随着我国经济的快速发展,市政污水产量逐年增加,剩余活性污泥（Waste Activated Sludge,WAS）作为市政污水处理厂处理过程的主要副产物,其年产量也大幅增长。剩余活性污泥成分复杂,包含了大量的可被利用的有机物质,利用厌氧发酵将剩余污泥中有机质转化为挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acids,VFAs）是一种简单可行的资源化处理方法,提高厌氧发酵VFAs产率的关键在于如何高效利用剩余污泥中的有机质。预处理是常用的方法之一,其中,碱预处理具有处理效果好、成本低、操作简单的优点。本文采用碱预处理剩余污泥进行厌氧发酵,研究厌氧发酵过程剩余污泥胞外聚合物中有机物成分及分布机制,尤其是腐殖质的分布及其动态变化对VFAs产率的影响规律。并采用过氧化钙联合碱预处理提高剩余污泥中腐殖质降解率,最大程度上提高VFAs的产率。本研究具体研究内容如下:（1）碱预处理促进剩余污泥厌氧发酵产VFAs性能的研究通过碱预处理促进剩余污泥中大分子有机质絮体破解,促进有机质向VFAs转化。以蛋白质、多糖、溶解性化学需氧量和VFAs产量为指标,探究碱预处理促进剩余污泥厌氧发酵的相对最佳p H值。结果表明,随着碱预处理强度的增加,蛋白质溶出效果改善,实验所得相对最佳p H为12（表示为A-12）,此时蛋白质浓度由初始2415.48 mg/L降低为743.14 mg/L,蛋白质降解率为69.23%,相比原污泥对照组（60.70%）有所提高;VFAs生成情况也有改善,A-12组促进VFAs生成效果相对最优,最高达到378.59 mg/L,相比对照组（185.15 mg/L）提高104.47%。（2）碱预处理促进厌氧发酵过程中剩余污泥大分子有机质降解机理研究为探究碱预处理剩余污泥厌氧发酵过程中有机质具体降解利用情况,对厌氧发酵液进行三维荧光、平行因子分析以及傅里叶红外检测等,表征厌氧发酵过程中剩余污泥不同胞外聚合物层的有机组分分布情况及其官能团变化。三维荧光检测结果表明,厌氧发酵前A-12组总荧光强度达到15×10~5,为原污泥（7×10~5）的2.14倍。厌氧发酵结束后基本所有实验组中松散结合胞外聚合物中有机质被降解完全;平行因子分析表明厌氧后期消化罐中仍有大量难降解有机质残留;傅里叶红外检测结果表明A-12组在1922 cm-1处出现新峰,1362 cm-1处峰也增强,表明消化液中蛋白质含量增多且芳香结构的官能团含量明显增加,碱预处理使得剩余污泥中蛋白质结构发生改变。采用牛血清蛋白（Bovine Serum Albumin,BSA）、左旋糖苷、L-丙氨酸和葡萄糖等剩余污泥特征有机质模拟厌氧发酵水解、酸化实验,探究碱预处理对不同种类有机质水解酸化的促进机制。结果发现,水解阶段BSA降解率最高可达19.51%,左旋糖苷降解率最高为10.56%;酸化阶段BSA合成废水中VFAs产量最高可达589.54 mg/L,左旋糖苷合成废水VFAs产量最高为387.50 mg/L。即碱预处理对蛋白质类有机质厌氧发酵促进效果要优于多糖类有机质。（3）过氧化钙联合碱预处理促进剩余污泥中难降解有机质降解产VFAs的研究在最优化碱预处理试验条件基础上,通过添加不同浓度过氧化钙（Calcium Peroxide,Ca O2）进一步促进剩余污泥中腐殖质降解生成VFAs,过氧化钙浓度分别为0.01、0.05、0.1和0.2 g/L（分别表示为A-12-Ca O2-0.01 g/L、A-12-Ca O2-0.05 g/L、A-12-Ca O2-0.1 g/L和A-12-Ca O2-0.2 g/L）。主要探究剩余污泥厌氧发酵过程中难降解有机质的降解情况、腐殖化程度、聚合度以及不同预处理方式下厌氧不同阶段对应的微生物群落分布变化及VFAs的产量。结果表明A-12-Ca O2-0.1 g/L组VFAs产量最高（964.67 mg/L）,较A-12组VFA产量（185.15 mg/L）提高421.02%;另外,A-12-Ca O2-0.1 g/L组SUVA465/SUVA665(SUVA465表示单位总有机碳在紫外波长465 nm处对应的吸光度值)从厌氧发酵初始0.55升高到3.60,即联合预处理后剩余污泥腐殖化程度明显降低;微生物群落分布结果表明,A-12-Ca O2-0.1 g/L组中Acidobacteriota占17.00%,Acetothermia占8.60%,这两类微生物含量相比原污泥及A-12对照组都有显著增加,且都有利于提高VFAs产率。A-12组生成VFAs最高为378.59 mg/L,而A-12-Ca O2-0.1 g/L组VFAs最高为964.67 mg/L,相比A-12组VFAs产量提高154.93%。结果验证了采用过氧化钙与碱联合预处理不仅促进了有机质的转化效率,同时有效抑制了甲烷菌的生长,发挥了两者协同作用,为剩余污泥资源化处理提供新的思路。