酸化階段是水解階段產生的有機化合物既作為電子受體亦作為電子供體的生物降解過程.腐殖質能促進酸化過程進行，腐殖質所養菌完成.換言之，自養產甲烷菌和硫酸鹽還原菌(SRB)會利用H2，使厭氧消化系統H2分壓降低，促進有機酸降解.同時，腐殖質還原菌也可利用H2作為電子供體生成AH2QDS，使系統H2分壓降低. Succinog產量;僅添加AQDS劑量為0.066和0.33 g·g-1 TS時，VFAs產生量便可分別提高0.9和1.7倍，產生的VFAs主要是乙酸和丙酸;同時，添加AQDS還可顯著提高蛋白質降解率，但對多糖降解率提高并不明顯.酸化過程中，AQDS作為電子受體加速了氨基酸氧化還原.

　　污泥厭氧消化酸化階段有機物會轉化為VFAs，這使得厭氧消化系統pH下降，而適度pH值下降(pH=4.5~5.5)對酸化細菌較為有利.由于腐殖酸中羧基和羥基解離可以釋放出質子，因此，腐殖酸為弱酸，其與腐殖酸鹽可以形成良好的酸/堿緩沖體系.腐殖質在厭氧消化系統可作為酸堿緩沖劑，避免厭氧消化酸化過度，維持微生物活性.

　　3.3 產氫/乙酸階段

　　表 1列舉了產氫/乙酸階段有機底物產氫/乙酸生化反應.表 1中的生化反應只有在厭氧消化系統中乙酸和H2分壓很低時才能完enes加入到含乙酸緩沖溶液后，乙酸仍未被利用;但添加腐殖質或醌類模式物后，乙酸(標記2-14C)則被迅速氧化為14CO2.結果顯示，腐殖質或醌類模式物可作為電子中間穿梭體促進微生物共同作用氧化乙酸.腐殖質或AQDS作為電子受體，氧化乙酸產甲烷反應過程如式(2)所示.然而，因反應熱力學吉布斯自由能不同(表 2)，因此，以H2作為電子供體的硫酸鹽還原菌、產甲烷菌和同型產乙酸菌利用H2比腐殖質還原菌更具優勢(Cervantes et al., 2008;Madigan et al., 2000).

　　表 1 有機底物產氫/乙酸生化反應

　　表 2 嗜氫營養細菌熱力學反應

　　污泥厭氧消化系統揮發性脂肪酸(VFAs)中丙酸是zui難降解的;丙酸產氫產乙酸速率很慢，大量丙酸會在厭氧消化系統中形成積累，進而使系統pH值降低，影響產甲烷菌活性.研究表明，厭氧消化過程中30%的電子傳遞與丙酸降解過程有關，腐殖質可作為電子中間體，提高厭氧消化氧化還原電位，強化丙酸氧化生成乙酸.

　　乳酸也是厭氧消化的關鍵中間產物，研究表明，幾乎所有單糖可通過乳酸路徑進行降解，但乳酸降解很快，只有當瞬時有機負荷過高時乳酸才會出現.污泥厭氧消化系統中乳酸轉化為丙酸，會對系統造成潛在危害，且乳酸不宜作為產甲烷細菌利用的終端產物.研究也表明，腐殖質還原菌可利用乳酸作為底物，促進乳酸向乙酸轉化，減少系統內丙酸積累，參與產氫/乙酸形成.腐殖質促進乳酸轉化乙酸的反應過程如式(1)所示.

　　(1)

　　3.4 產甲烷階段

　　厭氧條件下腐殖質所含醌基可作為微生物呼吸電子受體，氧化簡單有機物而產生CO2.在厭氧呼吸中，腐殖質所含醌基或胞外醌類物質可充當微生物電子中間穿梭體，醌基數量決定了腐殖質接受電子的能力究表明，在腐殖質或醌類模式物缺乏條件下，G. Metallireducens或W. Succinogenes均難以利用乙酸;G. Metallireducens和W.

　　(2)

　　然而，腐殖質也可能抑制污泥厭氧消化產甲烷過程.有學者嘗試從煤中提取腐殖質并添加到厭氧消化系統中，系統CH4產量幾乎被*抑制，但發現有少量CO2產生.研究表明，向污泥厭氧消化系統添加劑量分別為0.3、0.5、0.8和1.0 g·g-1的腐殖質，CH4產量分別減少了14%、42%、85%和97%;腐殖質抑制CH4產生主要是抑制嗜乙酸產甲烷路徑，而嗜氫型產甲烷路徑幾乎未被抑制;抑制嗜乙酸產甲烷路徑為乙酰*向5-甲基-四氫甲烷蝶呤轉化過程，腐殖質會與該過程競爭電子，致使乙酸產甲烷路徑被阻斷.

　　厭氧條件下腐殖質還原菌、產甲烷細菌和硫酸鹽還原菌(SRB)僅以乙酸為底物時，腐殖質還原菌會在競爭乙酸中占優勢，且腐殖質濃度越高對產甲烷細菌抑制效果越好;但當腐殖質與硫酸鹽還原菌(SRB)僅以丙酸為底物時，硫酸鹽還原

含醌基可以作為乙酸形成的電子受體，且醌基越多其接受電子容量越高，形成的乙酸就越多(Lovley et al., 1996;Liu et al., 2015).研究表明，添加醌類模式物AQDS可促進污泥厭氧消化酸化過程VFAs成.當H2分壓低于1.5×104 Pa時，乙醇可進行產氫產乙酸反應;丁酸要求低于200 Pa，丙酸則要求低于900 Pa .因此，系統H2分壓較高時會先后抑制丙酸、丁酸和乙醇降解.厭氧消化系統H2分壓降低必須依靠嗜氫營

菌黏度增加，從而微生物利用營養物質出現延遲;腐殖質還原菌會與產甲烷菌(Archaea)競爭并占優勢.但較低濃度(1.0~5.0 g·L-1)的腐殖質可作為厭氧消化降解有機物的電子受體，促進VFAs轉化效率和CH4產量增加.更多研究顯示，在嗜熱條件下，低濃度AQDS (0.2 mg·L-1)可作為電子中間穿梭體強化Fe2O3還原;但會在競爭中會占優勢.在實際應用中，因污泥腐殖質濃度低，腐殖質作為電子受體容量有限，因此，腐殖質還原菌并不會對產甲烷菌造成明顯抑制作用.

　　前已述及，高濃度腐殖質會對產甲烷過程造成明顯抑制作用，且腐殖質濃度越高抑制作用越明顯，但低濃度腐殖質可作為良好電子受體促進產甲烷過程.研究表明，腐殖質對垃圾滲濾液厭氧消化系統CH4產生速率有促進作用;與不加腐殖質相比，加入腐殖質濃度由250 mg·L-1提高至2000 mg·L-1，厭氧消化系統產氣速率提高了10.2%~28.2%.也有研究顯示，高濃度(10 g·L-1)腐殖質會抑制產甲烷活性，導致CH4產量降低;原因主要是

腐殖質濃度過高使得污泥基質當濃度超過2.0 g·L-1時，腐殖質呼吸作用會抑制產甲烷細菌活性.因此，有必要進一步探究污泥厭氧消化系統腐殖質提高VFAs轉化效率和CH4產量而不會對CH4產生抑制作用的濃度.

　　此外，參與中溫厭氧消化產甲烷細菌要求環境中維持氧化還原電位(ORP)應低于-350 mV，而腐殖質作為電子受體屬于氧化劑.研究顯示，在T=25 ℃和pH=5.0的條件下，腐殖質標準電極電位平均值為0.778 V，且pH每升高1，標準電極電位降低約20 mV。因此，過高濃度的腐殖質或AQDS會使厭氧消化系統氧化還原電位升高，導致產甲烷細菌活性被抑制.