当前我国城镇污泥处理形势十分严峻，城镇污水处理过程中的“重水轻泥”现象亟待改变。要从根本上解决剩余污泥的问题，必须从源头出发，在污水处理过程中尽量减少剩余污泥产生。好氧-沉淀-厌氧(OSA)工艺已被证实在不影响出水水质的前提下，具有良好的污泥减量化效果，同时改善了污泥沉降性能，被认为是一种很有前景的从源头上实现污泥减量化的方法。　　 然而目前OSA工艺本身上仍存在一定的缺陷，其污泥减量化机理也不明确，因此本研究中以SBR-OSA工艺为基础，对传统的OSA工艺进行优化改良，在厌氧污泥回流段加插短时预曝气反应器，形成新型的SBR-OOSA工艺，并在实验室构建了SBR-OSA和SBR-OOSA两套工艺模型系统，综合考虑前人的研究成果及本人前期的实验探索结果，选用较为合理的一套运行方式，研究比较两套OSA工艺的污水处理性能及污泥减量化效果；同时以污泥絮体胞外聚合物金属络合物理论为基础，在优化了各种具金属离子针对性的EPS提取方法的前提下提出并验证了一种能实现全面大量提取污泥EPS的顺序提取法，最后采用顺序提取法对工艺各部分的污泥胞外聚合物进行提取和分析，并结合系统运行过程中EPS和金属离子的释放情况，尝试从EPS与金属离子的角度分析探讨OSA工艺的污泥减量化机理。　　 运行性能方面，研究表明，与对照的本底SBR工艺相比，两套OSA系统均发挥了明显的减量化效能：OSA系统污泥产率为0.04 mg-MLSS/mg-COD，达到72％的污泥减量化效果；OOSA系统污泥产率为0.031 mg-MLSS/mg-COD，达到55.7％的污泥减量化效果。污水处理性能方面，两系统对污水中SS、N、COD具有良好的去除效果，虽然都具有除磷率低的问题，但可以通过化学除磷这一辅助方式得以解决。　　 机理研究方面，通过对EPS提取方法的优化，选用最优条件把各种方法顺序组合起来，形成CER2h-[硫化钠+NaOH(CS/CFe3，pH=10.5)]-STPP100mM顺序提取法，研究表明这是一种全新的能够大量全面提取污泥中EPS的方法。通过对EPS和金属离子时放量的长期监测以及污泥EPS的提取分析，我们认为絮体微生物对胞外聚合物的分解利用以及好氧环境中微生物进行EPS的重新聚合引起的能量损耗都是构成OSA工艺污泥减量效应的重要原因。