传统污泥厌氧消化能量转化效率不高，限制了从剩余污泥中回收能量的实际应用。为了改变这种现状，需要对污泥厌氧消化所涉及的微生物代谢过程进行深入剖析，设法在中间环节强化能量转化。在污泥厌氧消化过程中，相当一部分有机物被直接稳定至CO₂，而自养产甲烷菌和同型产乙酸菌可以利用CO₂和H₂进行生长代谢。显然，如果系统内存在足够多的H₂，有机物中的C就可以最大程度地转化成可利用能量CH₄，剩余污泥的能量转化效率也就随之提高。本研究课题拟采用向污泥厌氧消化系统中外加废弃铁屑（WIS）的方式，利用零价铁（Fe⁰）在厌氧环境中的析氢腐蚀向系统内持续补充H₂，以强化上述产甲烷过程，提高污泥厌氧消化能量产率。与此同时，铁腐蚀产生的Fe²⁺及Fe（OH）₂有可能将系统中的高浓度磷沉淀去除。实验研究分4步进行：1)耗氢细菌利用铁腐蚀析氢和外加碳源产甲烷的实验研究；2)零价纳米铁腐蚀析氢对实际污泥厌氧消化系统产甲烷及除磷的影响；3)废铁屑腐蚀析氢强化甲烷产率及除磷；4)扩大两级电位差加速铁腐蚀析氢。首先采用性质活泼、反应迅速的零价纳米铁（NZVI）作为铁腐蚀材料。结果发现NZVI在纯水中的析氢腐蚀现象十分明显，伴随产生的Fe²⁺和OH-并未明显超出产甲烷菌耐受范围，对微生物的毒性效应不是十分明显。微生物可以利用NZVI腐蚀析出的H₂和外加的CO₂作为代谢底物，产CH₄的同时自身进行生长繁殖。0.5g、1.0g、3.0g和5.0g NZVI4天内腐蚀析出的H₂被微生物利用后产甲烷量分别为32.8mL、47.5mL、96.9mL和140.4mL。将NZVI用于实际污泥厌氧消化系统（300ml）发现，投加0.5g和1.0g NZVI分别使各系统生成的沼气中CH₄含量上升了27.5%和37.4%，最终导致甲烷产率提高42.3%和60.5%。这一结果说明，在污泥厌氧消化系统内，微生物可以利用铁腐蚀产生的H₂将剩余污泥发酵生成的CO₂转化成CH₄。反应稳定后，污泥上清液中的PO₄^3--P浓度分别下降了99.7%和99.9%，表明铁腐蚀形成的Fe²⁺及Fe（OH）₂几乎絮凝沉淀了液体中全部的PO₄^3-。选用廉价的WIS作为铁腐蚀材料进行上述实验，10g、20g和30g WIS分别使各系统所产沼气中甲烷含量上升了8.4%、15.5%和20.8%，最终导致甲烷产率提高25.3%、35.9%和44.7%，而上清液中PO₄^3--P浓度分别下降了87.4%、99.9%和99.9%。说明WIS也可以强化产甲烷过程，然而，铁投加量增加而CH₄产量未能相应增加的事实说明，WIS的腐蚀速度远不及NZVI。针对WIS析氢腐蚀速度缓慢的问题，最后实验尝试外加废铜屑和活性炭方式来扩大两级电位差，以期加速WIS腐蚀析氢的速度。相比于对照组（只投加10g WIS），10g废铁屑+0.2g废铜屑、10g废铁屑+0.2g活性炭只使沼气中甲烷含量上升了1.4%和2.4%，最终甲烷产率提高了3.6%和8.4%，表明催化剂进一步强化WIS腐蚀析氢作用不大。