随着城市生活污水和工业污水量的增加，污泥的产量也在日益增多，污泥减量与资源化逐渐成为国家发展的战略需求。本文首先通过嗜热酶溶解法（S-TE）对污泥进行溶胞处理，使污泥释放更多的可溶性有机物以利于产氢发酵，并通过低强度超声技术对嗜热溶胞预处理过程进行促进，以缩短预处理周期并提高预处理效果；然后利用对预处理前后的污泥，研究嗜热与中温条件下预处理后的污泥产氢性能。首先从剩余污泥中分离出一株能分泌胞外蛋白水解酶并能有效地溶解污泥的嗜热菌，通过16S rDNA鉴定，将其命名为Geobacillus stearothermophilusTP-12。此外，为缩短污泥嗜热酶处理周期，本研究运用低强度超声促进污泥水解。通过响应曲面法确定最佳的超声参数，既超声强度为即超声强度为0.1219W/mL，超声时间为16.2s。在最佳超声参数下，通过12h的S-TE处理，低频超声组比对照组的溶解性COD、可溶性蛋白以及糖的含量分别高出20.2%，16.8%和15.9%，并且分别是原污泥的3.52，3.49和3.54倍。运用三维荧光光谱对溶解产物中的可溶性有机物进行检测以分析超声的促进效应，结果表明超声组合实验组均具有两组相同的荧光基团（Ex/Em：220/340和280/340nm），且超声促进S-TE组的浓度略高于未加超声促进的S-TE组，说明低强度超声对S-TE过程具有促进作用，而不改变反应途径和产物的量。然后以嗜热酶预处理后污泥及其水解物为底物研究了嗜热（55oC）与中温（35oC）下的产氢性能对比。结果表明，嗜热条件下产氢率比中温下高28.6%。当污泥浓度TSS在16532mg/L-23532mg/L的范围内，随着污泥浓度的升高，产氢菌代谢活性会受到不同程度的抑制。在污泥浓度为16532mg/L时，达到最高的产氢率19.9mL H2/g VSS，发酵类型为丁酸型发酵。当污泥浓度为17612mg/L时，经过嗜热酶预处理的污泥比未经处理的污泥的嗜热产氢率提高48.6%。预处理后污泥发酵产氢的菌群适应期也会大幅度缩短。此外，相比于原污泥发酵，预处理后污泥的缓冲能力更强。通过投加不同浓度当量的磷酸盐缓冲剂考察了预处理后污泥自身的发酵缓冲能力。结果表明，虽然嗜热酶预处理后的污泥自身具有很好的发酵缓冲能力将pH稳定在6.4到6.5之间，但在0.05mol/L浓度磷酸盐存在下，氢气产率可达到24.1mL H2/g VSS，比未添加缓冲剂组提高21.1%。此外，过高的缓冲剂浓度虽然不能改变发酵的类型，但是可以导致NADH的积累从而对产氢代谢有不同程度的抑制作用。嗜热酶预处理可有效的释放可溶性物质，提升了污泥产氢的性能。相比于中温条件，后接嗜热产氢更能进一步增加氢气产率。