近年来,随着污水处理率的不断提升,伴随产生的剩余污泥也迅速增加。一方面,剩余污泥中含有大量的致病微生物和重金属等有毒有害物质,若处理不得当,会存在严重的环境污染隐患;另一方面,剩余污泥中还含有的蛋白质、脂肪和多糖等有机质资源,它们多存在于菌胶团和细菌细胞中,但细菌细胞壁及其周围的胞外聚合物构成了直接利用这些资源的天然屏障。因此,采用适当的方法破坏菌胶团和细胞,将难降解的固体有机物变为较易降解的溶解性有机物,是剩余污泥减量化与资源化的必要预处理手段。本研究针对撞击流与低温热水解联合破解剩余污泥的效果及其机理和能效特性进行研究。首先采用撞击流和低温热水解单独破解污泥,分别进行单因素实验和正交实验,得出各因素的影响,随后基于此,进行两种方法联合破解污泥的实验。联合破解之前首先确定了联用顺序,随后通过响应面法对联合破解进行了优化。本研究还对喷嘴内部的流场进行了数值模拟,用以分析污泥在喷嘴内部的破解机制。撞击流破解污泥的单因素实验表明,在总压一致和分压一致两种条件下,二喷嘴对撞的效果总体上优于三、四喷嘴对撞;随撞击时间的变化,在初始6 min内破解效果显著,随后破解效率降低;压力提升不会持续改善破解效果,各有机物的最高增长率出现在压力为10-14 MPa区间;一定程度内加大喷嘴间距有利于改善破解效果,本研究在8 cm时取得较好的效果;低MLSS浓度时的破解效果优于高浓度。正交实验的结果表明,在撞击时间12 min,喷射压力14 MPa,喷嘴间距7 cm,MLSS浓度3000 mg/L时可达最大破解率50.11%。对喷嘴内部流场的模拟分析表明,喷嘴内部存在较强的湍动,特定部位存在压力和速度的突变,这些流场特性带来的撞击、剪切和水力空化效应,可以在污泥从喷嘴喷出之前贡献一定的破解效果。低温热水解破解污泥的单因素实验表明,SCOD、DNA和蛋白质的浓度在0-40 min时增长较快,随后增速放缓;45℃时的破解效果有限,当温度升至55、65℃时效果提升明显;6000-10000 mg/L的MLSS浓度较利于VSS和TS去除;加碱时碱热的协同效果要优于两者单独作用之和。正交实验的结果表明,主次性顺序为温度>碱量>处理时间,最优组合为处理时间75 min,温度70℃,碱量90 g NaOH/（kg·TS）。选取喷射压力、撞击实验、温度和热水解时间为实验因素,通过透射电镜分析和有机物溶出指标的分析,确定了两种方法的联用顺序为先撞击,再热水解;以SCOD浓度的增量及SCOD浓度增量的效能比为响应值,通过响应面法分别得出了其数学模型,以及对应的最佳操作参数。SCOD浓度的增量的最佳操作参数为:喷射压力16 MPa、撞击时间9 min、温度66℃、热水解时间45 min,此时SCOD浓度增量为3279.5 mg/L;SCOD浓度增量的效能比的最佳操作参数为:喷射压力16 MPa、撞击时间3 min、温度66℃、热水解时间15min,此时SCOD浓度增量的效能比为530.4 mg/（kW·h·g）。