综述：微曝气在厌氧消化中的实验室到大规模应用：生物废物降解性、微生物组关联与反应器稳定性

本综述系统探讨了微曝气（microaeration）技术在厌氧消化（AD）中的多效作用，涵盖生物质降解率提升、硫化氢（H2S）高效脱除（≥90%）、微生物群落（如Firmicutes和Methanosaeta丰度增加3-90.6%）调控及甲烷产量提升（7.8-77%）等核心优势，并提出与生物强化（bioaugmentation）、共消化（co-digestion）等技术的协同应用前景。

　　

Abstract
厌氧消化（AD）作为有机废弃物能源化的关键技术，面临水解速率低、硫化氢（H₂S）腐蚀及挥发性脂肪酸（VFAs）积累等挑战。微曝气技术通过引入微量氧气（0.005-5 L O₂/L·天），以低成本、易操作的优势成为优化AD的新策略。研究表明，微曝气可显著提升Firmicutes和Bacteroidetes的丰度，促进有机物分解；甲烷丝菌属（Methanosaeta）相对丰度增加最高达90.6%，实验室规模下甲烷产量提升7.8-77%。此外，甲烷八叠球菌（Methanosarcina barkeri）等古菌通过过表达抗氧化基因（2-30倍），编码过氧化氢酶（catalase）和超氧化物歧化酶（superoxidase dismutase），缓解氧化应激。

Introduction
全球能源需求激增推动AD技术发展，但传统预处理方法（如酸碱处理、生物强化）存在高成本与二次污染问题。微曝气通过促进水解阶段胞外酶活性，加速木质纤维素降解；在污水处理厂（WWTPs）大规模应用中，H₂S脱除效率超90%。

Anaerobic digestion and its limitations
AD的微生物网络以厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）及广古菌门（Euryarchaeota）为主导，但高有机负荷（OLR）易导致系统酸化。微曝气通过调控产酸菌与产甲烷菌平衡，抑制VFAs积累。

Microaeration
微量氧气注入可激活好氧-厌氧过渡菌群，如硫化氧化菌（Sulfur-oxidizing bacteria）将H₂S转化为单质硫。在连续流反应器中，微曝气使甲烷热自养菌（Methanobacterium thermoautotrophicum）的抗氧化通路激活，维持反应器pH稳定。

Conclusions
微曝气与生物炭、共消化等技术联用，可进一步提升AD系统稳定性。未来需优化曝气参数（如频率、剂量），并探索其在餐厨垃圾与农业废弃物处理中的规模化应用潜力。