中國農(nóng)作物秸稈資源量大、面廣，據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計，2020年全國秸稈資源總量為8.56億噸，可收集資源量為7.22億噸，秸稈綜合利用率達到87.6%，《全國農(nóng)作物秸稈綜合利用情況報告》指出，2021年全國農(nóng)作物秸稈綜合利用率超過88.1%。有部分秸稈未被有效利用，仍存在不同程度的秸稈廢棄或露天焚燒情形，造成了農(nóng)業(yè)秸稈資源的浪費。另外，我國每年會產(chǎn)生約45億噸的畜禽糞便，其中一部分沒有被資源化利用，成為大氣污染、水體污染和土壤污染的源頭。農(nóng)作物秸稈蘊含大量的化學能，若將秸稈資源轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)能源產(chǎn)物，那么既能提高可再生能源的使用比重，又能解決農(nóng)村用能和種植業(yè)污染的問題，這就為實現(xiàn)循環(huán)農(nóng)業(yè)提供一種切實可行的辦法。畜禽糞便也是發(fā)酵很好的原料，利用厭氧發(fā)酵將農(nóng)作物秸稈及畜禽糞便轉(zhuǎn)化為沼氣，是解決能源和環(huán)境問題的有效途徑，具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　近年來，在能源轉(zhuǎn)型的趨勢下，秸稈產(chǎn)甲烷技術(shù)再次成為國內(nèi)外學者研究的熱點之一。秸稈中的木質(zhì)素和半纖維素對纖維素具有屏障作用，導致其在厭氧條件下降解十分緩慢，不但影響反應器的容積效率，而且導致秸稈不能在較短的時間內(nèi)獲得較好的沉降性能，長期漂浮在厭氧發(fā)酵反應器液面上形成浮渣，這就阻礙了沼氣的釋放，甚至造成發(fā)酵失敗。可見，有效解決浮渣結(jié)殼問題，快速破解木質(zhì)素的屏障作用，在促進水解微生物胞外酶與纖維素及半纖維素充分接觸的同時，促使秸稈在微觀結(jié)構(gòu)上孔隙度增加，從而提高秸稈吸水能力及沉降性能是關(guān)鍵。另外，在高寒地區(qū)，常規(guī)的厭氧發(fā)酵模式容易出現(xiàn)發(fā)酵周期長、產(chǎn)氣率低、原料降解緩慢以及結(jié)凍等問題，同時也會產(chǎn)生有機廢物積壓、處理不完全等現(xiàn)象，所以難以實現(xiàn)全年連續(xù)運轉(zhuǎn)，需要對反應裝置進行加熱保溫等措施；單一的原料和物料來源的不穩(wěn)定性也限制了沼氣工程的發(fā)展，增加了沼氣工程的運行成本，很難長期維持發(fā)酵工程的運行。針對以上問題，秸稈的沼氣發(fā)酵采用好氧水解厭氧發(fā)酵兩相工藝，對發(fā)酵反應器的啟動、發(fā)酵料液接種物濃度、有機負荷、溫度等影響因素進行了相關(guān)研究，為沼氣工程提供了可靠的工藝參數(shù)。
　　本書共由13章組成。其中第3、9、10、11、13章及參考文獻由黑龍江八一農(nóng)墾大學工程學院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品及加工品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（大慶）張波撰寫，共計5章11.9萬字；第1、2、4、8章由黑龍江八一農(nóng)墾大學工程學院李文濤撰寫，共計4章10.2萬字；第5、6、7、12章由黑龍江八一農(nóng)墾大學工程學院吳春東撰寫，共計4章10.6萬字；全書由張波負責統(tǒng)稿。本書在撰寫過程中，技術(shù)人員劉海慶、黃英超、杜佳，研究生隋建寧、吳勇濤、謝宇倫以及本科生高峰、吳佳寶為本書成稿做了很多輔助性工作。本書得到了“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品及加工品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（大慶）”“黑龍江省寒地農(nóng)業(yè)可再生資源利用技術(shù)及裝備重點實驗室”和“糧食副產(chǎn)品加工與利用教育部工程研究中心”等單位的大力支持，在此表示感謝。
　　本書的相關(guān)研究是在黑龍江省博士后基金項目“玉米秸稈好氧水解厭氧發(fā)酵特性研究（LBH-219218）”，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部項目“東北地區(qū)秸稈原位監(jiān)測”，黑龍江八一農(nóng)墾大學學成、引進人才科研啟動計劃項目“好氧水解對玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣及沉降的影響研究（XDB202001）”“秸稈不同預處理對致密成型機理及燃料特性的影響（XYB2014-10）”，黑龍江八一農(nóng)墾大學“三縱”基礎(chǔ)培育（自然）項目“發(fā)酵過程中秸稈沉降模型及產(chǎn)甲烷特性研究（ZRCPY202106）”“預處理方式對秸稈固化成型燃料理化特性研究（ZRCPY202010）”“冰凍預處理對玉米秸稈木質(zhì)纖維素的影響及其機理探究（ZRCPY202206）”和黑龍江八一農(nóng)墾大學雜糧優(yōu)勢特色學科項目“谷子秸稈厭氧發(fā)酵特性研究（gcz1202310）”的支持下精心撰寫而成。
　　由于作者水平及篇幅所限，書中難免存在疏漏及不足之處，敬請廣大讀者批評指正。