微生物细胞是污泥的基本组成单元。溶胞预处理通过溶解微生物细胞，释放细胞物质，进而实现污泥减量。在溶胞过程中，污泥的形态结构会发生变化。然而，目前对污泥溶胞减量过程缺乏足够的认识，对减量过程中污泥形态结构的变化更是缺少了解。本研究从微观角度出发，运用分形理论，结合细胞生物学分析方法，研究溶胞预处理对活性污泥生化特性及分形结构的影响，从形态学角度为污泥减量化过程提供理论依据和技术指导。　　 研究针对酸、碱、热处理对剩余活性污泥的溶胞效果，考查了pH、温度、作用时间对融胞效果的影响。结果显示:pH=12，T=60℃，t=2h为本试验最佳条件，溶出的有机质中溶解性蛋白、溶解性总糖、SCOD以及总磷的释放量明显增加。以污水厂剩余污泥为接种污泥，生活污水作为进水，建立动态试验，对剩余污泥进行溶胞处理后投入曝气池。结果表明，测试组排泥量比对照组减少75％，污泥减量效果显著。碱解预处理污泥和原污泥按一定比例进行混合后，投入厌氧反应器中进行消化。结果表明，该处理既可以提高污泥减量率，又能改善污泥厌氧消化性能，提高污泥产气量。当碱处理污泥和原污泥混合比为1∶3时，在混合初期由于稀释作用和水解中和作用，溶液的pH能迅速恢复到中性，SS减少48％，较对照组提高了10％;SCOD减少约80％，较对照组提高20％。　　 为明确溶胞过程中污泥颗粒形态结构变化，研究选取分维作为表征污泥颗粒形态的重要参数，考查了三种测量方法——图像法、小角度光散射法和沉降法在污泥分维测量中的应用。图像法测得的二维分维D2结果与原污泥的分维相比，无论是否加热，酸、碱处理都能使污泥分维在一定程度上增大。小角度光散射法测得的三维分维D3中pH12+H（“+H”表示辅以加热）出现明显下降，说明此时污泥的结构变得非常疏松。由于D2和D3代表的意义不同，不具完全可比性。比较小角度光散射法、图像法和沉降法得出:在污泥分维测量中小角度光散射法具有较好的适用性。　　 随着pH的增大，单独碱处理d0.5呈下降趋势，热处理后d0.5呈进一步减小趋势，热碱处理pH12+H时达最小。与原污泥相比，碱处理(pH=11和pH=12)时，剪切敏感性(KSS)明显增大，酸处理(pH=4)也较原污泥的KSS增大。说明碱处理后污泥颗粒经剪切后再次吸附到絮体的能力变弱。与原污泥(pH=7)比较:酸处理(pH=4)和碱处理(pH=11)时，絮体强度(FS)略微减小，pH=12时，FS下降幅度稍大。总体上，FS均较大，且酸碱处理后变化幅度不大;FS与KSS表现出一定的相关性:一般地，较高的絮体KSS对应于较低的FS。与原污泥(pH=7)比较:酸处理pH=4时，絮体絮凝能力减小。碱处理pH=11和pH=12时，污泥絮体絮凝能力明显下降。流式细胞仪检测结果表明，pH=2和12与原污泥(pH=7)相比，凋亡（包括早期和晚期）细胞所占比例均有明显提高。说明酸、碱处理均有利于细胞的凋亡，促进细胞壁的溶解和细胞内物质的释放。　　 污泥结构特性与生化特性参数之间存在一定相关性。在皮尔逊相关性分析中，SSA与SS;SSA与VSS; Zeta与SCOD;Zeta与Protein呈现显著负相关。D3和SSA分别与SS、VSS、SCOD、Protein都表现出显著相关性。因此，可将在线监测的结构参数D3或SSA，间接反映污泥溶胞效果，指导实际生产。