축산 및 가금류 폐기물의 혐기성 처리 향상을 위해, 나노 제로가 철과 그래핀 옥사이드의 통합이 개별적인 제한점에도 불구하고 연구되었습니다. 본 연구는 돼지 분뇨 처리를 위한 반응성을 증가시키기 위해 GO에 지지된 황 변성 nZVI(S-nZVI@GO)를 도입했습니다. COD 제거율(74.00 %)과 메탄 생산(104.92 mL/gVS)이 S/Fe = 0.04:1 및 GO/S-nZVI = 0.08:1 비율의 S-nZVI@GO를 사용함으로써 크게 향상되었습니다. Firmicutes와 Bacteroidetes 박테리아의 존재와 S-nZVI@GO의 pH 변화로 인해 아세트산 수율이 증가하여, 돼지 분뇨를 기질로 하는 혐기성 발효가 최적화되었습니다. 미생물 군집 특성은 GO/S-nZVI 질량 비율이 높은 것이 메탄 생성균의 풍부함 증가에 유리함을 나타내며, Halobacterota에서의 Methanosarcina가 18.10 %로 가장 높은 풍부함 증가를 나타냈습니다. 안정적인 미생물 공생 대사는 돼지 분뇨의 혐기성 발효를 촉진합니다. 밀도 함수 이론 계산과 연계하여, 본 연구는 S-nZVI@GO가 혐기성 발효 시스템 내에서 메탄 생성에 기여하는 두 가지 주요 경로를 처음으로 설명하였습니다. 첫 번째는 단당류가 글리세랄데하이드로, 그러고 나서 젖산으로 자리되고, 궁극적으로 아세트산과 CO2를 생성하는 것입니다. 두 번째 경로는 단당류가 글리콜알데하이드로 변환되며, 중간 산물이 직접적으로 아세트산을 생성합니다. 이 연구는 탄소 기반 매트릭스와의 철 기반 소재의 수정 및 복합 응용에 대한 이론적 기초를 제공하며, 축산 및 가금류 폐기물 자원 활용에서 혐기성 발효 프로세스를 최적화하기 위한 중요한 지침을 제시합니다.