污泥脱水、厌氧消化是污泥处理处置尤为重要的两个技术单元。污泥中水和有机物复杂的分布形态导致污泥脱水和厌氧消化的效率低，而如何经济高效地强化污泥脱水和厌氧消化，目前在强化机制上仍然认识不足。本文应用中温常压微波加热技术，结合酸、碱、H2O2投加和长期厌氧消化的运行试验研究，考察了不同预处理工艺对污泥脱水性能和厌氧消化的影响，优化了基于微波预处理的强化污泥脱水调质工艺和强化污泥厌氧消化工艺，探索了预处理影响污泥脱水性能以及强化厌氧消化的作用机制。　　比较了微波及其不同组合工艺（微波-酸，微波-碱，微波-H2O2，微波-H2O2-碱）对污泥脱水性能和产甲烷潜势的影响，分别优化确定了强化污泥脱水的微波-酸预处理工艺和强化污泥厌氧消化的微波-H2O2-碱预处理工艺。强化污泥脱水的预处理调质工艺优化条件为:先调节污泥的pH为2.5，然后加入生石灰30～60mg/g TS(3～6％)，立即微波加热到80～90℃，加热过程保持搅拌混合。经该工艺调质后，污泥经隔膜压滤机压滤，污泥含水率降低到约74％。机制研究表明，微波加热温度与pH对污泥脱水性能产生重要影响。温度升高可以更大程度地破解污泥，利于结合水的释放;低pH利于污泥颗粒团聚长大，避免释放的大分子有机物对水分子的束缚。有机物分子量分布和三维荧光光谱分析的结果表明，分子量在104～105 Daltons的大分子蛋白质类有机物含量及其性质是影响污泥脱水性能的关键因素。　　微波-H2O2-碱预处理工艺可使污泥厌氧消化产甲烷潜势提高25～30％。但由于H2O2在微波处理过程中分解不完全，残留H2O2抑制后续的厌氧消化，主要表现为:1）残留H2O2抑制了厌氧消化水解酸化微生物的代谢活性，导致蛋白质、多糖等大分子有机物的水解速率降低;2）残留H2O2在厌氧消化初期显著抑制了产甲烷古菌的活性，在高剂量H2O2（＞0.6 g/g TS）投加时，厌氧消化初期产甲烷停止，但随着厌氧消化的进行，产甲烷古菌的活性能够恢复。此外，高剂量H2O2投加导致大量惰性物质的生成，降低了污泥产甲烷潜势。　　综合考虑残留H2O2的抑制和预处理的能量消耗，确定了基于微波-H2O2-碱部分预处理的强化污泥中温厌氧消化工艺。长期半连续运行结果表明，尽管该预处理导致了较高的氨氮释放，但并未发生明显的氨氮抑制现象，该工艺能够长期稳定运行，强化厌氧消化的效果明显。当SRT=20 d，日产甲烷量提高了约20％，VS去除率提高了30％; SRT为15d时，日产甲烷量提高了26～36％。预处理不仅利于缩短污泥厌氧消化的停留时间，提高了反应器内功能性细菌、古菌的相对丰度，而且提高了污泥的流动性，降低了污泥粘弹性，利于污泥的搅拌传质。　　综上所述，基于中温常压的微波预处理能够强化污泥脱水和厌氧消化，今后需进一步加强基于微波预处理的强化污泥脱水和厌氧消化的应用研究，为污泥减量化、资源化和稳定化提供新途径。