本论文以强化污泥脱水为目的,开展了基于生物质骨架材料吸附持水性物质耦合污泥破解技术与高分子絮凝剂再絮凝调质污泥脱水性能的研究。首先,本文选用低频超声波（US）作为污泥破解手段,选用壳聚糖（CTS）作为絮凝剂,利用脱水污泥自循环制备污泥基生物炭（SBB）作为生物质骨架材料。以毛细吸水时间（CST）、污泥比阻（SRF）、滤饼含水率（MC）、污泥过滤净产率（YN）等脱水参数作为评价指标,从多个方面探讨了US、CTS、SBB单独调理以及US+CTS+SBB联合调理污泥脱水性能的可行性,从污泥液相、固相、滤饼等方面探讨分析了各手段调理污泥的作用机制。主要研究内容与结果如下:（1）研究了US、CTS单独调理对污泥脱水的影响以及条件筛选。结果表明,当US声强为1000W/m~2、作用时间为5s时,SRF由43.58×1011m/kg降至32.14×1011m/kg,CST由63.7s降至38.4s。CTS的最佳投加浓度为0.5g/L,最佳投加量为10mg/g DS,SRF由53.85×1011m/kg降至9.67×1011m/kg,CST由84.47s降至26.63s,MC由90.99%降至82.62%。（2）研究了不同制备方法对SBB理化性质的影响,以及SBB对污泥脱水的影响和作用机制。结果表明,直接炭化法、Zn Cl2预活化法、炭化+HCl后活化法分别制备得到的SBB0、SBB1、SBB2均为介孔材料,其中SBB1的比表面积和孔容最大,其表面官能团数量与种类也最为丰富。三种SBB均可强化污泥脱水,且最佳投加量均为0.5 g/g DS,而SBB1的调理效果最佳。SBB显著降低了污泥的压缩系数,促使污泥絮体致密化,作为助滤骨架在污泥中构建网格结构,提高滤饼孔隙率,提供排水通道,利用管网效应和层间通道效应有效解决污泥在压力脱水下的过滤通道堵塞问题。SBB具有助凝作用,使污泥胶体脱稳聚集;同时SBB通过非共价相互作用吸附各层EPS中的蛋白质和多糖等粘性大分子,促使内层EPS溶解,有效削弱了污泥絮体的持水能力。（3）研究了US+CTS+SBB联合调理对污泥脱水的影响和作用机理。单因素试验结果表明,联合调理的工艺条件为:US作用时间为5s,CTS投加量为10mg/g DS,SBB投加量为0.5g/g DS。联合调理可最大化提高污泥的脱水性能,污泥SRF、CST、MC分别降低92.98%、78.46%、16.35%。联合调理过程中,US、CTS与SBB表现出协同作用。首先通过US的空化作用对污泥进行破解,瓦解污泥菌胶团结构和胞外聚合物（EPS）,释放出部分结合水,使EPS上的持水性物质溶出,促进其在SBB上的吸附;同时US能改变EPS蛋白质主链上的折叠和螺旋结构,促进蛋白质二级结构变性。其次CTS使污泥小颗粒重新形成大尺寸絮体结构,降低絮体比表面积,强化固液分离能力。最后SBB吸附了S-EPS中的持水性物质,促使LB-EPS、TB-EPS溶解,蛋白质二级结构进一步分解变性,暴露出更多的内部疏水基团以提高疏水性表达,削弱了絮体与水分子之间的极性作用。（4）探究了联合调理工艺的条件优化,以及污泥焚烧研究。通过响应曲面法（RSM）与Box-Behnken多因素实验,建立了SRF和MC预测模型。通过方差分析可知SBB投加量对于污泥脱水的影响最为明显,CTS投加量与SBB投加量的交互作用最为显著。联合调理工艺的最佳条件为:US时间为5.08s,CTS投加量为10.1mg/g DS,SBB投加量为0.477g/g DS。经试验验证,SRF与MC实际值与预测值基本吻合。联合调理后的泥饼热值为12378 k J/kg,与原泥相比提高16.96%,且联合调理后的泥饼更耐燃。由于污泥中掺入SBB增加了泥饼含炭量,起到助燃作用,提高了热值。热重分析表明,联合调理后的污泥中结合水含量较少,且其中的水分子与固相之间的结合键能被削弱。