废水生物处理技术的广泛应用产生了大量的剩余污泥,出于环境、经济、法规等方面的考虑,需要在最终处置前对剩余污泥进行稳定,这对现有的污泥处理处置技术带来了巨大的挑战。本研究基于溶胞-隐性生长理论,将水力空化（HC）技术与污泥好氧消化工艺耦合,并探索了HC预处理强化污泥好氧消化的可行性,解释了HC预处理强化污泥好氧消化效果的作用机理。得到如下结论:通过采用组合工艺的污泥减量实验,考察了污泥初始浓度、空化器几何形状以及空化入口压力与组合工艺污泥减量效能的关系,结果表明:污泥初始TS为7.2±0.2 g/L,选择文丘里管作为空化器,空化入口压力设定为2 Bar的实验组取得了最好的消化效果,其VSS和TCOD的总体去除率（包括HC作用导致的污泥减量）为79.7%和73.1%,其VSS/SS也显示出更好的变化趋势。在最优条件的基础上,研究了HC预处理对后续好氧消化过程污泥的理化性质的影响,并考察了消化过程中污泥p H、污泥体积指数（SVI）以及污泥比阻（SR）的变化趋势。结果表明:对照组污泥p H的逐渐降低由好氧消化过程中硝化反应导致液相中硝酸盐含量不断增加引起;而经HC预处理后p H下降除了上述原因外可能还包括:（1）由污泥胞外聚合物（EPS）和细胞破碎引起的酸性物质进入液相;（2）空化效应将液相中的脂类、碳水化合物和蛋白质等物质氧化并形成挥发性脂肪酸（VFA）和氨基酸等产物。此外,经HC预处理后消化污泥的SR和SVI均大幅恶化,且随消化的进行恶化现象没有得到改善。其原因,可能是由于在污泥HC预处理后上清液中溶解性COD（SCOD）的浓度大幅提升所导致。最后,本研究从多角度对HC预处理提高污泥消化效率的机理进行了分析,包括揭示了HC预处理溶胞效果、各EPS层蛋白质和多糖含量变化、污泥消化过程SOUR变化以及HC预处理前后污泥FTIR变化,同时我们还对污泥消化过程EPS的3D-EEM光谱、EPS多糖组分的单糖组成变化以及污泥微生物群落组成变化进行了分析。结果表明:HC预处理通过多方面因素强化了污泥好氧消化过程,包括:（1）其溶胞作用将污泥EPS和污泥细胞内的溶解性有机物释放质液相,通过增加消化过程可利用底物以增强污泥好氧消化效果;（2）其空化效应降低污泥中难降解有机物的占比,通过提高污泥的可生化性来提高污泥好氧消化效果;（3）HC预处理的加入改变了污泥微生物群落的组成,提升了微生物的多样性、丰富度以及均匀度,并最终通过提高功能菌的相对丰度强化了污泥减量化效果。希望该项工作能够为污泥减量化、稳定化处理处置过程提供新型的有效策略。