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剩余污泥的处理与处置成为当今制约市政污水处理产业健康发展的瓶颈。利用高含固厌氧消化技术对剩余污泥进行处理具有环境友好且可持续的优势而逐渐受到重视。目前,对污泥厌氧消化的研究主要集中在低含固率（3%5%）条件下的污泥处理,针对脱水后高含固率污泥的厌氧处理研究较少。同时,在高含固条件下,污泥的厌氧消化效率较低,特别是污泥中含氮化合物的转化率较低。此外,我国的剩余污泥含氮量偏高,在高含固条件下含氮化合物的转化会产生高浓度的氨氮,对厌氧消化过程造成一定的抑制作用。因此,关注高含固污泥厌氧消化过程中含氮化合物的转化规律,并在此基础上提出相应的提高厌氧消化效率的措施至关重要,而这些问题还需要进一步的分析探索。本研究以脱水后剩余污泥为研究对象,利用物理化学技术、分子生物学、蛋白质组学等,结合含固率对高含固厌氧消化的重要性和污泥中氮素转化情况,同时兼顾科学研究的前瞻性,对强化高含固污泥厌氧消化效率策略进行研究,以期为提高高含固污泥厌氧消化效率提供有力的理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:（1）当污泥含固率从8%上升至16%时,随着含固率的增加,厌氧消化的产甲烷量和挥发性固体（volatile solid,VS）降解率呈先升高后降低的趋势。含固率为12%条件下甲烷产量最大,VS降解率最高,分别达到107 mL·g VS-1和27.71%,厌氧消化效果最好。挥发性有机酸的质量浓度随污泥含固率的升高而升高,其中大分子有机物的水解产酸过程主要在前12 d进行,并在9 d左右达到峰值195 mg·L-1549 mg·L-1。当含固率为8%16%时,污泥厌氧消化过程中总糖的分解效率在31.94%35.66%之间,总蛋白质的分解效率在27.09%32.40%之间,各实验组间没有显著差异,比较而言,污泥中总蛋白质的分解效率较低。（2）对污泥中含氮化合物及其转化产物的分析结果表明,在含固率为12%的污泥厌氧消化系统中,污泥中的无机氮主要为氨氮,并在厌氧消化前12 d内的上升速度较快,随后经过12 d24 d和27 d39 d的2个阶段的上升,氨氮的质量浓度达到了1200 mg·L-1;硝态氮及亚硝态氮的质量浓度均处于极低的水平,最终分别降低至2.23 mg·L-1和0.52mg·L-1;污泥中主要的有机氮为蛋白质,其形态逐渐由结合态向溶解态转化,同时形成大量的氨氮,所产生的高浓度氨氮对厌氧消化,尤其是对蛋白质的降解过程表现出一定的抑制作用;污泥有机氮中杂环氮的转化规律与蛋白质不同,其分解速率随着消化时间延长而逐渐加快,最终降低至0.29%;部分有机氮向腐殖酸类、富里酸类物质转化而腐殖化,变得更加难以分解。（3）经过厌氧消化后,污泥中蛋白质由大分子向小分子转化。消化后污泥中残留的蛋白质主要来源于微生物体内,同时微生物代谢能力及酶活性随着厌氧消化过程的进行而降低,或厌氧消化体系中不具备分解这些蛋白质的酶,导致微生物最终无法继续利用该部分蛋白质,从而制约了污泥蛋白质的分解效率。（4）在污泥厌氧后外源添加胰蛋白酶,结果发现胰蛋白酶添加后可以恢复系统对蛋白质的分解能力,也证明了污泥蛋白质分解效率较低与厌氧消化过程中蛋白酶的缺失或活性降低有关。其中胰蛋白酶(50000 U·g-1)的最佳添加量为23.3 mg·g VS-1,此时污泥VS降解率、蛋白质降解率及产甲烷量相比未添加胰蛋白酶组分别提高了21.5%、23.5%和43.93%。