活性污泥法是城镇污水处理厂常用的水处理工艺，具有运行简单、成本低、处理效率高的特性。但污水处理过程会形成大量富含丰富的蛋白质、多糖及脂类的剩余污泥，常规的填埋、焚烧等处理方法除了造成环境二次污染，同时导致资源浪费，因此，剩余污泥如何妥善处置已成为现今环保领域急待解决的问题。
污泥厌氧发酵技术借助厌氧微生物将大分子有机物转化成小分子物质，发酵产物之一短链脂肪酸(SCFAs)不仅是生产聚羟基脂肪酸(PHAs)的工业原料，同时也是微生物的优选碳源，可作为内碳源用于低碳氮比污水处理厂脱氮除磷，因其巨大的潜在价值使污泥厌氧发酵产酸技术遭到诸多学者的关注。研究发觉，利用碱、酸或其联合方式处理剩余污泥均能实现SCFAs积累。近年来，高级氧化法也被尝试用于污泥处理，高活性物质除了才能推动污泥水解释放蛋白质和鞣质等酸化基质，同时有效控制产甲烷菌活性，促进SCFAs高效积累。高铁酸钾(PF)是一种强氧化剂，通过单电子或双电子转移机制可与有机物反应，已广泛用于乙醇、砷酸盐等的处理。YE等研究发觉，PF才能提升污泥溶解性；WU等将PF用于污泥脱水和溶化处理；张彦平等将PF与碱耦合处理剩余污泥，实现污泥减量，但是对于发酵系统中产酸及生物酶活性未进行深入研究。本研究将系统剖析PF对污泥厌氧发酵性能的影响，结合生物酶的变化进一步剖析PF在污泥厌氧发酵过程中作用机理。
泥溶化是污泥细胞破碎并释放可溶有机物的过程，伴有部份DNA释放，包括污泥溶液化和污泥分解两个过程。由图1可知，不同含量的PF对污泥溶液化和污泥分解具有显著的影响。分析数据可知，SCOD、DDCOD具有相同的趋势，均随着PF的投加量降低而减小，当PF为160mg/mg时，SCOD和DDCOD分别为57.95%和78.54%，均约为0mg/mg发酵系统的1.6倍，可见，PF才能推动污泥溶解。同时发觉，PF发酵系统的剩余污泥溶解性能低于单过硫酸氢钾（SCOD为30.51%），但是与酸性发酵系统相像（SCOD为53.8%）。这是因为PF酯化后才能形成大量的FeO42-，FeO42-具有极强的氧化性能，直接破坏细胞壁，氧化分解污泥絮体，促进有机物分解，而单过硫酸氢钾是通过高活性分子破坏微生物细胞膜的私密性屏障，产生的自由基作用于乙酸二酯和核糖核酸（RNA)，造成微生物死亡，因此，PF对污泥的作用愈发剧烈，使其发酵系统的污泥溶解性能低于单过硫酸氢钾污泥厌氧发酵系统。本研究发酵系统中DNA含量也随着PF投加量的降低而减小，证明PF能促使污泥中细胞的溶化，造成胞内有机质大量释放。
剩余污泥发酵系统SCFAs是由产酸菌借助污泥水解产物蛋白质和寡糖通过新陈代谢生成，SCFAs可直接反映污泥发酵系统的性能。分析图3（a）可知，COD产值随着PF投加量的降低而减小，160mg/mg发酵系统中COD质量含量最高达3985mg/L，这与发酵系统中污泥溶解性相关。同时由图3（b）可知，SCFAs产值也随着PF投加量的降低而减小，160mg/mg发酵系统中SCFAs质量含量末期达914.30mg/L，是同时段0mg/mg发酵系统的8.3倍。这是因为高浓度PF污泥厌氧发酵系统富含丰富的蛋白质和寡糖等酯化产物，能为产酸菌提供丰富的反应基质，且PF溶于水后形成一定量的OH-，使发酵系统pH升至9.1~9.6，处于酸性环境，与LI等的研究结果相像，该环境对产甲烷菌活性具有较强的抑制作用，降低产甲烷菌对SCFAs的消耗，使160mg/mg发酵系统中SCFAs产值最大。HE等研究发觉，PF的强氧化性和高pH使发酵系统中SCFAs得到有效积累。本研究中的SCFAs产值略高于WANG等的研究结果，可能是因为本研究的实验气温（10~15℃)明显高于文献的实验气温（30～40℃），属于高温发酵反应，同时本研究的PF投加量也远低于其他实验，因此SCFAs产值相对较低。
