污水处理产生的大量剩余污泥除了对环境造成巨大污染外,同时也具有明显的资源化潜力。剩余污泥的资源主要存在于污泥絮体和细菌中。对剩余污泥进行破解,可以充分释放剩余污泥中的资源,大幅提高各种资源回收方法的效率,同时实现剩余污泥固体物质的减量化。剩余污泥破解是众多污泥资源化和减量化工艺的必要预处理过程,然而高能耗和高成本限制着污泥破解方法的广泛应用。通过对剩余污泥破解过程的分析研究,认为剩余污泥的破解可分为“絮体破解→细胞壁破解→促细胞质流出”三个阶段,即第一阶段为污泥絮体破解成微絮体和细菌个体；第二阶段为微絮体破解成基本粒子,微絮体中细菌个体的细胞壁被破解；第三阶段为破损的细胞壁被粉碎,胞内细胞质流出、破解物被分散。基于剩余污泥破解的不同阶段分别具有相对高效方法的观点,提出“流体剪切+超声+流体剪切”的剩余污泥破解新方法,采用高速组织捣碎机产生流体剪切力并结合超声细胞破碎仪产生超声对城市污水的剩余污泥进行破解研究。对剩余污泥进行1-50 min的超声破解和1-35 min的流体剪切破解,通过检测破解后污泥的溶解性化学需氧量、核酸、蛋白质、污泥粒径等指标,观测破解后污泥的透射电镜图片,并采用肽聚糖浓度来评价细菌细胞壁的破解程度,明确了剩余污泥破解的三阶段论。采用两组正交实验考察超声作用时间、超声功率、超声频率、超声脉冲比以及各因素之间的交互作用对剩余污泥破解效果的影响,得出各因素对超声破解剩余污泥效果影响的顺序为超声时间>超声频率>超声脉冲比>超声功率>超声时间与频率交互作用>超声时间与功率交互作用>超声功率与频率交互作用；超声频率为20 kHz,超声脉冲比为3：1,超声功率为600 W时对剩余污泥破解效果最佳；超声各因素之间的交互作用对剩余污泥破解效果影响不显著。通过对7种不同浓度剩余污泥的超声和流体剪切破解,得出剩余污泥状态的改变对剩余污泥破解的效果影响较大,且适当提高剩余污泥浓度有利于剩余污泥破解。通过对比相同能耗下超声和流体剪切破解剩余污泥的效果,得出流体剪切方法在剩余污泥破解初期即对剩余污泥絮体的破解更具有高效性；通过对比“超声+流体剪切”与“流体剪切+超声”破解剩余污泥的效果,得出流体剪切方法在前超声方法在后的工艺路线更佳,超声在污泥破解第二阶段更具高效性；通过流体剪切与超声同时作用与单独超声破解剩余污泥的对比实验得出两种方法同时作用并不能提高剩余污泥破解的效果。通过一组考察流体剪切与超声作用时间之间交互作用的正交实验,得出超声时间对剩余污泥破解效果影响最显著,超声作用时间和第一阶段流体剪切作用时间之间对剩余污泥破解效果存在交互作用,进一步说明经流体剪切方法破解后再用超声方法破解会增加剩余污泥破解的效果。通过在相同能耗和不同能耗条件下单独超声、单独流体剪切和“流体剪切+超声+流体剪切”破解剩余污泥的对比实验,得出“流体剪切+超声+流体剪切”方法在剩余污泥的破解程度、能量的利用率和蛋白质、核酸、肽聚糖等有机物释放方面都优于单独超声和单独流体剪切的方法。