本文研究了污泥热水解过程中胞内物质的释放规律以及污泥浓度和特性的变化，探讨了有效磷回收技术对污泥热水解过程中释放出的磷进行回收利用的运行条件，并考察了将磷回收后的污泥及人工废液返回至缺氧-好氧膜生物反应器（Anoxic-Aerobic Membrane Bioreactor，以下简称AOMBR）所组成的同步污泥减量及磷回收工艺的运行效能。通过静态试验的方法，系统考察了加热温度、热水解时间和初始污泥浓度对污泥破解效果的影响，并在寻求最佳的热水解试验参数的基础上探究污泥热水解过程中氮、磷的释放规律以及活性污泥特性的变化。通过单因素试验，对热水解处理过程中所释放的磷进行磷回收研究，取得磷酸钙沉淀法的最佳工艺条件。在上述研究的基础上，考察了100%、75%、50%剩余污泥经热水解破解及磷回收处理并回流至AOMBR的工艺二与工艺一（常规AOMBR）对比运行时的污泥浓度、污泥产率及出水水质。研究结论如下：（1）加热温度、热水解时间和污泥初始浓度对热水解破解污泥效果产生一定的影响。在本试验条件下，初步确定污泥初始浓度8500mg/L、加热80℃、热水解60min为热水解试验的最佳操作条件。（2）污泥破解的同时伴随着大量N、P的释放。其中释放的TP主要以PO₄^3--P为主，这将更有利于磷的有效回收。（3）热水解使污泥的活性（SOUR）下降，pH值降低，污泥的沉降性能和脱水性能变差。（4）在磷酸钙沉淀法的最佳工艺条件下，即搅拌时间5min、初始pH9.0、Ca²⁺/PO₄^3--P3.0，污泥热水解破解上清液中PO₄^3--P、TP回收率分别能达到93%和89%。（5）热水解污泥的回流会明显增加AOMBR工艺的污泥浓度。当100%、75%、50%剩余污泥经热水解破解及磷回收处理后并回流时，工艺二的MLSS相对对比工艺一分别提高了18.2%、9.3%和6.0%。热水解污泥回流量越大，工艺中污泥浓度增加幅度越大。（6）热水解污泥的回流可以明显降低AOMBR工艺的污泥产率。当100%、75%、50%剩余污泥分别经热水解破解及磷回收处理并回流至AOMBR工艺二时，工艺二的污泥产率相对对比工艺一分别下降了44%、53%和32%。（7）热水解污泥的回流会增大AOMBR工艺的COD、NH₄^-N和TN出水水质，但影响并不明显，且出水水质均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，这充分体现了MBR系统的高效稳定性。（8）热水解污泥的回流对AOMBR工艺TP出水水质的影响比较大，且这种影响随着回流量的加大而增大。