有机废物厌氧消化产甲烷是目前广泛应用的资源化利用手段。随着城市化进程的推进,餐厨垃圾产生量连年增加,处理利用率亟待提高。有机废物厌氧消化的主要目标是提高处理效率和尽可能回收能源。但在高有机负荷下,酸化细菌与产甲烷菌对不同底物代谢速率的不平衡会导致严重酸化。为解决这一问题,本文以生物炭、零价铁、海绵铁作为外加物质,以颗粒污泥为接种污泥,混合投加至高负荷（挥发性固体含量为30 g/L）餐厨垃圾中,通过缓解酸化来提升处理效率;分析外加物质及添加量对维持厌氧系统稳定性的影响,并通过挥发性脂肪酸和微生物群落结构的变化探究其促进机理。主要研究成果如下:（1）生物炭、零价铁、海绵铁三种外加物质均可以有效避免挥发性脂肪酸的累积。生物炭在反应开始阶段减少挥发性脂肪酸的效果最好,零价铁在反应后期降低挥发性脂肪酸的效果更明显,并提升累积产甲烷量。生物炭、零价铁、海绵铁在最佳添加量下累积产甲烷量分别为312.40、268.56、255.60 mL-CH4/g-VS,与未添加空白组相比,分别提升了101.7%、77.8%、69.2%;三组的产甲烷停滞期分别缩短了2.61、1.29、1.25 d。（2）外加物质的加入影响了厌氧系统的微生物群落分布。空白组的主要古菌群落为以氢营养为主的Methanobacterium,相对丰度为44.15%,生物炭的加入令其丰度降低至26.17%;零价铁的加入令其丰度降低至19.42%;海绵铁的加入令其丰度降低至20.98%。而生物炭、零价铁、海绵铁令与直接种间电子传递相关的产甲烷菌Methanothrix相对丰度由26.12%分别提升至46.05%、42.49%和38.5%。生物炭能够提升拟杆菌和梭菌的丰度,零价铁和海绵铁能够提升乳酸菌杆菌的丰度。在三类外加物质的作用下,厌氧系统的多样性和均匀度较空白组相比都有下降,证明了外加物质可以降低其它微生物对有机物的竞争作用。（3）通过对pH和氧化还原电位的变化规律分析可得,零价铁加至厌氧系统中优先提供电子给产甲烷而非H+,通过生物测序发现存在产甲烷球菌Methanosphaera可以直接以零价铁为电子供体,接收电子直接还原CO2或者HCO3-。海绵铁和零价铁对产甲烷球菌Methanosphaera相对丰度分别提升了14.70%和21.04%,但生物炭对产甲烷球菌Methanosphaera没有贡献。