随着污水处理能力的不断提升,剩余污泥大量产生,污泥的处理处置已成为我国重点关注的环境问题。生物干化是一种有效去除水分、减容明显且节约能源的技术,但干化进程受诸多因素如有机酸、氨氮和硫化氢等影响。为缓解不利因素的抑制作用,通过不同的强化途径来促进有机质代谢和提高干化效果具有重要意义。本文基于生物干化的基础理论,系统考察了填充剂、外源含氧试剂和菌剂等强化途径对生物干化进程的影响,通过对温度、水分和有机物降解的分析,并结合干化进程中间组分、酶活性和微生物种群结构的变化规律,明确有机质代谢和强化处理的作用途径。本研究采用仓式与滚筒式两类生物干化装置开展对比试验,探究填充剂种类及配比、外源含氧试剂（种类、剂量、投加方式）以及微生物菌剂对水分去除的强化作用效果。为减少热量的散失,除填充剂实验外均采用滚筒式反应装置开展试验,该类反应器保温效果较好,且投加外源物质时只需在反应器内进行即可混合均匀;而仓式反应器特点在于在通气和抽气的共同作用下水分更易去除,适用于不添加任何外源物质的体系。污泥与花生壳配比为12:1（w/w,湿重）时有利于促进污泥中水分的去除,干化结束后含水率为52.45%,水分去除率达到17.19%。当分批次每天投加45 g Ca O2（总投加270 g,总污泥量为15 kg）时,在42 h达到最高温度为68℃,高温期维持3 d,含水率由62.99%降至到45.41%;添加Ca O2后脱氢酶活性和蛋白酶活性明显增高,且脱氢酶和蛋白酶活性在第1 d分别高达1313.36μg TF·gTS-1·d-1和48.45μg Tyrosine·h-1·gTS-1。添加复合菌剂EM菌干化体系含水率下降至45.14%,干化效果优于添加单一菌种的体系。细菌染色结果表明,堆体温度达到峰值时细菌总荧光强度最大,但是活菌荧光强度较小,这与高温导致细菌大量死亡密切相关;而在中高温期50℃时,微生物大量繁殖,该阶段为细菌活跃期。采用高通量测序技术考察生物干化过程中微生物细菌的群落结构。结果表明:门水平的优势菌群为Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes、Chloroflexi和Actinobacteria;属水平优势菌种为Bacillus、Ureibacillus、Acinetobacter和Nitrospira。对细菌群落演替影响最大的是TOC、OM和C/N,其相关性显著。本研究确定了填充剂、外源含氧试剂和菌剂的最佳条件;探究了蛋白质、糖类和脂质等有机质在生物干化不同时期的代谢途径,分析了Ca O2的加入对蛋白酶及自由基的作用,并明确了强化处理的潜在作用机制,为污泥生物干化工艺的工程化应用提供理论参考与技术支持。