互花米草(Spartina alteriflora)是分布在沿海滩涂的耐盐耐淹的木质纤维类植物，具有生长快，产量大等特点，在我国沿海省份广泛分布。目前，互花米草在我国海岸带的分布面积达34451 hm2，每年互花米草的干物质产量达6.89×105～1.03×106t，是一个丰富的生物资源库。通过厌氧发酵方式将其转化为清洁的能源，这对我国生物质能源产业的发展具有重要意义。前期的研究证明了互花米草厌氧发酵产沼气是完全可行的，但存在厌氧生物转化率低、减量化效果不明显以及互花米草中高浓度金属离子可能抑制产气等问题。针对以上问题，本文提出了一种互花米草厌氧发酵新模式。　　本文在确立合适的互花米草收获期的基础上，对碱预处理对互花米草厌氧发酵过程的影响进行了系统的研究，并互花米草一次发酵后沼渣的资源化利用进行了探索性的研究，通过不同厌氧发酵条件下碱预处理后互花米草厌氧发酵特性的比较，以及互花米草一次发酵后沼渣经碱后处理后的厌氧发酵特性的比较，确立了本工艺最优的发酵条件，并利用固相13C NMR、液相1H NMR、X射线衍射以及红外光谱等手段，结合常规指标的分析，对碱预处理抑制产气以及碱后处理提高互花米草厌氧生物转化率的机理进行了解析。主要的研究结果如下:　　(1)为了解不同生长阶段互花米草的理化特性及厌氧发酵性能，找出互花米草的最佳收获期，进行了不同生长阶段互花米草的中温厌氧消化实验。结果表明，随着生长期的延长，互花米草中易分解有机物含量下降，木质纤维素含量增加，木质纤维结构发育逐渐成熟，坚韧度增加，纤维素的结晶度提高，C/N增加，互花米草的可生物降解性能降低，但由于金属阳离子含量的降低，对厌氧微生物产生抑制的风险降低。互花米草直接厌氧发酵的厌氧生物转化率较低，最高的为5月份采收的互花米草，仅为42.55％，最低的为11月份采收的互花米草，为18.76％。从互花米草生物量以及产气稳定性等角度综合考虑，选择8月份作为互花米草的最佳采收时期。　　(2)为了解碱预处理对互花米草厌氧发酵产气的影响以及不同厌氧发酵条件下互花米草的厌氧发酵特性，进行了碱预处理与未处理互花米草中温干式厌氧发酵、高温干式厌氧发酵以及中温湿式厌氧发酵3个实验。碱处理的结果显示，碱预处理虽可破坏互花米草的木质纤维结构，提高互花米草的可生物降解性，但由于碱处理过程带入了大量的Na+，加之互花米草自身Na+的含量较高，对厌氧微生物产生了抑制。此外，碱处理后互花米草纤维素的结晶区发生了重结晶，不利于厌氧微生物利用。因此，碱处理不适合作为互花米草这类盐生植物的预处理方式。互花米草不同厌氧发酵条件下的实验结果显示，中温干式发酵日产气量稳定，池容产气率、甲烷含量以及互花米草的厌氧生物转化率均较高，互花米草干物质产气量达388.39 mL/g，厌氧反应器的处理能力大，且几乎不产生厌氧发酵液，具有更好的适用性。　　(3)为了解互花米草一次发酵后固体残余物的厌氧产气能力以及碱后处理的可行性，以互花米草一次发酵后的固体残余物为原料，采用固相碱处理的方式，将碱处理后的原料再次接种进行厌氧发酵产沼气。碱处理的结果显示，碱后处理通过破坏原料中的木质素结构，将木质素碎片化，对一些饱和烃类也有一定的破坏，使纤维素的结晶部分发生了重结晶，但重结晶后纤维素的可生物降解性能提高，这是碱后处理与碱预处理的重要区别。碱后处理后碳水化合物大量溶出，木质素被碎片化，半纤维素含量降低，生成了一些更易被微生物分解的有机酸，固形物的可生物降解性能大幅提高。厌氧发酵的结果显示，互花米草一次发酵后的固体残余物仍具有很大的产气潜力，干物质产气量超过200mL/g，与一般的农业秸秆相当，平均甲烷含量超过70％，具有很好的产气特性，证明碱后处理是完全可行的。　　(4)综合一次发酵与二次发酵的结果认为，碱处理不适合作为互花米草这类盐生植物厌氧发酵的预处理方式。对于互花米草这类盐生植物，首先直接进行中温干式厌氧发酵，将一次发酵后的残余物经碱处理后再次接种进行中温湿式发酵，这是本工艺的最优发酵方式。采用本工艺后，互花米草的厌氧生物转化率提高了27.49％，甲烷平均含量提高了2.41％，互花米草干物质的减量率提高了32.73％。