가축 및 가금류 폐기물의 혐기성 처리를 개선하기 위해, 나노 제로-가치철과 그래핀 산화물의 통합이 탐구되었습니다. 이 연구에서는 돼지 분뇨 처리의 반응성을 강화하기 위해 황화 변형된 nZVI를 GO에 지원한(S-nZVI@GO) 방법을 도입했습니다. COD 제거율(74.00%)과 메탄 생산(104.92 mL/gVS)이 S/Fe = 0.04:1 및 GO/S-nZVI = 0.08:1의 비율로 S-nZVI@GO를 사용함으로써 상당히 개선되었습니다. Firmicutes와 Bacteroidetes 박테리아 및 S-nZVI@GO의 존재와 pH 변화로 인해 아세트산의 생성이 증가하여 돼지 분뇨를 기질로 하는 혐기성 발효가 최적화되었습니다. 미생물 군집 특성은 높은 GO/S-nZVI 질량 비가 메탄생성균의 풍부함을 증가시키며, Halobacterota에서 Methanosarcina가 18.10%로 가장 높은 풍부함 증가를 보였고, 안정적인 미생물 공생 대사가 돼지 분뇨의 혐기성 발효를 촉진한다는 것을 나타냅니다. 밀도 범함수 이론 계산과 함께, 이 연구는 S-nZVI@GO가 혐기성 발효 시스템 내에서 메탄 생성을 기여하는 두 가지 주요 경로를 처음으로 해명했습니다: 첫 번째 경로는 단당류를 글리세르알데하이드로 변환하고, 이는 결국 젖산으로 이성질체화되어 아세트산과 CO2를 생성한다는 것입니다; 두 번째 경로는 단당류를 글리콜알데하이드로 변환하며 중간 생성물로 직접 아세트산을 생성하는 것입니다. 이 연구는 철 기반 재료의 수정 및 탄소 기반 매트릭스와의 복합 응용에 대한 이론적 기초를 제공하며, 가축 및 가금류 분뇨 자원의 활용에서 혐기성 발효 공정을 최적화하기 위한 중요한 지침을 제공합니다.