随着城市污水处理规模不断扩大,剩余污泥作为生物处理段的伴生废物,其处理处置问题也日益严峻。厌氧发酵技术不仅可以促进污泥减量化,还能产生短链脂肪酸（Short Chain Fatty Acids,SCFAs）,作为生物法合成可降解塑料（聚羟基烷酸酯,Polyhydroxyalkanoate,PHA）的低成本碳源。针对传统厌氧发酵中污泥破解、水解速率慢以及SCFAs难以积累的问题,提出了以过氧乙酸（Peracetic acid,PAA）联合游离氨（Free ammonia,FA）预处理强化污泥产酸并用于混合菌群合成PHA的研究思路。首先研究了PAA联合FA预处理促进污泥发酵产酸的最佳参数条件,再通过污泥破解、水解、酸化、产甲烷过程以及发酵液DOM和EPS变化等方面阐述了该方法的作用机制,以高通量测序技术剖析了其微生物群落结构,最后探究了该方法获取产酸发酵液用于混合菌群合成PHA的可行性。所得主要结论如下:（1）PAA联合FA预处理污泥发酵产酸的最佳条件为先PAA再FA处理,PAA投加量为0.1 g/g VSS,FA浓度为70 mg/L。发酵5 d时取得最高产酸率472.17±1.27 mg COD/g VSS,分别是空白组、单FA组和单PAA组的19.7、3.3、2.4倍,其中乙酸占比最高为78.8%。相比单一处理,联合预处理进一步促进了污泥中NH4+-N的溶出;且发酵10d后污泥有机质减少率达到27.45±0.7%,有助于实现污泥减量化。（2）PAA联合FA预处理污泥发酵产酸机理研究表明:相比单一处理,联合预处理进一步促进了污泥中颗粒有机物的溶出,SCOD、碳水化合物和蛋白质浓度均显著增加;SEM、粒径分析证明了其对污泥细胞和EPS的有效破解。DOM和EPS实验进一步证实联合预处理使污泥TB-EPS中有机物剥离、脱落而转入了DOM和LB-EPS,且其对碳水化合物的释放作用强于蛋白质;3D-EEM分析发现其显著提升了污泥DOM和EPS的可生化性。PAA联合FA预处理促进了水解酶的释放,抑制了污泥水解、酸化和产甲烷过程,且其对产甲烷过程的抑制大于水解和酸化过程,这导致了厌氧发酵中SCFAs的不断积累。（3）微生物群落分析表明,PAA联合FA预处理显著降低了污泥中微生物种类丰度和多样性,并改变了功能菌群的结构。功能菌群分析表明,其显著富集了同水解、产酸相关的菌群并使其成为优势菌种,同时降低了同SCFAs消耗相关的菌群丰度。在门水平上,厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）得到明显增强,尤其是Firmicutes,其相对丰度由3.61%（空白组）增加到63.87%;同时削减了变形菌门（Proteobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）。在纲水平上,梭状芽孢杆菌纲（Clostridia）和拟杆菌纲（Bacteroidia）占优势地位,分别为59.61%和10.60%;而三类变形菌纲（Proteobacteria）和厌氧绳菌纲（Anaerolineae）等消耗SCFAs的菌群减少,仅为6.70%和1.37%。在属水平上,有效富集了共6种发酵产酸菌属,尤其是Proteiniclasticum,占比45.55%,远远高于其他三组（皆不足2.5%）;同时Petrimonas和Macellibacteroides的相对丰度也分别达到4.04%和4.57%。（4）PAA联合FA预处理污泥产酸发酵液的酸化程度高于85%,稀释发酵液做底物时混合菌群合成PHA条件下的最佳补料次数为三次,其PHA产量在第五批次达到83.63 wt%,且HB占比为91.89%。每一批次周期内,DO、p H值和碳水化合物浓度均有提升,而NH4+-N、PO43--P、SCFAs和蛋白质浓度均有所下降,且SCFAs消耗速率大小为:乙酸＞丙酸＞丁酸＞戊酸。高负荷碳源发酵液不稀释作底物对混合菌群合成PHA具有一定抑制作用,在第五批次获得最高PHA产量55.05 wt%,HB占比为78.11%。