厌氧消化技术是一种广泛使用的城市污泥稳定化技术,经济和环境效益好,但传统厌氧消化的有机物去除率低、消化周期长、建造费用高。联合预处理可以有效地改善污泥厌氧消化性能,还可以减少能耗和药剂使用量,因而成为当今研究的新方向。本课题研究了多种联合预处理后污泥性质和半连续高温厌氧消化性能,确定最佳预处理技术。另外,还将最佳联合预处理技术和组成它的单一处理技术的处理效果进行比较。本研究还分析和估算了未处理和最佳预处理技术下高温厌氧消化系统的菌落结构的变化和厌氧消化的经济性。主要结论如下:（1）预处理技术可以显著促进污泥中有机物的溶出,氢氧化钠（NaOH）-低温水热联合预处理的有机物溶出效果优于盐酸（HCl）-低温水热联合预处理。但醋酸（HAc）预处理无法进一步促进有机物的溶出。联合预处理对污泥中有机物的溶出效果优于单一预处理。NaOH-低温水热联合预处理和NaOH-低温水热-HAc联合预处理的有机物溶出效果最好,溶解性化学需氧量（SCOD）/总化学需氧量（TCOD）分别可达24.5%和24.7%。预处理技术还可以促进污泥的氨氮的释放、总碱度的上升和粘度的降低。（2）NaOH-低温水热联合预处理和HCl-低温水热联合预处理均可以改善高温厌氧消化产气性能。HAc的添加不利于污泥高温厌氧消化的沼气产生。联合预处理的厌氧消化产气性能优于单一预处理技术。NaOH-低温水热联合预处理的产气性能最好,它的沼气产率和甲烷产率分别为182.9 m L/g VSadded和101.3 m L/g VSadded,可分别相对未经预处理的原污泥提高6.4%和31.0%。（3）NaOH-低温水热联合预处理下污泥高温厌氧消化对有机物的去除能力最好,挥发性固体（VS）去除率和TCOD去除率可分别达到37.5%和36.8%。不同预处理下的厌氧消化系统均未产生明显地抑制现象,系统运行稳定。（4）NaOH-低温水热联合预处理可以显著改变污泥厌氧消化系统的菌群结构,显著提高物种的均匀度和物种多样性。其系统内优势菌门增加,以厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、互养菌门（Synergistetes）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和热袍菌门（Thermtogae）等六个门类为主,优势菌门的相对丰度较为均匀。另外,系统中优势菌属的数量和均匀度也都有所增加。（5）未处理、低温水热预处理和NaOH-低温水热联合预处理下的运行成本分别为54.96元/t污泥（含水率80%）、70.13元/t污泥（含水率80%）和95.30元/t污泥（含水率80%）。虽然NaOH（p H=11,24h）-低温水热（90℃,30min）联合预处理的处理成本有所提高,但在获得政府补贴时仍具有一定的经济效益。