零價(jià)鐵對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸特性的影響

郭昌梓，強(qiáng)雅潔，武 毅，馬宏瑞

(陜西科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710021)

0 引言

厭氧消化具有處理負(fù)荷大，能耗低，可產(chǎn)生沼氣等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于污水及污泥處理系統(tǒng)[1,2].厭氧消化主要可分為兩個(gè)階段，即產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段[3].厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸是產(chǎn)甲烷的前提，故提高產(chǎn)酸階段的處理效果對(duì)整個(gè)厭氧發(fā)酵過程具有重要意義.

發(fā)酵產(chǎn)酸是指有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸(VFA).VFA主要包括乙酸、丙酸、丁酸[4]，根據(jù)各組分含量的多少，可將發(fā)酵類型分為乙酸型、丙酸型和丁酸型[5].其中乙酸是最理想的發(fā)酵產(chǎn)物，可被產(chǎn)甲烷菌直接利用，而丙酸和丁酸需在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸[6]，才可被產(chǎn)甲烷菌利用.丙酸和丁酸分解為乙酸的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能均大于0，(分別為+76.1 kJ/mol和+48.1 kJ/mol)[7]，是一個(gè)不可自發(fā)反應(yīng)過程，容易在厭氧體系積累，從而使厭氧反應(yīng)器崩潰.因此減少VFA中丙酸和丁酸的含量有利于厭氧消化過程.

綜上可知，在產(chǎn)酸階段提高液相末端發(fā)酵產(chǎn)物總量[8]及促使發(fā)酵產(chǎn)物向乙酸轉(zhuǎn)化均可優(yōu)化產(chǎn)酸階段，進(jìn)而提高厭氧處理效果.

Fe0是一種廉價(jià)的強(qiáng)還原劑，已被廣泛應(yīng)用于土壤修復(fù)[9]、養(yǎng)殖廢水修復(fù)[10]、紡織廢水處理[11]、剩余污泥厭氧消化[12]等方面.Fe0存在于厭氧體系中，可與氧化性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而降低系統(tǒng)的氧化還原電位(ORP)，為厭氧微生物提供更加有利的生存環(huán)境[13].同時(shí)，鐵是微生物不可缺少的微量元素，可增強(qiáng)水解產(chǎn)酸過程和產(chǎn)甲烷過程中相關(guān)酶的活性[14]，其中水解產(chǎn)酸過程中的酶主要包括脫氫酶(DH)、乙酸激酶(AK)、磷酸轉(zhuǎn)乙酰酶(PTA)、丁酸激酶(BK)和磷酸轉(zhuǎn)丁酰酶(PTB)等.產(chǎn)甲烷過程中的酶主要包括甲?；谆秽摎涿?Fmd)、F420還原氫化酶和一氧化碳脫氫酶(CODH)等[15].因此，F(xiàn)e0存在的厭氧廢水處理系統(tǒng)中，COD去除率明顯增大[16]，沼氣產(chǎn)量上升[17].

以上研究大部分體現(xiàn)在Fe0對(duì)整個(gè)厭氧消化過程的影響，而對(duì)單獨(dú)的產(chǎn)酸階段研究較少，故本研究主要探究不同濃度Fe0的投加對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸階段的影響，研究?jī)?nèi)容主要包括反應(yīng)器內(nèi)pH、ORP、COD去除率、VFA產(chǎn)量、VFA組分占比及氣體組分，旨在優(yōu)化產(chǎn)酸階段液相末端發(fā)酵產(chǎn)物類型，減少丙酸積累，為實(shí)際工程中酸積累提供一種行之有效的解決思路.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

本實(shí)驗(yàn)采用250 mL血清瓶作為反應(yīng)裝置，具體如圖1所示.血清瓶上部開兩個(gè)孔，一個(gè)為集氣口，另一個(gè)為進(jìn)出水口，將血清瓶用膠帶及石蠟密封，實(shí)現(xiàn)厭氧條件，置于35 ℃恒溫?fù)u床中，轉(zhuǎn)速為120 r/min，保證泥水充分混合.

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

1.2 接種污泥

實(shí)驗(yàn)所用接種污泥為某啤酒廠厭氧發(fā)酵罐污泥，污泥為灰黑色絮體，MLSS為18 600 mg/L，MLVSS為8 552 mg/L，MLVSS/MLSS比為0.46.

接種污泥首先淘洗三次，以去除原有厭氧污泥中的溶解性有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)；其次，將淘洗過的厭氧污泥經(jīng)過0.5 mm的標(biāo)準(zhǔn)篩，去除雜質(zhì)及大分子物質(zhì)；之后，對(duì)污泥進(jìn)行培養(yǎng)，主要方法如下：

以葡萄糖為基質(zhì)，逐步提高有機(jī)負(fù)荷，控制pH 在5～6之間，ORP在-350 mV左右，同時(shí)在馴化前期加入2 mmol/L鉬酸鈉(抑制產(chǎn)甲烷).一個(gè)月左右有機(jī)物去除率、VFA產(chǎn)量、產(chǎn)氣量及氣體組分等指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，污泥由黑色變?yōu)辄S褐色，標(biāo)志著厭氧產(chǎn)酸菌培養(yǎng)成功.本實(shí)驗(yàn)所用污泥皆為培養(yǎng)成功的產(chǎn)酸菌.

1.3 進(jìn)水組分

進(jìn)水組成成分主要有：C6H12O6·H2O、NH4Cl、KH2PO4、NaHCO3和1 mL/L的微量元素[18]，其中COD∶N∶P=200∶5∶1[19,20]，進(jìn)水基質(zhì)中投加NaHCO3及NaOH以保證適宜的堿度及pH.

1.4 主要儀器和設(shè)備

電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；紫外分光光度計(jì)，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；恒溫培養(yǎng)搖床，常州冠軍儀器制造有限公司；智能多參數(shù)消解儀，北京連華永興科技發(fā)展有限公司；ORP測(cè)定儀，上海大普儀器有限公司；pH計(jì)，雷磁-上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；氣相色譜儀(A90)，上海儀盟電子科技有限公司；安捷倫GC7890氣相色譜儀，美國.

1.5 運(yùn)行方法

本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器為5個(gè)250 mL的血清瓶，分別接種150 mL 1.2培養(yǎng)所得的產(chǎn)酸菌，分別加入0 g/L、1 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L的Fe0.五個(gè)血清瓶每天進(jìn)出水100 mL，其中進(jìn)水組成相同.每次進(jìn)水后，通氮?dú)? min，趕走反應(yīng)器內(nèi)的氧氣.實(shí)驗(yàn)總共分為三個(gè)階段，其進(jìn)水COD濃度分別為4 000 mg/L、6 000 mg/L、8 000 mg/L，當(dāng)反應(yīng)器各項(xiàng)出水指標(biāo)穩(wěn)定時(shí)，改變進(jìn)水COD濃度.反應(yīng)器總共運(yùn)行83 d.所有的實(shí)驗(yàn)都是一式三份進(jìn)行.

1.6 分析方法

1.6.1 COD采取快速消解法測(cè)定

取消解液于消解管中，隨后加入水樣，混勻；將消解管置于智能多參數(shù)消解儀中，待加熱到165 ℃后消解15 min；消解結(jié)束后待其冷卻到室溫，在600 nm處比色，根據(jù)吸光度值計(jì)算COD.

1.6.2 VFA測(cè)定

(1)VFA總量測(cè)定

測(cè)定方法參照冼超彥所著文獻(xiàn)[18].

(2)酸化率的計(jì)算

酸化率的計(jì)算方法參照Chen等[21]的計(jì)算方法.

(3)VFA組分測(cè)定

本實(shí)驗(yàn)采用氣相色譜法(福立 FL9790Plus)測(cè)定VFA組分，檢測(cè)器FID檢測(cè)器，使用的毛細(xì)管柱型號(hào)為KB-FFAP (30 m×0.32 mm×0.5μm)，載氣(N2)流量為30 mL/min，燃燒氣(氫氣)流量為30 mL/min，助燃?xì)?空氣)流量為300 mL/min.柱溫箱采用程序升溫，初始溫度為 90 ℃，保持2 min，再以10 ℃/min 的速度升溫至140 ℃，最后40 ℃/min 的速度升溫至200 ℃，并在200 ℃下保持 2 min，總運(yùn)行時(shí)間為10.5 min.進(jìn)樣口溫度195 ℃，檢測(cè)器溫度為250 ℃，輔助爐溫度為50 ℃，手動(dòng)進(jìn)樣.

水樣經(jīng)0.45μm膜過濾后，加入甲酸酸化(1 mL水樣加50μL甲酸)，密封置于4 ℃冰箱待測(cè).

1.6.3 氣體組分測(cè)定

本實(shí)驗(yàn)采用安捷倫氣相色譜儀(Agilent 6890N)測(cè)定氣體組分，進(jìn)樣口溫度設(shè)定為120 ℃，色譜柱為TDX-01(2 m×0.3 mm，Agilent)，溫度設(shè)定為100 ℃，熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)溫度設(shè)定為160 ℃，載氣為Ar，流速為49.9 mL/min，尾吹氣為N2，流速為10 mL/min，手動(dòng)進(jìn)樣.

氣體用集氣袋收集，備留待測(cè).

2 結(jié)果與討論

2.1 不同F(xiàn)e0投加量對(duì)COD去除率的影響

在Fe0投加量分別為0 g/L、1 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L下，進(jìn)水COD濃度為4 000 mg/L、6 000 mg/L、8 000 mg/L時(shí)運(yùn)行的COD去除率如圖2所示.由圖2可知，當(dāng)進(jìn)水COD濃度相同時(shí)，投加Fe0的反應(yīng)器COD去除率更高，但COD去除率并不是隨Fe0濃度的增大而增大.以進(jìn)水COD 濃度4 000 mg/L時(shí)為例，當(dāng)Fe0投加量分別為0 g/L、1 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L時(shí)，對(duì)應(yīng)的COD去除率為13.93%、15.00%、15.20%、18.75%、16.20%，投加Fe0的反應(yīng)器COD去除率均高于空白組.當(dāng)Fe0的濃度為10 g/L時(shí)，COD去除率為18.75%，達(dá)到最大，比對(duì)照組高4.82%.Fe0的濃度繼續(xù)增大到20 g/L時(shí)，COD去除率降低為16.20%，但始終大于空白組的COD去除率.

圖2 不同F(xiàn)e0投加量對(duì)應(yīng)的COD去除率(圖中每個(gè)點(diǎn)是三個(gè)平行樣品的平均值,誤差棒是三次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)方差.)

當(dāng)進(jìn)水COD濃度增大到6 000 mg/L和8 000 mg/L時(shí)，在不同F(xiàn)e0投加量時(shí)可得到和上述相同的結(jié)論.進(jìn)水COD濃度分別為4 000 mg/L、6 000 mg/L、8 000 mg/L時(shí)，從圖2可看出未投加Fe0的空白組中COD去除率隨著進(jìn)水COD濃度的增大而減小，分別為13.80%、12.55%、9.65%，但投加Fe0的實(shí)驗(yàn)組COD去除率并未隨進(jìn)水COD濃度增大而減小，基本保持同一水平.當(dāng)Fe0的濃度為10 g/L，三個(gè)進(jìn)水濃度對(duì)應(yīng)的COD去除率最大，分別為18.75%、19.96%、20.11%.COD去除率增大的原因只能歸因于Fe0的存在，F(xiàn)e0可在厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸階段生成Fe2+，主要方程式如下：Fe0+2H+→Fe2++H2[5,22]，因此Fe2+的浸出濃度可以反映Fe0的作用.

從表1可看出,當(dāng)Fe0投加量為10 g/L，三個(gè)進(jìn)水濃度對(duì)應(yīng)的Fe2+濃度分別為24.7 mg/L、32.5 mg/L、39.1 mg/L.三個(gè)進(jìn)水濃度對(duì)應(yīng)的pH值分別為5.40、5.19、5.05，低pH更有利于Fe2+的浸出.

表1 不同F(xiàn)e0投加量對(duì)應(yīng)的出水pH、ORP和Fe2+

注：表中的數(shù)值是三個(gè)平行樣品的平均值,誤差代表測(cè)定三次統(tǒng)計(jì)分析的標(biāo)準(zhǔn)方差.

2.2 不同F(xiàn)e0投加量對(duì)VFA產(chǎn)量及其組分的影響

2.2.1 對(duì)VFA產(chǎn)量及酸化率的影響

在厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸階段，有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下主要轉(zhuǎn)化為VFA、CO2和H2O[23].在Fe0投加量分別為0 g/L、1 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L下，進(jìn)水COD濃度為4 000 mg/L、6 000 mg/L、8 000 mg/L時(shí)運(yùn)行的VFA產(chǎn)量如圖3所示.

由圖3可知，當(dāng)進(jìn)水COD濃度相同時(shí)，投加Fe0的反應(yīng)器產(chǎn)酸量隨Fe0投加量先增大后減小.以進(jìn)水COD 濃度為4 000 mg/L時(shí)為例，當(dāng)Fe0投加量分別為0 g/L、1 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L時(shí)，對(duì)應(yīng)的VFA產(chǎn)量為1 677 mg/L、1 733 mg/L、1 801 mg/L、1 856 mg/L、1 696 mg/L，對(duì)應(yīng)的酸化率如表2所示，分別為41.94%、43.35%、45.03%、46.40%、42.42%.Fe0投加量為10 g/L時(shí)，VFA產(chǎn)量和酸化率均最大，分別為1 856 mg/L和46.40%，VFA產(chǎn)量比空白組高179 mg/L，酸化率比空白組高4.46%.Fe0投加量為20 g/L時(shí)，VFA產(chǎn)量和酸化率不再持續(xù)增大，開始減少.

圖3 不同F(xiàn)e0投加量對(duì)應(yīng)的VFA產(chǎn)量(圖中每個(gè)點(diǎn)是三個(gè)平行樣品的平均值,誤差棒是三次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)方差.)

當(dāng)進(jìn)水COD濃度增大到6 000 mg/L和8 000 mg/L時(shí)，可得到同樣的結(jié)論.當(dāng)Fe0的濃度為10 g/L，三個(gè)進(jìn)水濃度對(duì)應(yīng)的VFA產(chǎn)量最大，分別為1 856 mg/L、3 027 mg/L、4 174 mg/L，對(duì)應(yīng)的酸化率如表2所示，分別為46.40%、50.45%、52.18%.投加Fe0組與空白組相比，VFA產(chǎn)量增大，對(duì)應(yīng)的酸化率增高，其原因可能是在Fe0存在的體系中，產(chǎn)酸菌的豐度更高，進(jìn)而可將更多的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為短鏈的有機(jī)酸.Liu等[7]對(duì)投加Fe0與未投加Fe0反應(yīng)器中的菌種豐度進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)投加Fe0的實(shí)驗(yàn)組產(chǎn)酸菌豐度為88.3%，而未投加Fe0的空白組產(chǎn)酸菌豐度為72.4%，可以看出投加Fe0的反應(yīng)器中產(chǎn)酸菌豐度更高.

表2 不同進(jìn)水COD濃度及Fe0投加量下的酸化率

注：表中的數(shù)值是三個(gè)平行樣品的平均值,誤差代表測(cè)定三次統(tǒng)計(jì)分析的標(biāo)準(zhǔn)方差.

2.2.2 對(duì)VFA組分的影響

厭氧發(fā)酵產(chǎn)物(VFA)主要由乙酸、丙酸和丁酸組成，根據(jù)產(chǎn)物的占比可將發(fā)酵類型分為乙酸型、丙酸型和丁酸型[15].其中乙酸型發(fā)酵是理想的厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸類型，乙酸可直接被產(chǎn)甲烷菌利用產(chǎn)生沼氣，而其他酸則需進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸才能被產(chǎn)甲烷菌利用，所以增大厭氧體系乙酸占比，減少其他VFA占比可優(yōu)化液相末端發(fā)酵產(chǎn)物.

增強(qiáng)產(chǎn)酸階段的處理效果，同時(shí)有利于后續(xù)的產(chǎn)甲烷階段.5個(gè)反應(yīng)器在不同進(jìn)水COD濃度(4 000 mg/L、6 000 mg/L、8 000 mg/L)和不同F(xiàn)e0投加量時(shí)對(duì)應(yīng)VFA組分占比如圖4所示.

從圖4可看出,本實(shí)驗(yàn)的發(fā)酵產(chǎn)物中乙酸和丙酸占70%以上，為厭氧發(fā)酵產(chǎn)物的主要組成部分.當(dāng)進(jìn)水COD相同時(shí)，投加Fe0的反應(yīng)器乙酸濃度高于空白組，丙酸濃度低于空白組.隨著Fe0投加量增大，乙酸占比增大，丙酸占比減小，該結(jié)果有利于后續(xù)的產(chǎn)甲烷階段，進(jìn)而可提高整個(gè)厭氧消化的處理效果.以進(jìn)水COD 濃度為4 000 mg/L時(shí)為例，當(dāng)Fe0投加量分別為0 g/L、1 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L，對(duì)應(yīng)的乙酸占比為27.8%、33.8%、35.3%、35.7%、35.9%；丙酸占比為52.6%、47%、45.9%、45.7%、45.4%.Fe0投加量為20 g/L時(shí)，乙酸產(chǎn)量最大，比空白組高8.1%；丙酸產(chǎn)量最小，比空白組低7.2%.

圖4 不同F(xiàn)e0投加量對(duì)應(yīng)的VFA組分占比(圖中每個(gè)點(diǎn)是三個(gè)平行樣品的平均值,誤差棒是三次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)方差)

當(dāng)進(jìn)水COD濃度增大到6 000 mg/L和8 000 mg/L時(shí)，可得到同樣的結(jié)論.當(dāng)Fe0的濃度為20 g/L，三個(gè)進(jìn)水濃度對(duì)應(yīng)的乙酸占比最大，分別為35.9%、42.2%、32.2%；丙酸占比最小，分別為45.7%、39.6%、39.5%.厭氧發(fā)酵中乙酸產(chǎn)生途徑主要有三條[12]，即：有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下直接產(chǎn)生；H2和CO2在同型產(chǎn)乙酸菌的作用下產(chǎn)生；除乙酸外的其他揮發(fā)性脂肪酸在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下產(chǎn)生.本實(shí)驗(yàn)中乙酸含量增加主要原因可能有以下幾個(gè)部分：Fe0存在條件下，體系的ORP降低，有利于產(chǎn)生乙酸型發(fā)酵類型，從而增大乙酸產(chǎn)量.

從表1可看出,隨著Fe0投加量增大，體系ORP不斷降低.ORP是影響厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸類型的關(guān)鍵因素，丙酸型發(fā)酵在ORP高于-278 mV發(fā)生，而乙酸型和丁酸型發(fā)酵在更負(fù)的ORP下發(fā)生[13]，ORP降低有利于乙酸的生成；H2和CO2在同型產(chǎn)乙酸菌的作用下產(chǎn)生乙酸.從下文2.3節(jié)可知Fe0的存在觸發(fā)了同型產(chǎn)乙酸過程[23]，詳細(xì)解釋見2.3節(jié)；丙酸在丙酸氧化菌的作用下分解生成乙酸.丙酸分解為乙酸過程的方程式為CH3CH2COO-+3H2O→CH3COO-+HCO3-+H++3H2(ΔG=+76.1 kJ/mol),是不可自發(fā)過程，需在較低的氫分壓下進(jìn)行[24]，本實(shí)驗(yàn)中丙酸占比在Fe0存在下減小，可能有部分丙酸轉(zhuǎn)化為乙酸，從而使乙酸含量增大.

丙酸含量減少主要原因如下：體系ORP降低，更有利于發(fā)酵類型向乙酸型轉(zhuǎn)化，從源頭上減少丙酸的生成；丙酸在丙酸氧化菌的作用下分解生成乙酸，從而使丙酸含量減少;丙酸分解過程中部分酶為含鐵酶，如鐵氧還原蛋白酶(POR)，F(xiàn)e0的存在可使酶活性增大[5]，從而促進(jìn)丙酸向乙酸轉(zhuǎn)化.

2.3 不同F(xiàn)e0投加量對(duì)氣體組分的影響

厭氧發(fā)酵過程中主要的氣體產(chǎn)物有CO2、H2和CH4.本實(shí)驗(yàn)研究的是厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸階段，前期污泥馴化過程中抑制了產(chǎn)甲烷菌，故產(chǎn)生的氣體主要為CO2和H2.5個(gè)反應(yīng)器在不同進(jìn)水COD濃度(4 000 mg/L、6 000 mg/L、8 000 mg/L)和不同F(xiàn)e0投加量時(shí)對(duì)應(yīng)的氣體占比如圖5所示.

從圖5可看出,隨著Fe0投加量增大，CO2占比增大，H2占比減小.以進(jìn)水COD 濃度為4 000 mg/L時(shí)為例，忽略CH4占比，當(dāng)Fe0投加量分別為0 g/L、1 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L,對(duì)應(yīng)的CO2占比為91.10%、99.10%、99.04%、98.90%、97.70%；對(duì)應(yīng)的H2占比為8.30%、0.90%、0.96%、1.10%、2.30%.空白組的CO2占比低于投加Fe0的實(shí)驗(yàn)組，H2占比高于投加Fe0的實(shí)驗(yàn)組.

當(dāng)進(jìn)水COD濃度增大到6 000 mg/L和8 000 mg/L時(shí)，可得到同樣的結(jié)論.投加Fe0的實(shí)驗(yàn)組在酸性條件下發(fā)生鐵蝕析氫作用產(chǎn)生H2，理論上投加Fe0的組H2含量應(yīng)該大于空白組，但實(shí)際檢測(cè)到的空白組H2含量更高，證明在Fe0存在下觸發(fā)了同型產(chǎn)乙酸過程，H2被同型產(chǎn)乙酸菌利用產(chǎn)生乙酸，體系內(nèi)H2含量減少，對(duì)應(yīng)的H2占比減少，CO2占比增大.李楊[25]將Fe0加入到厭氧水解酸化反應(yīng)器內(nèi)，發(fā)現(xiàn)投加Fe0加速了反應(yīng)器內(nèi)某種耗氫過程，即同型產(chǎn)乙酸過程，他認(rèn)為零價(jià)鐵可強(qiáng)化同型產(chǎn)乙酸過程促進(jìn)有機(jī)酸分解，本文也得到類似的結(jié)論.

3 結(jié)論

本課題探究了不同F(xiàn)e0投加量(0 g/L、1 g/L、5 g/L、10 g/L、20 g/L)對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的影響，在進(jìn)水COD濃度為4 000 mg/L，水力停留時(shí)間為48 h的運(yùn)行條件下，得到的結(jié)論如下：

(1)投加Fe0有利于發(fā)酵產(chǎn)酸階段中COD的去除和VFA的產(chǎn)生.COD去除率和VFA產(chǎn)量隨Fe0投加量先增大后減小.當(dāng)Fe0投加量為10 g/L時(shí)，COD的去除率和VFA產(chǎn)量增加到最大，其COD去除率比對(duì)照組高4.82%，VFA產(chǎn)量比對(duì)照組高179 mg/L.當(dāng)Fe0投加量繼續(xù)增加為20 g/L時(shí)，COD去除率和VFA產(chǎn)量均有所減小，但仍大于對(duì)照組.

(2)投加Fe0有利于乙酸生成，抑制丙酸產(chǎn)生.當(dāng)Fe0投加量從1到20 g/L時(shí)，乙酸占比逐漸增大，丙酸占比逐漸減小.當(dāng)Fe0投加量為20 g/L時(shí)，乙酸占比最大，丙酸占比最小，其中乙酸占比高出對(duì)照組8.1%，丙酸占比較對(duì)照組低7.2%.

(3)厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸相中產(chǎn)生的氣體主要為H2和CO2.在投加Fe0系統(tǒng)中，H2占比始終低于對(duì)照組，對(duì)應(yīng)的CO2占比始終高于對(duì)照組，發(fā)生同型產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸過程.

改變進(jìn)水COD濃度，可得到與上述類似的結(jié)果.