>搅拌间隔（x₃）和发酵温度（x₁）>料液浓度（x₂）>搅拌间隔（x₃）。卷心菜和芹菜最佳的参数条件为:发酵温度37.2℃、料液浓度3.1%和搅拌间隔25.6 h/次;发酵温度38.7℃、料液浓度2.7%和搅拌间隔26.8 h/次。通过对不同尾菜厌氧消化的产气潜力进行分析,发现不同尾菜厌氧消化产气潜力存在一定差异,筛选出差异较大的卷心菜和芹菜作为供试研究尾菜,通过预处理可以延缓尾菜厌氧消化的酸化进程,提高尾菜的产气率。通过对预处理前后进行细菌微生物分析,优势细菌产生大量的乙酸等挥发性脂肪酸,延长了酸化期,促进厌氧消化进程,从而提高甲烷的产率。通过添加牛粪与尾菜进行混合厌氧消化,提高系统的缓冲能力,避免单独发酵时出现的酸化现象,增强发酵体系的稳定性,提高厌氧消化效率。通过对卷心菜和芹菜进行发酵参数优化,得到最佳的尾菜与牛粪混合厌氧消化工艺,卷心菜优化后工艺为:采用超声波破碎功率为30%对卷心菜进行预处理,预处理后的卷心菜与牛粪以2:1的比例混合,在发酵温度37.2℃、料液浓度3.1%、搅拌间隔25.6 h/次的条件下进行厌氧消化。芹菜优化后工艺为:采用超声波破碎功率为30%对芹菜进行预处理,预处理后的芹菜与牛粪以3:1的比例混合,在发酵温度38.7℃、料液浓度2.7%、搅拌间隔26.8 h/次的条件下进行厌氧消化。此工艺提高了尾菜与牛粪的甲烷产率和甲烷含量,可为实现共消化提供理论依据。