厌氧生物处理是重要的高浓度有机废水处理手段,其过程中的酸积累导致酸抑制问题严重影响厌氧消化,解决酸抑制是改善厌氧处理的重点和难点。本文以沸石、零价铁及其复合物作为外源物质投加到高浓度有机废水厌氧生物处理系统,探究其投加对厌氧生物处理系统稳定性的影响及对系统内部环境的改善;分析外源物质投加量、种类、粒径等对厌氧生物处理系统的影响,探究其作用机理;并在上流式厌氧污泥床反应器中进行了验证。不同外源材料均对高浓度有机废水厌氧生物处理有一定促进作用,沸石、零价铁、复合材料可分别提高产气量421.7%、378.4%、441.7%。同时对解除酸抑制起到了明显的改善作用,最高VFA浓度显著低于对照组。COD去除率提高至95%以上,并且系统pH保持在6.5-7.5之间。复合材料综合了沸石和零价铁的优点,最佳投加量相比单独投加减少沸石25%,系统产气量更高,COD去除率达到99.5%以上。沸石可以保证厌氧系统内部环境平衡,有利于产甲烷菌保持活性。其投加影响了厌氧系统内微生物的相对丰度,嗜氢型产甲烷菌Methanobacterium丰度由84.9%降至54.39%,嗜乙酸型产甲烷菌Methanosaeta丰度从6.19%提高到30.42%,可有效降解系统内的VFA。零价铁的加入使系统中多糖和蛋白质含量发生了明显变化,在最佳投加量0.4g/L条件下,蛋白质含量由40%增加到72%、多糖含量由41%增加到54%,嗜氢型产甲烷菌Methanoregula作为优势菌种的主导地位进一步加强,相对丰度由56.50%提升至69.26%,嗜乙酸产甲烷菌Methanosarcina成为另外一种优势菌属。复合材料的投加可以降低颗粒污泥对零价铁的吸附,系统液相和泥相中铁元素所占比例明显降低。复合材料投加到上流式厌氧污泥床反应器处理高浓度有机废水,可以维持上流式厌氧污泥床反应器系统长期基本处于正常运行状态,系统内部pH环境维持在7.2-8.6之间,解除了处理高浓度有机废水时容易出现的酸抑制问题,厌氧系统COD的去除率达到80%以上,日产气量和甲烷产量分别达到约3.2和1.8 L/d,最高单位有机物产生的甲烷量为318mL CH4/gCOD。