城市污水处理过程中产生的剩余污泥是污水处理厂需要处理处置的主要副产物,污泥产量逐年增加。污泥中富含大量的重金属和有机污染物,若处置不当会对环境造成严重的二次污染;但污泥中又含有丰富的蛋白质、多糖等可利用资源,对污泥进行处理的同时可以实现资源回收。可利用高铁酸盐的氧化性能,加速对厌氧发酵过程中剩余污泥的破解作用,加快水解速率,强化厌氧发酵产酸效能,实现污泥中的资源回收。本研究首次采用电化学循环制备高铁酸钾,并对制备高铁酸钾产物进行了结构表征;利用制备的高铁酸钾固体对剩余污泥进行预处理和厌氧发酵产酸效能的试验研究;将电解过程产生的中间产物高铁酸盐阳极液回收用于剩余污泥预处理,考察其对污泥沉降性和脱水性的影响,同时探究其对污泥破解及发酵产酸的作用效果。主要研究内容和结果如下:（1）通过隔膜式电解槽考察了碱液浓度、电解时间和电流密度等条件对电化学循环制备高铁酸钾的影响。在碱液浓度为14 mol/L的KOH溶液,每个周期电解时间为8 h,电流密度为6 m A/cm~2的条件下,电流效率最高达到73.7%,产物纯度高达96.8%。电流效率随电解周期的增加先上升后下降,整体而言,前三个电解周期可以获得相对较高的电流效率。通过仪器分析表征进行产物的定性,X射线衍射（XRD）图谱证明了制备产物为高铁酸钾;傅里叶红外光谱（FTIR）图显示在波长为807 cm-1处出现了一个特征吸收峰,再次证实了产物为高铁酸钾;在扫描电子显微镜（SEM）下观察到本实验制备的高铁酸钾主要为长棒状或块状晶体粉末。（2）考察了不同条件下高铁酸钾预处理对剩余污泥破解效果的影响。当高铁酸钾投加量为0.5 g/g TSS时,污泥中溶解性化学需氧量（SCOD）浓度达到3446 mg/L,占原始剩余污泥总化学需氧量（TCOD）的31.3%左右。上清液中有机物主要成分为蛋白质,含量最高达1387 mg/L。高铁酸钾预处理破坏了污泥胞外聚合物（EPS）结构,污泥中可提取EPS含量增加,加快了污泥水解进程。（3）考察了不同投加量高铁酸钾预处理对剩余污泥厌氧发酵产酸效能的影响。预处理后污泥厌氧产酸效能得到提高,短链脂肪酸迅速累积,在0.2 g/g TSS投加量下,污泥发酵液中短链脂肪酸最大累积量达到2106 mg COD/L,其中乙酸和丙酸占据主导地位;过量的高铁酸钾会对产酸效果产生一定的抑制作用。高铁酸钾预处理能够改变微生物的群落结构,促进功能性微生物的富集。预处理后,与产酸有关的菌属,如Proteiniclasticum、Acetoanaerobium、Parabacteroides、Petrimonas和Macellibacteroides相对丰度提高至41.7%。（4）鉴于制备过程中电解产生的中间产物——高铁酸盐阳极液含有大量的OH-和高铁酸根,探究了直接利用高铁酸盐阳极液对剩余污泥预处理的作用效果。高铁酸盐阳极液处理改善了污泥的沉降性和脱水性能,污泥沉降比和泥饼含水率分别降低了9.1%和9.7%。高铁酸盐阳极液预处理显著破坏了污泥絮体结构和微生物细胞,10 m L/L剂量下SCOD浓度便达到3807 mg/L,破解效果优于高铁酸钾预处理;同时溶解性蛋白质和多糖含量分别为1490 mg/L和418 mg/L,较对照组增加1.63倍和2.05倍。阳极液预处理破坏了污泥EPS结构,促进内层有机质向外层扩散,加快污泥水解速率。（5）进一步探究了高铁酸盐阳极液预处理对剩余污泥厌氧产酸效能的影响。高铁酸盐阳极液在低剂量（≤10 m L/L）下对污泥厌氧发酵产酸具有促进作用,污泥水解速率加快,短链脂肪酸产量增加,在10 m L/L的投量下短链脂肪酸产量达到2142 mg COD/L;而在高投加量下（＞10 m L/L）,阳极液处理后导致的强碱性环境对产酸菌活性产生抑制,剩余污泥产酸效能下降。研究表明,电化学循环制备高铁酸钾在一定周期内能够提高电流效率和产物纯度,阳极液的循环电解为高铁酸钾的制备提供了一种节约成本且可以连续在线生产的技术。电化学制备的高铁酸钾和中间产物高铁酸盐阳极液作为预处理药剂对污泥具有较好的破解效果,能够促进污泥中有机质的溶出并加快水解进程,促进厌氧发酵过程中短链脂肪酸的快速累积,为污泥中的资源回收提供了技术支持。