面对当前严重的能源危机和二氧化碳减排目标,污水处理厂剩余污泥厌氧消化再次受到人们关注。然而,由于剩余污泥主要由微生物个体组成以及其中存在有毒有害物质等因为,使得厌氧消化甲烷转化效率偏低。同时,目前人们对厌氧消化微生物,尤其是产甲烷菌的代谢机理认识也非常有限。　　 本文根据目前影响污泥产甲烷效率的因素,分别对污泥细胞破壁技术与污泥中有毒物质的去除进行文献调研和实验研究；并对产甲烷菌的内源代谢过程进行基础性实验研究。首先,针对污泥中微生物细胞壁阻碍细胞内有机物水解进行污泥预处理技术的文献资料调研。研究中,将污泥预处理方法分为物理／机械、化学、生物以及联合处理几大类,对其作用原理、处理效果、能耗及其应用前景等各方面进行全面、系统的讨论并得出结论；超声波预处理、低温热解预处理方法具有较好的应用前景,而高温预处理方法、化学方法具有较高的能耗或药耗问题,使其工程应用受到限制。其次,本课题建立了一套污泥厌氧消化实验系统,并对系统运行中影响产甲烷产量之因素进行了研究与讨论；总结因为,认为进泥中有毒物质可能构成对产甲烷效率的影响。为此,实验首先研究了三氯乙烯(TCE)对厌氧微生物产甲烷的毒性作用,并对厌氧微生物降解TCE、纳米零价铁(NZVI)与厌氧微生物协同降解TCE作用进行了实验研究。实验结果显示,微生物与NZVI对TCE均具有较好的降解效果；然而,两者协同作用并不能明显提高对TCE的降解效果。最后,本课题分别对乙酸产甲烷菌和氢产甲烷菌进行了富集培养,并分别通过测定衰减过程中微生物产甲烷活性与最大耗氢速率确定其衰减速率；利用荧光原位杂交技术(FISH)、细胞死活染色技术(LIVE／DEAD staining)和测定微生物量得到微生物在衰减过程中的死亡规律。实验结果表明：富集系统中乙酸产甲烷菌的衰减速率和死亡速率分别为为0.070±0.018 d-1和0.022±0.002 d-1,即在衰减过程中,基于细菌死亡和活性降低所引起的衰减在衰减总量中所占比例分别为31％和69％。富集系统中氢产甲烷菌的衰减速率和死亡速率分别为为0.034±0.006d-1和0.016±0.002d-1,即在衰减过程中,基于生物死亡和活性降低所引起的衰减占衰减总量的47％和53％。