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我国城市污泥产量大、含水率高且成分复杂，污泥已成为制约污水处理行业发展的瓶颈。污泥含水率高达80％～85％，极高的含水率增加了污泥处理处置难度并显著提高了处理处置成本，因此，降低污泥含水率是解决诸多污泥处理处置问题的基础。通过污泥高温好氧发酵可利用微生物高温好氧发酵产生的生物热能促进细胞水分释放和孔隙水分蒸发，实现污泥的快速脱水干化。CTB(Control Technology for Bio-composting)高温好氧发酵工艺降低了污泥含水率和体积，同时减少了有毒有害物质、改善污泥性状，利于后续利用。脱除堆体水分是高温好氧发酵工程的重要目标。在高温好氧发酵过程中，一方面，堆体水分通过影响微生物生命活动和有机质降解从而作用于发酵进程，另一方面，堆体水分的变化量由水分输入和水分输出构成，研究堆体的水分蒸发和水分平衡能更好地认识不同阶段的脱水效率、指导工程实践。因此，进行堆体含水率和蒸发量的监测与研究有助于掌握发酵进程、优化工艺参数。 本研究开发了CTB含水率实时在线监测设备和CTB蒸发量在线监测设备。我国城市污泥的电导率介于0.8～20 mS cm-1间，高温好氧发酵过程中堆体温度可由室温升至55℃以上，会对水分监测造成一定影响，因此本文研究了温度、电导率对测定的影响，并进行优化和校正，实现了污泥高温好氧发酵过程含水率和蒸发量的在线监测。基于此，通过同步实时监测堆体物料含水率和堆体蒸发进行水分的动态变化研究，从水分平衡角度研究了城市污泥高温好氧发酵过程的水分输入与输出，并结合强制通风和匀翻策略，分析了不同工艺策略下的堆体水分变化。研究表明，高温期的堆体水分蒸发速率最大，强制通风促进了水分蒸发。在好氧发酵过程中，当堆体温度在20℃到70℃间变化、物料含水率在30％至80％间且电导率＞4mS cm-1时，对含水率测定造成的影响可通过优化设备并建立标定模型来实现物料含水率和蒸发量的在线监测，较称重法具有更高的准确性和稳定性。经过20天高温发酵，CTB工艺将堆体含水率由66％降至50％。在整个高温好氧发酵过程中，产水量占蒸发量的比例为14.8％，蒸发量远大于产水量。高温期的堆体表面风速、堆体蒸发量均随着通风量的增大而增大。强制通风时的风速比未强制通风时高43％～100％，促进了水分蒸发。高温期的堆体表面风速和水分蒸发速率达到最大，第4天它们的最大值分别达0.063±0.027 m s-1和28.9 kg ton-1 matrix d-1，高温前期的日均蒸发速率为23.5±4.7 kg ton-1matrix d-1，该蒸发速率达降温期的4倍，高温是主导发酵堆体脱水干化的主要因素。