市政剩余污泥的处理处置已成为全球面临的一个严峻挑战,有效的污泥脱水减量技术的确立则是污泥处理处置的关键环节。噬菌微生物Bdellovibrio-and-like organisms（BALOs）具有独特的噬菌破壁特性,在自然界包括活性污泥中广泛存在且对真核细胞没有噬菌能力,因此BALOs污泥生物裂解技术具有极大污泥脱水减量应用潜能。本文自市政污泥中筛选、研发与制备具有高效污泥裂解活性与宿主广谱性的高效市政污泥生物裂解菌剂,并通过自行设计污泥生物裂解脱水减量反应装置,对剩余污泥进行污泥生物裂解脱水减量放大试验,同时,本文探讨了BALOs的污泥裂解作用对污泥水分分布、污泥微生物活性、絮体结构和其他污泥物化特性的影响以揭示生物裂解作用机理,为BALOs生物裂解技术的研发和应用提供经验和技术支持,以期为污泥高效减量,缓解日益严峻的剩余污泥处理处置压力提供一条新的环境友好的生态解决途径。本试验自某采用氧化沟工艺的市政污泥中分离筛选出4株具有高效裂解活性的BALOs菌株。通过结合前期课题组已获得的污泥生物裂解菌株D15菌株与所筛选菌株的复合作用,在相同反应条件下发现将D15和D18菌株按1:1复合对提高污泥脱水性能效能最高,毛细吸水时间（CST）下降率为（53.9±3.5）%,生物裂解处理后最低CST较单一D15菌剂作用提高（25.1±4.6）%。通过对比不同复合菌剂作用后的污泥群落组成变化,发现D15与DG1组合菌剂生物裂解后,生物多样性指数Chao 1指数,ACE指数,Shannon指数,Simpson指数均降为最低,生物多样性和污泥中优势菌属丰度显著降低,表现出较高的协同裂解效果,扩大了复合菌剂的作用范围。通过进一步菌种组成和菌剂配比优化,最终确定高效污泥裂解复合菌剂配方为D15、D18和DG1（2:1:2）。针对生物裂解技术的工程化应用需求,本研究通过BALOs微生物发酵系统进行扩大化培养,发酵液BALOs浓度为摇瓶培养的（86.0±0.2）倍,可大大提高菌液利用率,降低运输和应用成本。同时提出生物裂解与机械脱水联合工艺,在无需化学药剂投加和普通脱水压力条件（0.4 MPa）下,A~2O和CAST工艺剩余污泥与单一D15菌株作用后泥饼含水率分布为（68.8±2.4）和（70.0±2.6）%,泥饼成形,表面干燥,满足污泥排放外运要求,而A~2O和CAST工艺剩余污泥与复合菌剂作用后的污泥泥饼含水率分别为（61.5±0.8）和（62.2±0.9）%,基本达到污泥填埋（≤60%）的要求。同时,单一D15菌株和复合菌剂生物裂解技术对不同工艺污泥（氧化沟、A~2O、CAST工艺）表现出较广泛的适用性,具有较高工程应用前景。高效污泥裂解复合菌剂和单一D15菌株生物裂解后污泥CST最大下降率分别为（40.6±2.1）和（51.8±1.2）%,同时,胞内水含量分别降低（23.3±4.1）和（41.0±3.6）%,结合水含量分别降低（26.6±2.7）和（37.1±4.0）%,污泥脱水性能显著提高。通过探究复合菌剂和单一菌株生物裂解过程中污泥活性、胞外聚合物（EPS）分别与组成、污泥溶解性有机物的变化规律,发现复合菌剂和单一菌株生物裂解处理后污泥中失活细菌比例分别增加（1.6±0.3）和（2.5±0.4）倍,紧密结合型EPS逐渐降低,松散结合型EPS和污泥中溶解性有机物含量逐渐升高,表明BALOs生物裂解作用可通过破坏污泥微生物细胞壁完整性和污泥絮体结构稳定性,促进胞内水及胞外EPS截留的结合水释放,同时生物裂解作用可促进胞内及结合型EPS中的有机物释放进入液相,加速污泥有机质降解,有利于污泥减量化和稳定化,同时,复合菌剂较单一菌株可以强化生物裂解效果,强化对污泥细胞和污泥絮体结构的破坏,进一步提高污泥脱水性能。而污泥中存活微生物的再生长、污泥絮体结构的再稳定以及BALOs和被捕食细菌之间的抗捕食机制是生物裂解反应后期污泥脱水能力恶化的主要原因。