随着我国城市污水处理率的提高，城市污水处理厂产生的污泥亟待科学合理地处理和处置，否则会造成对环境的二次污染。按照城市污泥要达到减量化、稳定化、无害化及资源化的要求，针对高含固率污泥进行厌氧消化工艺的研究是国内外研究热点之一。本文依托国家高科技发展计划(863课题)“城市污泥分级分相厌氧消化组合技术研发及工程示范”项目进行了高含固率污泥热碱预处理两相厌氧消化工艺的研究。首先，通过一系列批式实验探索热碱预处理的最佳条件参数；然后，将热碱预处理后的污泥进行水解酸化批式实验，再将实验条件参数应用于两相厌氧消化反应器的运行。在实验过程中比较了不同加碱类型条件下污泥水解酸化效果；验证了热碱预处理对污泥水解酸化促进作用，得出热碱预处理+两相厌氧消化工艺的最佳工艺参数。研究结论如下：在污泥热碱预处理探索实验中，通过检测含固率TS=8%的污泥SCOD值和溶胞率两项指标，可以得出污泥的SCOD值和溶胞率达到最高时的反应条件为pH=11、加热时间30min、加热温度80℃；通过比较NaOH热碱预处理、KOH热碱预处理及未预处理污泥水解效果，可以得出热碱预处理能够促进污泥水解，且KOH热碱预处理优于NaOH热碱预处理。为验证热碱预处理对污泥水解酸化的促进作用，对热碱预处理后的污泥进行为期5d的水解酸化批式实验。随着水解时间的延长污泥中SCOD值和VFAs含量均逐渐增加，并在第4.5d时达到峰值；对比实验中各种类型污泥中SCOD含量和VFAs含量大小顺序为：KOH热碱预处理>NaOH热碱预处理>未预处理，热碱预处理能够有效促进污泥水解产酸，KOH热碱预处理的优势明显。研究中还比较了预处理后污泥在两相反应器内的厌氧消化效果，比较了NaOH热碱预处理、KOH热碱预处理、未预处理三种不同预处理方式。结果表明热碱预处理水解酸化效果明显优于未经预处理的污泥水解酸化效果，经KOH热碱预处理与NaOH热碱预处理污泥水解酸化效果没有明显差别；而对应的产甲烷相反应器中日产甲烷量大小顺序为KOH热碱预处理>NaOH热碱预处理>未预处理，这表明热碱预处理促进了后续厌氧消化反应，特别是KOH热碱预处理效果最好。