本论文采用近红外光谱并结合化学计量学对剩余污泥中蛋白质进行定性和定量分析,并利用湿化学分析法和光谱分析法对剩余污泥厌氧发酵过程进行表征,分析了剩余污泥中细胞物质的转化及液相产物的生成,为剩余污泥的资源化利用提供了研究基础。（1）采用近红外光谱表征了不同来源污泥样品,并应用主成分投影实现了污泥样品的聚类分析。在此基础上,结合凯氏定氮法的蛋白质含量分析结果,采用区间偏最小二乘法（iPLS）选择光谱建模区间为4382 cm^-13996 cm^-1,建立了近红外光谱反演污泥中蛋白质含量的数学模型,模型相关系数为0.973,交叉验证均方差为1.321,预测值与真实值的误差范围为-10.0%⁸.52%,说明近红外光谱可以实现污泥样品的快速定性和定量分析。（2）剩余污泥在自然条件下厌氧发酵,利用常规化学方法和荧光光谱法研究整个发酵进行的程度。发酵液中氨氮、正磷酸盐和COD值随着发酵时间的延长均呈现出先增长后平稳的趋势。通过荧光光谱可以看出,辅酶F₄₂₀的荧光强度整体上呈现先增大再减小的趋势,表明厌氧状态下,产甲烷的强度亦先增强后减小。（3）通过化学方法和生物处理方法对剩余污泥厌氧发酵液中的氨氮、正磷酸盐和有机物进行去除。其结果显示:采用加铁除磷的化学方法,n(Fe²⁺:Fe³⁺=1:1):n(PO₄^3--P)≥1.8时,正磷酸盐的去除率达到95%以上。氨氮和COD值的去除采用SBR好氧生物处理方法,曝气前3h内,COD浓度逐渐降低并趋于稳定（20mg/L左右）,氨氮、硝酸盐氮基本保持不变,可能是曝气初期异养菌优先利用氧气降解发酵液中的COD的结果。3h后氨氮逐渐降低,硝酸盐氮含量逐渐上升,而氨氮和硝酸盐氮的总和呈现降低趋势,可能是好氧反硝化作用的结果。（4）通过三维荧光光谱对污泥发酵液的好氧生物处理过程进行表征,并建立生物处理过程中发酵液的类蛋白荧光得分变化和COD浓度变化的线性关系,得到相关系数R2=0.908,说明类蛋白质荧光得分和COD值有很好的线性关系,并且可以通过三维荧光快速反映发酵过程中COD浓度的变化。