热碱解作为一种污泥处理处置技术,因其可以有效破坏污泥絮体结构,同时使微生物细胞破壁而常被用于剩余污泥厌氧消化的预处理。污泥热碱解后可以得到含有丰富有机质的热碱解液,而将其作为补充碳源用于污水生物脱氮的研究及污泥热碱解工艺改进却鲜有报道。本文探究了不同的热碱解条件对污泥热碱解后碳源释放的影响,同时提出了一种热碱解液外回流的方式,在回收热的同时促进污泥碳源释放。针对污泥热碱解后存在的碳源可生化性差及污泥脱水性能恶化的问题,通过添加钙离子的方式改善热解液中碳源可利用性和脱水性能。首先,探究了污泥含水率、反应温度、热解时间和初始p H值对碳源释放的影响。污泥含水率对单位质污泥释放的碳源浓度影响不大,但可获取碳源随含水率的下降先升后降,在含水率为92%时达到最高值,升污泥热碱解后可获取7.47 g的COD。污泥热碱解后碳源浓度随温度、p H的升高而升高。但是,高于90℃后污泥中释放的碳源可生化性会降低。通过济性比较分析,初始p H值设置为12,反应时间为1 h时,可在较为济的条件下获取更多碳源。其次,通过将污泥热碱解后的液体回流至下一阶段热碱解的方式,可以促进污泥中更多碳源释放至液相中。可能由于回流的过程中无机盐累积的作用,使得在热解前调整p H可以将单位质污泥释放碳源提高1.88～2.03倍,第Ⅳ阶段结束后,热碱解液中COD浓度可达到14000 mg/L。通过三维荧光光谱解析发现,随着热碱解回流次数增加,污泥中有机质组分中胡敏酸的占比由22.08%逐渐增高至51.84%。但随着回流次数的增加,碳源的可生化性和污泥的脱水性能呈下降趋势。最后,在污泥热碱解中添加钙离子对释放碳源的总有削作用,这种作用随钙离子浓度的升高而变大。研究发现钙离子可有效改善污泥脱水性能和获取碳源的可生化性,上清液中碳源BOD/COD（B/C）值由0.3提升至0.5,增长了70%左右,用于反硝化时氮的去除率达95%以上。通过分析发现钙离子对腐殖酸等物质发挥了选择性絮凝沉淀作用。因此,污泥热碱解液作为补充碳源添加到污水处理的生物段时,添加钙离子对少难降解有机物引入,提高碳源可生化性是一个有效的策略。