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传统的污泥厌氧消化法存在水解反应速率慢、池体占地面积大、产气率及产气量较低等缺点。本论文通过采用一定的预处理技术，破坏细胞结构，释放有机质，促进污泥的水解速率，从而达到提高污泥厌氧消化沼气产率的目的。在众多污泥预处理技术中，热预处理、热碱预处理及碱预处理是比较有效且具有应用前景的方法。本课题组在前期研究中发现，电化学预处理作为一种新颖的预处理技术手段，对于改善污泥的厌氧消化性能也具有明显的效果。本课题就是在上述背景的基础上提出的，以城市污水处理厂剩余活性污泥为研究对象，分析比较了热预处理、热碱预处理、碱预处理以及电化学预处理对污泥的破解效果，考察了不同预处理技术对污泥后续中温厌氧消化产沼性能的影响，并对各预处理技术促进污泥厌氧消化性能的机理进行了比较分析。主要研究结果如下：（1）不同的预处理技术均能提高污泥的破解程度、促进污泥的水解，但对污泥的破解程度和破解效果有较大差异。通过比较分析污泥预处理前后SCOD、蛋白质、碳水化合物的溶出增长率，发现电化学预处理对剩余污泥的破解效果是最好的，其污泥SCOD溶出增长率达到了38.13。经热预处理、热碱预处理和碱预处理后的污泥ORP值均下降至-300mV左右，而电化学预处理后的污泥ORP值反而上升为28±6mV，说明电化学预处理过程中产生了强氧化性物质。不同预处理后上清液VFAs各组分所占比例不同，电化学预处理后VFAs各组分含量与传统的厌氧消化体系中组分含量的大小规律更为接近。（2）电化学预处理、热碱预处理、碱预处理和热预处理累积沼气产量与对照处理相比较分别提高了63.38%、52.78%、41.41%、32.07%。通过对累积沼气产量进行阶段性线性拟合分析后发现：在0~5天消化阶段，碱预处理组的日均沼气产率最大，达到了Kalkaline=90.3L/(kgVS·d)；在6~10天内，热碱预处理组产沼气速率是最大的为Kthermal-alkaline=32.8L/(kgVS·d)，热预处理组和电化学预处理组次之，分别为Kthermal=31.3L/(kgVS·d)、Kelectrochemical=26.6L/(kgVS·d)；在11~20天的中期厌氧消化阶段，电化学预处理组日均产沼速率最大，达到Kelectrochemical=25.7L/(kgVS·d)；在21~45天中后期消化阶段，各预处理组日均沼气产率均低于3.0L/(kgVS·d)，产气效率均较低。（3）电化学预处理组每日产气中甲烷含量高于其他预处理组，最高可达64.9%。不同预处理组对每日产气中CH4/CO2比值的影响不同，电化学预处理组和热碱预处理组的CH4/CO2比值在2.0~2.4之间；而碱预处理组仅为1.5~1.6。（4）不同预处理后的污泥最终VS去除率分别为：热预处理组43.7%、热碱预处理组46.2%、碱预处理组43.5%、电化学预处理组45.5%，均高于空白对照组的38.9%。通过分析各消化系统累积沼气产量与VS去除率的关系，可知电化学预处理组沼气转化效率和细胞增殖量都是最高的。（5）通过对厌氧消化过程中污泥及其上清液性质和组分含量变化的分析，可以得到电化学预处理组厌氧消化过程中的pH、ORP、C/N比值及VFAs含量较其他预处理组更有利于产甲烷菌的生长。通过对各指标数据的分析发现，电化学预处理后的污泥中残留有氧化性物质，这些物质在厌氧消化前期对污泥的溶出和水解起到促进作用，从而在整体上提高了污泥的厌氧产沼气效率和有机物的去除效果。